Potencial acidogénico de resíduos para produção de biopolímeros

Abstract

Este estudo centrou-se na manipulação das condições operatórias da digestão anaeróbia com vista a encontrar as condições óptimas para a produção de ácidos orgânicos voláteis (AOVs), durante a etapa de acidogénese. Está dividido em três fases, e em cada fase foram realizados vários ensaios em reactores batch. Os substratos utilizados foram: soro de leite, glicerol, efluente vínico, efluente de lagares de azeite e fracção orgânica de resíduos sólidos urbanos (FORSU). A Fase I teve o objectivo de determinar concentração óptima de ácido 2-Bromoethanesulfonic (BES) para inibir a metanogénese da digestão anaeróbia. Foram experimentados dois tipos de inóculo distintos, tendo-se concluído que 1mM/L de BES inibe totalmente a metanogénese com qualquer dos dois inóculos. A Fase II teve como objectivo a determinação das condições operacionais óptimas para a produção de AOVs, pata o substrato soro de leite. As variáveis foram o rácio alimento/microrganismos (F/M) e a alcalinidade. Através da metodologia de superfície de resposta conclui-se que rácio F/M igual a 4 (quatro) e alcalinidade de 2 gHCO3-/L são as melhores condições para a produção de AOVs. A metanogénese foi inibida com 1mM/L de BES, nesta fase e na seguinte. Na Fase III testou-se a produção de AOVs com vários substratos, utilizando as três melhores condições operacionais encontradas na fase anterior. Nestas condições verificou-se que o efluente vínico se destaca pelo seu potencial para produzir AOVs e em particular ácido acético. Os substratos soro de leite e efluente vínico foram os que demonstraram ser mais facilmente acidificáveis, com 100% e 65% de acidificação, respectivamente.

This study focused on the manipulation of operating conditions of anaerobic digestion in order to find the optimal conditions for the production of volatile fatty acids (VFAs), during the stage of acidogenesis. It is divided into three phases and in each phase several tests were carried out in batch reactors. The substrates used were whey, glycerol, wine effluent, effluent from oil mills and organic fraction of municipal solid waste. Phase I was aimed at determining optimal concentration of 2-Bromoethanesulfonic (BES) to inhibit methanogenesis of anaerobic digestion. It was tested two different types of inoculum. It was concluded that 1 mM BES/L completely inhibits methanogenesis with any of the two inocula. Phase II is angled towards ascertaining optimum operating conditions for the production of VFAs, with whey. The variables were the ratio food/microorganisms (F/M) and alkalinity. Through response surface methodology it was concluded that the ratio F/M equal to 4 (four) and alkalinity of 2 gHCO3-/L are the best conditions for the production of VFAs. Methanogenesis was inhibited with BES 1mM/L, at this phase and the following one. In Phase III the production of VFAs was tested with various substrates, using the three best operating conditions found in the previous phase. It was found that the wine effluent stands out for its potential to produce VFAs and particularly acetic acid. The substrates whey and wine effluent were shown to be more easily to acidify, with 100% and 65% for acidification, respectively.