INFLUÊNCIA DO FERRO ZERO-VALENTE NA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO POR FERMENTAÇÃO ESCURA DO GLICEROL
micropartículas, aditivos, cultura mista, digestão anaeróbia, biocombustível
Na última década, a produção de biodiesel no Brasil apresentou um crescimento de 250% e essa rápida expansão levou à produção de glicerol excedente, um subproduto do processo. Nesse contexto, a conversão do glicerol em hidrogênio (H2) através da fermentação escura pode ser vantajosa, visto que a combustão do hidrogênio libera uma alta energia e apenas água é formada como produto. Porém, baixos rendimentos de H2 pela fermentação do glicerol foram relatados em estudos anteriores. Como uma alternativa, o uso de micropartículas de ferro zero-valente (mZVI) tem potencial para obtenção de maiores eficiências de conversão do glicerol. Neste contexto, a presente pesquisa avaliou a conversão de glicerol puro em hidrogênio em reatores biológicos operados em bateladas sob influência do mZVI. A produção de hidrogênio foi inicialmente avaliada utilizando três diferentes fontes microbianas mistas (etapa 1): lodo de reator UASB (upflow anaerobic sludge blanket) (inóculo I), lodo acidogênico aclimatado a glicerol em escala laboratorial (inóculo II) e lodo de um reator de alongamento de cadeia de carbono em escala laboratorial (inóculo III). O inóculo I apresentou a melhor performance, alcançando um rendimento de hidrogênio de 0,79 ± 0,11 mol molgli-1. Na etapa 2, diferentes dosagens de mZVI foram avaliadas utilizando o inóculo I (0,01 a 5,0 gZVI L-1). A adição de mZVI em concentrações crescentes favoreceu a produção de hidrogênio, alcançando uma taxa máxima de produção de 29,17 NmL H2 h-1 e uma fase lag de apenas 8,76 horas, na condição ótima de 5,0 gZVI L-1. O rendimento de hidrogênio do controle foi de 0,43 ± 0,11 mol molgli-1, sendo aumentado proporcionalmente com a adição de mZVI, com um rendimento máximo na condição ótima de 0,62 ± 0,00 mol molgli-1. Além disso, a adição de 5,0 gZVI L-1 promoveu um aumento na proporção de ácidos carboxílicos sobre os metabólitos produzidos, passando de 6,2% (controle) para 44,5%, com favorecimento às rotas metabólicas de produção de H2 (acetato e butirato). Portanto, conclui-se que a adição de mZVI se mostrou ser uma estratégia efetiva de otimização da fermentação escura do glicerol, com obtenção de aumentos expressivos nos rendimentos de hidrogênio, indicando ser uma alternativa viável para estimular o aproveitamento energético e a destinação correta desse subproduto.