Hidrogênio biológico: mapeamento tecnológico e produção empregando semente de açaí como matéria-prima

O açaí é um fruto que conquistou novos mercados nos últimos anos. Cerca de 85% da massa do fruto são compostos pela semente, gerando acúmulo de 1,47 milhão de toneladas de sementes em 2018. Encontrar aplicações para esses resíduos possibilita reduzir o impacto ambiental. Estudos mostraram que o principal componente da semente de açaí é a manana (~50%), polímero de manose, passível de fermentação por microrganismos anaeróbios, gerando hidrogênio (H2), dentre outros produtos. H2 é uma alternativa promissora às atuais fontes de energia, por ser sustentável e possuir grande potencial combustível. Esse trabalho teve como objetivo estudar as tendências tecnológicas da bioprodução de H2 e avaliar a produção via fermentação escura através do uso do hidrolisado da semente de açaí (HSA) como fonte de carbono. Foi realizado um mapeamento tecnológico sobre a bioprodução de H2, envolvendo a análise de artigos, obtidos através da base Scopus, e patentes, obtidos através da base USPTO. A maioria das tecnologias se encontra na fase inicial de desenvolvimento, sob estudo científico. Os documentos foram analisados sobre as classes Macro, Meso e Micro, afim de prever as tendências e o nível de desenvolvimento das tecnologias. O processo produtivo de hidrogênio foi amplamente explorado, sendo direcionado para otimização de processos nos estudos científicos e, para a biotecnologia nas patentes. As fermentações foram realizadas com o HSA obtido da hidrólise das sementes moídas com H2SO4 3,0% (m/m) com a razão semente:ácido (m/v) de 1:4, por 60 min, à 121°C, recuperando o HSA por filtração. Ensaios contendo meio sintético (MS) mimetizando o HSA foram realizados para comparação. O lodo anaeróbio, utilizado como inóculo, foi termicamente tratado em duas condições: por 30 min a 65°C (condição mesofílica), e por 20 min a 95°C (condição termofílica). O meio fermentativo apresentava uma razão DQOsubstrato/SSVinoculo de 0,25 (5,33gL-1/21,33gL-1) em volumes finais de 45 mL, para o ensaio de bancada, e 450 mL, para o ensaio de aumento de escala (scale-up). Os frascos foram purgados com N2 e incubados a 35°C (condição mesofílica) ou 65°C (condição termofílica), e 150 rpm. Os ensaios com MS e concentração inicial de açúcares de 5gL-1 apresentaram resultados mais atrativos para condições mesofílicas. As fermentações mesofílicas com HSA resultaram em maior rendimento em 24 h, atingindo 2,41 molH2/molcarboidrato e 2,62 molH2/molcarboidrato nos ensaios de bancada e scale-up, respectivamente