Influência de diferentes materiais suporte na produção de hidrogênio em reator anaeróbio de leito fluidizado

O hidrogenio e uma fonte de energia limpa e renovavel e e considerado o combustivel do futuro, pois gera somente agua durante sua combustao e apresenta calor de combustao de 122 kJ.g-1, o que representa 2,75 vezes mais conteudo de energia do que qualquer hidrocarboneto. A producao de hidrogenio usando microrganismos e uma promissora area de desenvolvimento tecnologico a partir de uma ampla variedade de fontes renovaveis e uma das alternativas para esta producao e a utilizacao do reator anaerobio de leito fluidizado (RALF). Um dos fatores que mais influenciam o desempenho do RALF e o material suporte, que deve apresentar resistencia a abrasao, superficie porosa favoravel a colonizacao de microrganismos, facilidade para alcancar a fluidizacao e capacidade de favorecer a transferencia de massa entre o meio e o biofilme. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influencia de diferentes materiais suporte (poliestireno - R1, pneu inservivel triturado - R2 e PET - R3) na producao de hidrogenio utilizando tres reatores anaerobios de leito fluidizado. Cada reator possuia um volume total de 4192 cm3, alimentado com meio contendo glicose como fonte de carbono (4000 mg.L-1), com pH afluente em torno de 7,0 e efluente em torno de 5,5, com tempo de detencao hidraulica (TDH) entre 8 e 0,5 h a uma temperatura de 30oC } 1oC, com tratamento termico do inoculo. O melhor desempenho foi do R2, apresentando melhor rendimento de H2 (2,15 mol-H2.mol-1-glicose), melhor conteudo de H2 no biogas (52,97%) e maior conversao de glicose (90%). Entretanto, o R3 foi melhor na producao volumetrica de H2, 1,07 L.h-1.L-1, um parametro secundario na analise de desempenho dos reatores. Em todos os reatores, a producao volumetrica de hidrogenio e o conteudo de H2 no biogas aumentaram com a reducao do TDH de 8 h para 1 h e o rendimento de producao de hidrogenio aumentou com a reducao do TDH de 8 h para 2 h. Os metabolitos soluveis predominantes em todos os reatores foram acidos acetico, butirico, latico e etanol, havendo uma pequena producao de acido propionico, sendo o R2 o que mais produziu acidos acetico e butirico (42,0% e 36,5%, respectivamente). O melhor desempenho do R2 pode ser explicado pela rugosidade do pneu triturado ser maior do que a dos demais materiais empregados, acumulando uma maior quantidade de biomassa aderida e uma maior quantidade de bacterias acidogenicas produtoras de hidrogenio. Houve predominancia de bacilos semelhantes a Clostridium sp. no biofilme de todos os materiais suporte.Hydrogen is a clean and renewable source of energy and it is considered the "fuel of the future", because it produces only water during combustion and when it is used as fuel and hydrogen has a high energy yield of 122 kJ/g, which is 2.75 times greater than hydrocarbon fuels. The hydrogen production using microorganisms is a promising area of technological development from a wide variety of renewable and a alternative for this production is to use the anaerobic fluidized bed reactor (AFBR), a promising reactor for hydrogen production. One of the factors that most influence the performance of AFBR is the support material, which should provide resistance to abrasion, porous surface conducive to colonization by microorganisms, easy fluidization to reach and ability to facilitate the transfer of mass between the middle and biofilm. Thus, the objective of this study was to evaluate the influence of different support materials (polystyrene - R1, ground tire - R2 and PET - R3) for the hydrogen production, using three AFBR. Each reactor had a total volume of 4192 cm3, which was used as carbon source 4000 mg.L-1 of glucose, with pH influent around 7.0 and pH effluent of around 5.5, with hydraulic retention time (HRT) between 8 and 0.5 h, with temperature of 30 o C } 1, with heat treatment of the inoculum. The best performance was R2, giving better hydrogen yield production (HY) (2.15 mol-H2.mol-1-glucose), best H2 content in the biogas (52.97%) and showed a higher glucose conversion (90%). However, the R3 was better in the hydrogen production rate (HPR), 1.07 lh-1.L-1, a secondary parameter in the analysis of performance of the reactors. In all reactors, the production volume of hydrogen and H2 content in biogas increased with the reduction of the TDH, 8 pm to 1 HEO yield of hydrogen production increased with the reduction of the TDH, 8 h for 2 h. The major soluble metabolites during H2 fermentation were acetic acid (HAc), butyric acid (HBu), lactic acid (HLa) and ethanol (EtOH), and a small production of propionic acid and R2 was the reactor that more produced HAc and HBu (42.0% e 36.5%, respectively) . The better performance of R2 can be explained by the roughness of ground tire is larger than the other materials used, accumulating a large quantity of attached biomass, and a greater quantity of bacteria hydrogen producing. There was a predominance of bacilli like Clostridium sp. in the biofilm of all support materials