Comparação da produção sequencial de Biohidrogênio e Biometano a partir de soro de queijo reconstituído e hidrolisado
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Data
Orientador
Peixoto, Guilherme
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia - FCF
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O aumento do consumo energético no mundo e a natureza finita dos
combustíveis fósseis, levaram ao desencadeamento de pesquisas focadas na
utilização de recursos renováveis para a geração de energia limpa. O emprego
de resíduos agroindustriais tornou-se uma abordagem promissora e atrativa
para a produção de biogás. Dentre estes resíduos, o soro de queijo possui
diversos benefícios para a geração de metano (CH4) e hidrogênio (H2),
especialmente por apresentar elevado conteúdo orgânico. Tanto o metano,
quanto o hidrogênio são biocombustíveis seguros, que apresentam elevada
eficiência na geração de energia. Diante disso, este trabalho teve como
objetivo avaliar a produção de BioH2 e CH4 por meio do emprego do soro de
queijo reconstituído bruto e hidrolisado. Ambos os substratos foram
caracterizados por meio da determinação de lactose, proteínas totais e
Demanda Química de Oxigênio (DQO). A avaliação de ácidos graxos (AGV´s)
foi desconsiderada devido à falta dos padrões necessários para análise. Na
produção de biogás, empregou-se biorreatores com capacidade máxima de
38mL, selados e incubados a 37ºC e 150rpm. O monitoramento da produção
de biogás ocorreu através da técnica de cromatografia gasosa em GC-2010.
Entre os resultados obtidos, as concentrações de lactose presente no soro
reconstituído e hidrolisado foram de 0,089 µmol/mL e 0,064 µmol/mL,
respectivamente, enquanto os teores de proteínas totais foram de 3,42 mg/mL
e 1,03 mg/mL para ambos os substratos. As médias das DQOs foram de 0,351
g.L-1 e 0,236 g.L-1
, respectivamente. Na produção de biogás usando soro de
queijo reconstituído como substrato, constatou-se rendimentos máximos de
74,29 mL.g-1 para o H2 e de 303,12 mL.g-1 para o CH4, enquanto os
rendimentos máximos empregando o soro hidrolisado foram de 58,90 mL.g-1
para o BioH2 e de 231,81 mL.g-1 para o gás metano. Com base nos resultados
obtidos, conclui-se que o soro de queijo é um resíduo com grande potencial na
geração de biogás e que a etapa de pré-tratamento de hidrólise do soro, não
maximizou os rendimentos de biogás, podendo assim, ser desconsiderada. No
entanto, ressalta-se que muitos parâmetros, como substrato, pH e reatores,
devem ser explorados e otimizados para o alcance de melhorias na
produtividade do biogás.
Resumo (português)
The worldwide increase of energy consumption and the finite nature of fossil
fuels have led to the emergence research aimed at the use of renewable
resources in clean energy generation. The use of agro-industrial wastes emerge
as a promising approach to biogas production. Among these wastes, cheese
whey exhibits many properties for the production of biogas (methane and
hydrogen), especially it has high organic matter. They both are considered to be
safe biofuels and highly efficient to energy generation. Thus, this study aimed to
evaluate the production potential of H2 and CH4, using pure reconstituted and
hydrolyzed cheese whey. Both substrates were characterized by lactose´s
determination, total proteins and Biochemical Oxygen Demand (BOD). The
evaluation of fatty acids was not considered due to the lack of standards for
analysis. In biogas production, was used a glass bioreactor with maximum
capacity of 38 mL, sealed with rubber septum and kept with agitation of 150 rpm
at 37ºC. The monitoring was performed by gas chromatography in GC-2010.
The results showed lactose concentrations of 0.089 μmol/mL and 0.064
μmol/mL for reconstituted and hydrolyzed cheese whey, respectively, while total
proteins were of 3.42 mg/mL and 1.03 mg/mL for both substrates. The averages
of DQOs were of 0.351 g. L-1 and 0.236 g. L-1
, respectively. In biogas production
using reconstituted cheese whey, the maximum yields were of 74.29 mL. g-1
for
BioH2 and 303.12 mL. g-1
for CH4, while the maximum yields with use of
hydrolyzed cheese whey were 58.90 mL. g-1
for BioH2 and 231.81 mL. g-1
for
methane gas. Based on results obtained, cheese whey is a waste with great
potential for biogas generation and that the enzymatic pre-treatment step of
cheese whey not revealed improvements of biogas yield obtained. It can be
eliminated during the optimization of the bioprocess. However, many
parameters, as substrate, pH and reactors, should be explored and optimized to
achieve improvements in biogas productivity.
Descrição
Palavras-chave
biocombustíveis, biogás, resíduos, soro de queijo
Idioma
Português
