Comparação da produção sequencial de Biohidrogênio e Biometano a partir de soro de queijo reconstituído e hidrolisado - Fernandes, Leticia Caroline Manzi [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022)
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.

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.
Comparison of sequential production of Biohydrogen and Biomethane from reconstituted and hydrolyzed cheese whey
Keywords: biocombustíveis; biogás; resíduos; soro de queijo