Acidificação de soro de queijo para produção de PHAs

Abstract

A diminuição dos recursos fósseis bem como a abundância de biomassa renovável e que pode ser valorizada tem levado a encarar com boas perspectivas o processo de biorefinaria, sendo actualmente uma área em grande desenvolvimento. No sector dos plásticos os PHAs tem-se revelado uma alternativa sustentável em relação aos plásticos convencionais. O principal substrato para produzirem estes biopolímeros são os AOVs, produtos resultantes da fermentação acidogénica de resíduos orgânicos, como por exemplo o soro de queijo. Os AOV são compostos de alto valor económico devido às suas diversas aplicações. Neste trabalho foi estudado o processo de acidificação anaeróbio de soro de queijo, com a imposição na alimentação de valores de alcalinidade de 2000 e 5000 mg CaCO3/L e cargas orgânicas de 20 e 50 gCQO/L.d. Foram avaliadas as condições que produziam maior quantidade de ácidos e quais os tipos de ácidos mais produzidos em cada condição, num reactor MBBR. Foi também comparado a produção de AOV num reactor CSTR para a condição de 2000 mgCaCO3/L e 20 gCQO/L.d. Comparando as condições de 20 g CQO/Ld. e alcalinidade 2000 mg CaCO3/L e 5000 mg CaCO3/L é possível verificar que a produção de ácidos foi de 43301 mgCQO/L ± 618,3 e 5184,4 mgCQO/L ± 640,5, respectivamente, e o grau de acidificação foi de 41,6% ± 5,9 e 50,8%, respectivamente. Para a carga de 50 gCQO/L.d. e 2000 mgCaCO3/L verifica-se uma produção de ácidos de 10335,7 mgCQO/L ± 1077,6 e um grau de acidificação de 41,3%. Enquanto que para a mesma carga orgânica e alcalinidade 5000 mgCaCO3/L obteve-se 8693,6 mgCQO/L ± 1960,2 e um grau de acidificação de 30,1%. O ácido n-butírico é o mais produzido nas quatro condições. No reactor CSTR obteve-se uma média de 3555,69 mgCQO/L ± 706,89 e um grau de acidificação de 34,9%, valores estes menores do que os obtidos no MBBR nas mesmas condições. Todos os tipos ácidos são produzidos em maiores quantidades no MBBR, excepto o ácido i-valérico e n-caproico.

The decrease of fossil resources and the abundance of renewable biomass can be valued has led to face with good prospects biorefinery process , currently being an area in great development . In the plastics sector PHAs has proved to be a sustainable alternative to conventional plastics. The main substrate to produce these biopolymers are AOVs , products resulting from acidogenic fermentation of organic wastes such as cheese whey . AOVs have high economic value due to its various applications . In this work was studied,for various conditions of alkalinity , 2000 and 5000 mgCaCO3 / L and organic loading rate of 20 and 50 gCOD / L.d. that produced the largest amount of AOVs and wich kind of acids were produced in each condition , on a MBBR reactor . It was also compared the production of acids in a CSTR for the condition of 2000 mgCaCO3 /L and 20 gCOD / L.d. Comparing the conditions of 20 gCOD / L.day to 2000 mg CaCO3 / L and 5000 mg CaCO3 / L is possible to verify that the production of AOV were 43301 mgCQO/L ± 618,3 and 5184,4 mgCQO/L ± 640,5, respectively, and the degree of acidification was 41,6% ± 5,9 and 50,8% ± 3,9,respectively. For organic loading rate of 50 g COD / L.d. and 2000 mg CaCO3 / L there is a production of acids of 10335.7 mg COD / L ± 1077.6 and a degree of acidification of 41,32 %. While in the same organic loading and alkalinity of 5000 mg CaCO3 / L was obtained 8696,6 mg COD / L ± 1960,2 of AOVs and a degree of acidification of 30,1 %. N-butyric acid is the most produced AOV on all MBBR conditions. In the CSTR was obtained an average of 3555.69 COD mg / l ± 706.89 of AOVs and a degree of acidification of 34.92 %, which are lower than those obtained in the MBBR the same conditions. All kind of AOV are produced in a larger quantities on MBBR except i-valeric and n-caproic.