Valorização de subprodutos industriais através da produção de AOVs

Abstract

O objectivo deste trabalho consistiu na avaliação de diferentes resíduos industriais, licor de cozimento ao sulfito ácido (HSSL), engaço de uva, e bambu da fitorremediação como substratos para processos de digestão anaeróbia (DA) conducentes à produção de ácidos orgânicos voláteis (AOVs). Estes AOVs podem funcionar como precursores de produtos com alto valor acrescentado, como bioplásticos, solventes químicos ou energia, substituindo os compostos de origem petroquímica. Nos ensaios com HSSL estudaram-se parâmetros como a concentração de inóculo e a carga orgânica, verificando-se um aumento superior a 100% da quantidade de AOVs formados quando se aumentou a carga orgânica de 30 para 60 gCQO/L. Houve a formação de vários ácidos maioritariamente o acético. A supressão da metanogénese com inibidores específicos como bromoetanosulfonato (BES) e não específicos como a alta pressão hidrostática (APH) e a temperatura, também foi estudada no HSSL verificando-se um aumento dos AOVs totais formados de 50% (maioritariamente ácido acético e n-butírico) e 30% (principalmente acido n-butírico) numa inibição com BES e APH, respectivamente. Verificou-se ainda que nos ensaios com APH não houve formação de ácido propiónico, indicando uma possível inibição da via metabólica em causa. Nos ensaios com bambu e engaço de uva, como se tratavam de substratos sólidos recalcitrantes, foi estudada a introdução de um passo de prétratamento com steam explosion (SE) com objectivo de aumentar a acessibilidade da celulose e hemicelulose às enzimas hidrolíticas dos microrganismos. Verificou-se que a digestão anaeróbia é possível neste tipo de matéria recalcitrante.

The main goal of this study was to evaluate different industrial by- products like Hardwood Spent Sulfite Liquor (HSSL), grape stalksems and bamboo from phytoremediation as substrate for anaerobic digestion processes (AD), leading to the production of volatile fatty acids (VFAs). These VFAs can act as building blocks in chemical industry replacing compounds of petrochemical origin. The tests performed with HSSL parameters such as inoculum concentration and susbtrate concentration were studied and an increasing of 100% on the amount of formed VFAs was observed when the substrate concentration increased from 30 to 60 gCOD/L. In these tests, the main VFA formed was acetic acid. The metanogenesis suppression with specific (BES) and non specific inhibitors, like High Pressure (HP) and temperature, was also studied using HSSL as substrate. The results showed an increase of 50% in total VFAs formed (acetic and butyric acid in the same proportions) and 30% (mainly acetic acid) with BES and HP, respectively. In test with HP there was no formation of propionic acid. In trials with bamboo and stalks grapes (recalcitrant solid substrates), the introduction of a pre-treatment step with steam explosion (SE) was studied in order to increase the accessibility of cellulose and hemicellulose to the hydrolytic enzymes of microorganisms. It was found that acidification was possible in the substrates tested.