Continuous thermophilic hydrogen production and microbial community analysis from anaerobic digestion of diluted sugar cane stillage

Biodigestão anaeróbia termofílica de vinhaça em sistemas combinados do tipo acidogênico-metanogênico para potencialização da recuperação de bioenergia em biorrefinarias de cana-de-açúcar de primeira geração

“…As Reações (8), (9) (Barca et al, 2015), quanto às condições de temperatura utilizadas nos trabalhos referenciados (55°C), tende a compensar a eventual utilização de condições operacionais aquém das ideais para produção de hidrogênio, daí as elevadas produções volumétricas de hidrogênio reportadas. O fornecimento de nutrientes (extrato de levedura) juntamente à vinhaça na corrente de alimentação em Santos et al (2014a), (2014b) e (2014c) também pode ter favorecido à elevada produção de hidrogênio, embora os efeitos da pressão parcial pareçam ser o fator determinante para o comportamento observado.…”

“…152;Tabela 16,p. 153) provavelmente esteve associado ao estabelecimento do gênero Thermoanaerobacterium no meio, o qual foi considerado como preponderante para produção de hidrogênio em condições termofílicas (55-60ºC) a partir de substratos complexos, incluindo a vinhaça (Ren et al, 2008;Lazaro et al, 2014;Santos et al, 2014a;Zheng et al, 2014;Lamaison et al, 2015 Kongjan et al, 2013;Santos et al, 2014a;Ferraz Jr. et al, 2015a (Ogg e Patel, 2009;Ciranna et al, 2014;Ferraz Jr. et al, 2015a). Ferraz Jr. et al Kim et al, 2012;Sikora et al, 2013) Portanto, não é possível direcionar o papel das LAB neste caso, embora o comportamento observado sugira que tais micro-organismos não exerceram papel determinante nas perdas de desempenho do sistema.…”

“…tyrobutyricum (Jo et al, 2008 (Ren et al, 2008;Lazaro et al, 2014;Santos et al, 2014a;Zheng et al, 2014;Lamaison et al, 2015). Ferraz Jr. et al (2014, 2015a (Figuras 34b-c), o sistema apresentou rápida recuperação, atingindo a estabilidade operacional e mantendo valores para a razão AI/AP próximos a 0,3 (Figura 34c), considerado aproximadamente ideal para sistemas metanogênicos de alta taxa (Ripley et al, 1986).…”

“…O próprio tipo de carboidrato predominante no efluente pode propiciar condições distintas na fase acidogênica, levando ao estabelecimento de diferentes populações de microorganismos e favorecendo determinadas rotas metabólicas (Fontes (Luo et al, 2010a(Luo et al, , 2010b(Luo et al, e 2010cWang et al, 2013). Estudos recentes também consideram o emprego de vinhaças de tequila (Buitrón e Carvajal, 2010;Buitrón et al, 2014) e de milho (Fernandes et al, 2010) No caso específico da vinhaça de cana-de-açúcar gerada na agroindústria brasileira, trabalhos recentes abordam a aplicação de reatores de leito fluidizado (Santos et al, 2014a(Santos et al, , 2014b e 2014c) e leito fixo empacotado (Ferraz Jr. et al, 2014b, 2015ae 2015b …”

“…Entretanto, esta estratégia pode levar a condições de sobrecarga orgânica nos reatores, uma vez que concentrações elevadas de substrato são aplicadas em TDHs relativamente curtos. O acúmulo de ácidos orgânicos, especialmente os ácidos butírico e propiônico, é frequentemente relatado em sistemas acidogênicos operados com vinhaça submetidos a cargas superiores a 100 kgDQO m -3 d -1 (Searmsirimongkol et al, 2011;Santos et al, 2014aSantos et al, , 2014bSantos et al, e 2014c (Karlsson et al, 2008;Luo et al, 2010a;Show et al, 2011;Braga et al, 2016 (Antonopoulou et al, 2010;Dareioti et al, 2014). Quanto à eficácia dos descartes, Anzola-Rojas e concluíram que sua realização propiciou a eliminação de micro-organismos não associados à produção de hidrogênio em reatores de leito fixo estruturado alimentados com sacarose; ou seja, tal constatação sugere a potencialidade dos descartes como estratégia operacional nos sistemas alimentados com vinhaça.…”