Resumo: A utilização de resíduos agroindustriais para produção de hidrogênio tem se mostrado uma tendência promissora, pois o seu descarte indevido gera problemas ambientais. O objetivo deste experimento foi avaliar a produção de hidrogênio a partir da manipueira em reator anaeróbio de leito fixo (RALF) operado sob aumento progressivo da taxa de carregamento orgânico (TCO) de 12 kg m-3.dia-1 a 96 kg m-3 dia-1 O material suporte foi argila expandida com diâmetro entre 2,8 – 3,35 mm e o reator foi inoculado com lodo anaeróbio suíno pré-tratado termicamente. O reator foi operado por 250 dias e o aumento progressivo da TCO foi realizado mantendo a DQO afluente em 4000 mg. L-1 durante a operação do reator e variando o tempo de detenção hidráulica (TDH) de 8 horas até 1 hora. O rendimento máximo de hidrogênio foi obtido no TDH de 2h (1,66 mol H2 mol-1 glicose). Os metabólitos solúveis presentes durante o funcionamento do reator foram ácido acético (30,72% a 84,9%), ácido butírico (2,89% a 29,13%), ácido propiônico (3,98% a 13,09%), ácido capróico (0,55% a 22,79%) e etanol (3,64% a 10,46%). Apesar do pré- tratamento térmico do inóculo, foi observada a produção de metano juntamente com o hidrogênio em todas as fases operacionais.
Introdução: Segundo Martins (2003), a qualidade de vida do ser humano está diretamente ligada ao mundo em que vivemos e por isso o meio ambiente tem recebido grande importância atualmente. A atividade humana ocasionou um aumento das concentrações dos poluentes na atmosfera e agora ultrapassam os níveis-industriais estabelecidos. O aumento das concentrações destas substâncias na atmosfera, solos (e consequentemente nos vegetais) e em diversos materiais (como agentes de corrosão e degradação), é responsável por danos à saúde, ao meio ambiente (originando desequilíbrios nos ecossistemas) e aos patrimônios. Para amenizar este problema, a utilização de fontes alternativas de combustíveis que sejam limpas e sustentáveis oferece uma solução atraente para reduzir as emissões desses gases. Diante deste cenário, o gás hidrogênio desperta interesse na comunidade científica, surgindo como uma fonte alternativa de energia em substituição aos combustíveis fósseis, que geram gases poluentes na sua combustão. O gás hidrogênio, segundo Santos (2005), gera principalmente vapor de agua e é 2,5 vezes maior do que o poder de combustão de combustíveis fósseis. Além disso, o hidrogênio pode ser produzido pela via fermentativa através de substratos ricos em matéria orgânica, como os resíduos agroindustriais, que são facilmente encontrados em todo o território brasileiro. Alagoas possui grande capacidade de produção de mandioca, visto que é a sua principal atividade econômica, tornando propício o desenvolvimento de pesquisas no estado. Diversos são os trabalhos que demonstram a potencialidade do uso da manipueira para a produção de biohidrogênio. Amorim et al. (2013) avaliou a produção de hidrogênio a partir da manipueira em reator anaeróbio de leito fluidificado operado sob aumento progressivo da taxa de carregamento orgânico (TCO). Foi constatado que a produção volumétrica de hidrogênio aumentou de 0,20 até 2,04 L.h-1 L-1, quando foi reduzido o TDH de 8h para 1h. Lamaisona et al. (2009) encontrou o rendimento de 1,21 mol H2 mol-1 de glicose. Sreethawong et al. (2009) através de um processo sequencial de duas etapas utilizando fermentação anaeróbia e fermentação fotoheterotrófica para produzir hidrogênio a partir de mandioca e resíduos de alimentos encontrou um rendimento total de hidrogênio estimado em 810 ml de H2 g-1 de mandioca. Colin et al. (2007), através de um reator anaeróbio horizontal de escala laboratorial com empacotamento de bambu utilizando manipueira como substrato, atingiu a produção de 3,7 L de H2 L-1 dia-1. Entretanto, existem poucos trabalhos envolvendo reator de leito fixo comparada aos trabalhos que utilizam outros tipos de reatores para a produção de hidrogênio, principalmente utilizando manipueira como substrato. Camilli e Pedroni (2005) fizeram uma comparação para avaliar o desempenho dos reatores CSTR, UASB e reator de leito fixo e apontaram que o reator de leito fixo apresentou melhor rendimento: 0,23L H2 g-1 de carboidrato. Essa constatação sugere que mais estudos devem ser realizados a fim de otimizar a produção de hidrogênio via reator anaeróbio de leito fixo. O objetivo principal deste trabalho é avaliar a geração de hidrogênio em reator anaeróbio de leito fixo a partir de águas residuárias geradas pelo processamento da mandioca para obtenção de subprodutos com valor agregado, como o próprio hidrogênio, e os álcoois e ácidos orgânicos provenientes da degradação anaeróbia (acético, butírico, propiônico, entre outros), buscando um processo de recuperação de energia voltado para a sustentabilidade ambiental e econômica no estado de Alagoas.
Autores: Nunes, A.N. e Netto, A.P.O.
Leia o estudo completo: producao-de-hidrogenio-a-partir-da-manipueira-em-reator-anaerobio-de-leito-fixo
