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Título: Diversidade microbiológica e rendimento da produção fermentativa de hidrogênio a partir de glicerol
Título em inglês: Microbial diversity and yield of the fermentative hydrogen production from glycerol
Autor(es): Viana, Quézia Maia
Orientador(es): Santaella, Sandra Tédde
Palavras-chave: Ecologia aplicada
Glicerina
Bactérias hidrogenogênicas
Diversidade microbiana
Estresse seletivo
Hidrogenogênese
Data do documento: 2013
Citação: VIANA, Q. M. (2013)
Resumo: A crescente demanda por energias alternativas torna o hidrogênio (H2) interessante por possuir alta concentração de energia por unidade de massa. Aliado a isso, futuramente, o glicerol, subproduto da geração de biodiesel, passará de resíduo a passivo ambiental, devido à crescente produção de biodiesel.Unindo as duas perspectivas, a produção fermentativa de hidrogênio a partir de glicerol residual é uma alternativa atraente, pois pode-se é gerar energia limpa a partir de um resíduo. A grande questão que envolve a otimização da produção biológica de H2 é a seleção de inóculos com diversidade microbiana que maximize os rendimentos. Técnicas de pré-tratamento do inóculo selecionam microrganismos específicos para a produção de H2 e enriquecem a comunidade com bactérias produtoras de H2. Por isso, esses distúrbios controlados no ambiente são utilizados amplamente.Com base no que foi exposto, este trabalho teve como objetivos: (i) selecionar uma microbiota com potencial elevado de produção de H2 e analisar sua diversidade; (ii) avaliar o impacto dos pré-tratamentos sobre a diversidade microbiana e o rendimento da produção de H2 (ƞH2); (iii) e relacionar diversidade microbiana com ƞH2(na Ecologia este termo é conhecido como produtividade). Foram testados diferentes inóculos submetidos a diferentes pré-tratamentos (choque de calor, choque ácido e adição de clorofórmio). Pelos resultados, pode-se concluir que a diversidade microbiana tem relação direta com a produtividade em H2. Da mesma forma,o impacto do pré-tratamento sobre a microbiota depende do tipo de inóculo. No entanto, as maiores diversidade e produtividade foram alcançadas com lodo proveniente da estação de tratamento de esgoto doméstico sem pré-tratamento. Os pré-tratamentos resultaram em diferentes índices de diversidade, o que mostra que o grau do distúrbio, pode não só afetar os microrganismos metanogênicos, mas também os demais presentes. Concluiu-se que a aplicação de pré-tratamentos se tornou redundante, pois apenas a aplicação de carga orgânica elevada e ausência de solução tampão promovem redução do pH para a faixa ideal das produtoras de H2, inibindo a atividade metanogênica.
Abstract: The growing demand for alternative energy makes hydrogen (H2) an interesting fuel because of its high concentration of energy per unit mass. Moreover, in the future, the glycerol derived from the biodiesel industry can become an environmental liability due to the increasing production of biodiesel. Therefore, the fermentative production of hydrogen from residual glycerol is an attractive alternative because it will be possible to generate clean energy from a waste. The issue on the optimization of biological production of H2 is the selection of microbial population with an adequate diversity that improves the hydrogen yields. Techniques for pre-treatment of the inoculum select specific microorganisms to produce H2 and enrich the community with H2-producing bacteria. Therefore, these controlled environmental disturbs are widely used. Based on the above, this study aimed to: (i) select a microbiota with high potential for the production of H2 and analyse its diversity, (ii) evaluate the impact of pre-treatments on microbial diversity and hydrogen yield, (iii) evaluate the relationship between microbial diversity and hydrogen yield. Different inocula were tested at different pre-treatments (heat shock, acid shock and chloroform addition). The results show that the microbial diversity is directly related to hydrogen yield. Likewise, the impact of the pre-treatment depends on the type of inoculum. However, the highest diversity and yield were achieved with sludge withdrawn from a municipal wastewater treatment plant without any pre-treatment. In general, the pre-treatments resulted in different diversity index, which shows that the degree of disturb may not only affect the methanogenic microorganism, but also the remaining in the inoculum. The pre-treatments became redundant because only the imposed high organic load and the absence of buffer promoted reduction of pH to the optimum range for H2 production, inhibiting the methanogenic activity and improving the hydrogen yield.
Descrição: VIANA, Quézia Maia. Diversidade microbiológica e rendimento da produção fermentativa de hidrogênio a partir de glicerol. 2013. 107 f. Dissertação (Mestrado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17163
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