Operating control for enrichment of hydrogen-producing bacteria from anaerobic sludge and kinetic analysis for vinasse inhibition

Pouresmaeil, Shabnam; Nosrati, Masoud; Ebrahimi, Sirous

doi:10.1016/j.jece.2019.103090

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“…In DF, where specific microorganisms are desired to have the higher metabolic activity for production of biohydrogen, a high COD concentration could disrupt the microbial community dynamics. This possible disruption may lead to growth inhibition, decreased metabolic activity, and low production yields [42]. Additionally, the sugarcane vinasse showed a high concentration of polyphenols, which are toxic for the anaerobic microorganisms [33].…”

Section: Vinasse Characterizationmentioning

confidence: 99%

Assessment of a Low-Cost Hydrogen Sensor for Detection and Monitoring of Biohydrogen Production during Sugarcane Straw/Vinasse Co-Digestion

Barrera,

Gómez-Ríos,

Ramírez-Malule

2024

AgriEngineering

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In this work, hydrogen production from the co-digestion of sugarcane straw and sugarcane vinasse in the dark fermentation (DF) process was monitored using a cost-effective hydrogen detection system. This system included a sensor of the MQ-8 series, an Arduino Leonardo board, and a computer. For the DF, different concentrations of sugarcane vinasse and volumetric ratios of vinasse/hemicellulose hydrolysate were used together with a thermally pretreated inoculum, while the hydrogen detection system stored the hydrogen concentration data during the fermentation time. The results showed that a higher concentration of vinasse led to higher inhibitors for the DF, resulting in a longer lag phase. Additionally, the hydrogen detection system proved to be a useful tool in monitoring the DF, showcasing a rapid response time, and providing reliable information about the period of adaptation of the inoculum to the substrate. The measurement system was assessed using the error metrics SE, RMSE, and MBE, whose values ranged 0.6 and 5.0% as minimum and maximum values. The CV (1.0–8.0%) and SD (0.79–5.62 ppm) confirmed the sensor’s robustness, while the ANOVA at the 5% significance level affirmed the repeatability of measurements with this instrument. The RMSE values supported the accuracy of the sensor for online measurements (6.08–14.78 ppm). The adoption of this straightforward and affordable method sped up the analysis of hydrogen in secluded regions without incurring the expenses associated with traditional measuring instruments while offering a promising solution for biomass valorization, contributing to the advancement of rural green energy initiatives in remote areas.

show abstract

Section: Vinasse Characterizationmentioning

confidence: 99%

Assessment of a Low-Cost Hydrogen Sensor for Detection and Monitoring of Biohydrogen Production during Sugarcane Straw/Vinasse Co-Digestion

Barrera,

Gómez-Ríos,

Ramírez-Malule

2024

AgriEngineering

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show abstract

“…Máca & Dohányos, 2012) cujo estudo mostrou que sistemas com maiores concentrações de amônia toleram maiores concentrações de AGV, garantindo uma faixa de pH adequada para a atividade bacteriana. De qualquer forma, assim como os AGV, a amônia não apresenta toxicidade para os microrganismos, mas seu acúmulo no sistema pode levar à inibição da ação bacterianaDuan, et al, 2016; Venkiteshwaran et al, 2016).Sabendo que o acúmulo de produtos intermediários pode afetar a eficiência do tratamento anaeróbio, a carga orgânica deve ser controlada nos reatores(Pouresmaeil, Nosrati & Ebrahimi, 2019) Pouresmaeil et al, (2019). estudaram a digestão anaeróbia de vinhaça, e constataram que a produção de hidrogênio aumentava a partir do aumento do substrato até uma concentração de 11,60g DQO/L.…”

unclassified

Uso de microrganismos no tratamento anaeróbio de efluentes ricos em nitrogênio e fósforo tendo em vista a economia circular

Santos

Barbosa

Porto

et al. 2021

RSD

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O aumento da população, a crescente urbanização e a industrialização influenciam diretamente na geração de efluentes domésticos e industriais contendo altas cargas de nutrientes como nitrogênio e fósforo, comprometendo o ambiente e a saúde pública. O presente trabalho tem por objetivo revisar as características, os impactos e as vantagens da utilização de microrganismos no tratamento anaeróbio de efluentes ricos em nitrogênio e fósforo, ressaltando o potencial uso de insumos do processo para a economia circular. Para isto, foi realizada uma revisão de literatura utilizando palavras-chave sobre os mecanismos e pressupostos ligados ao tema. Com base nas referências encontradas, foi possível compreender as principais características dos efluentes ricos em nitrogênio e fósforo com ênfase nas etapas do tratamento anaeróbio, as vantagens e desvantagens do tratamento, os microrganismos que podem ser utilizados no processo, os diferentes tipos de reatores anaeróbios, assim como foi possível demonstrar como os subprodutos do tratamento de efluentes em condições anaeróbias podem ser inseridos no contexto da economia circular. Portanto, a digestão anaeróbia é uma alternativa de baixo custo para o tratamento biológico de efluentes ricos em nitrogênio e fósforo, mostrando-se útil para a minimização de impactos negativos associados à contaminação ambiental e à exposição aos riscos de saúde pública, bem como à oportunidade de uso ou reuso de potenciais produtos provenientes do processo a exemplo dos nutrientes e biogás.

show abstract

How sustainable is the biohydrogen produced from sugarcane vinasse? An approach based on life cycle assessment

Ramírez-Díaz

Prato-Garcia

Vásquez-Medrano

2022

Biomass Conv. Bioref.

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Operating control for enrichment of hydrogen-producing bacteria from anaerobic sludge and kinetic analysis for vinasse inhibition

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Assessment of a Low-Cost Hydrogen Sensor for Detection and Monitoring of Biohydrogen Production during Sugarcane Straw/Vinasse Co-Digestion

Assessment of a Low-Cost Hydrogen Sensor for Detection and Monitoring of Biohydrogen Production during Sugarcane Straw/Vinasse Co-Digestion

Uso de microrganismos no tratamento anaeróbio de efluentes ricos em nitrogênio e fósforo tendo em vista a economia circular

How sustainable is the biohydrogen produced from sugarcane vinasse? An approach based on life cycle assessment

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