Aproveitamento de Glicerol para a produção de Biogás ou 1,3-propanodiol em reator UASB

Autor: NAKAZAWA, Mitsue Maia
Jazyk: Breton
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPEUniversidade Federal de PernambucoUFPE.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
Popis: Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-04T11:42:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Mitsue.pdf: 3532261 bytes, checksum: 2b3892ad1f6ef4e1621506010782d951 (MD5)
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CAPEs
No presente estudo o aproveitamento de glicerol através de processos anaeróbios para geração de subprodutos de valor agregado foi analisado de duas maneiras. Em um primeiro momento foi avaliado o uso de glicerol bruto proveniente da produção de biodiesel como substrato para produção de biogás em um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) em escala de bancada durante o período experimental de 280 dias. O reator foi operado sob cargas orgânicas volumétricas variando entre 0,50 e 8,06 kg DQO/m³·d. Como resultados, foram alcançadas eficiências médias de remoção de DQO de 89% e valores de conversão de metano (CH4) de 68%. A produção média de CH4 foi igual a 0,25 L CH4/g DQO. Os perfis das bandas de DGGE dos domínios Bacteria e Archaea sugeriram poucas mudanças na comunidade microbiana durante a operação do reator. Na segunda etapa da tese, 13 variáveis foram avaliadas através do design experimental de Plackett-Burman visando definir a composição adequada do meio de cultivo para a produção de 1,3-propanodiol (1,3-PDO) e/ou hidrogênio. Em seguida, dois reatores UASB foram operados usando-se glicerol analítico como substrato. O rendimento máximo de 0,8 mol 1,3-PDO/mol glicerol consumido foi alcançado, após a adição de bicarbonato de sódio aos reatores. Como produtos secundários foram produzidos propionato e acetato. Análises de ecologia microbiana demonstraram a baixa diversidade presente no lodo granular do inóculo e das fases operacionais finais da operação dos reatores. A partir dos resultados obtidos em ambas etapas de estudo, é possível concluir que o glicerol bruto proveniente da produção de biodiesel pode ser degradado eficientemente através de digestão anaeróbia, alcançando altos rendimentos de metano e que a produção contínua de 1,3-PDO a partir de glicerol em reatores UASB com lodo granular é viável.
En este estudio se analizó el aprovechamiento de glicerol mediante procesos anaerobios mediante dos enfoques diferentes. En una primera etapa se evaluó el uso de glicerol bruto generado en la producción de biodiesel como sustrato para la producción de biogás mediante un reactor anaerobio de manto de lodo con flujo ascendente (UASB) en escala de laboratorio durante un período de 280 días. El reactor operó con cargas orgánicas volumétricas que variaban entre 0,50 y 8,06 kg DQO/m³·d. Como resultado, la eficiencia media de remoción de DQO fue de 89% y la conversión media en metano (CH4) fue del 68%. La producción de CH4 fue igual a 0,25 L CH4/g DQO. Los perfiles de las bandas de DGGE de los dominios Bacteria y Archaea sugieren pocos cambios en la comunidad microbiana durante el funcionamiento del reactor. En la segunda etapa de la tesis, se evaluaron 13 factores mediante el diseño experimental de Plackett-Burman con el fin de definir la composición adecuada del medio de cultivo para la producción de 1,3-propanodiol (1,3-PDO) y/o hidrógeno. Con posterioridad, se operaron dos reactores UASB utilizando glicerol analítico como sustrato. El rendimiento máximo de 0,8 mol 1,3-PDO/mol glicerol consumido se logró tras la adición de bicarbonato de sodio a los reactores. Como subproductos secundarios se produjeron propionato y acetato. El análisis de la ecología microbiana de los reactores demostró baja diversidad presente en el lodo granular del inóculo y de las fases operativas finales de los reactores. De los resultados obtenidos en ambas etapas del estudio, se puede concluir que el glicerol bruto procedente de la producción de biodiesel se puede degradar de manera eficiente a través de la digestión anaerobia, alcanzando altos rendimientos de metano y que la producción continua de 1,3-PDO desde glicerol en reactores UASB con lodo granular es factible.
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