Hidrólise enzimática e biodigestão de efluentes da indústria de produtos avícolas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaO presente trabalho visa contribuir para o desenvolvimento de tecnologia para redução da concentração de lipídeos contidos em águas residuárias da indústria avícola, importante setor industrial de Santa Catarina, por meio de ação de enzimas, particularmente lipases pancreáticas comerciais. Para tanto, foram caracterizadas as lipases comerciais empregadas, LKM e LNU, utilizando dois substratos (azeite de oliva e o efluente bruto), e a água residuária, proveniente da indústria Macedo Koerich S/A - SC. Os testes de biodegradabilidade, utilizando biomassa anaeróbia de uma estação de tratamento de esgotos domésticos, foram realizados simultaneamente com o tratamento enzimático, sendo que as concentrações de enzimas variaram de 0,10% a 0,35% p/v. O efluente foi biodegradado por aproximadamente trinta dias em um banho-maria a uma temperatura de 35°C com agitação de 100 rpm. A eficiência do tratamento foi verificada através da remoção de DQO e da formação de gás metano. A atividade enzimática foi influenciada pelo tipo de substrato uma vez que, quando se utilizou o azeite de oliva como substrato a atividade máxima ficou acima de 3000 U.mg-1, enquanto que, utilizando o efluente bruto como substrato a atividade máxima das enzimas diminuiu para valores abaixo de 700 U.mg-1. A temperatura que proporcionou atividade máxima foi de 37°C para as enzimas estudadas em ambos os substratos, com exceção da enzima LNU, cujo valor ótimo foi de 45°C quando o efluente bruto foi utilizado como substrato. Verificou-se que o pH ótimo para a atividade hidrolítica de ambas as enzimas, nos substratos avaliados, estava na faixa de 7.0 a 8.0. A realização dos ensaios de biodegradabilidade e hidrólise simultâneos foi possível, proporcionando volumes de produção de metano superiores aos encontrados na literatura, nos quais os testes foram realizados de forma seqüencial. Houve uma remoção de DQO de 2,3 a 2,86 vezes maiores do que a remoção obtida no efluente bruto sem o tratamento enzimático. A concentração de enzima, dentro da faixa estudada, não interferiu consideravelmente na velocidade de remoção da matéria orgânica. objective of the present work was to contribute to the development of technologies to reduce the lipids concentration in slaughterhouse wastewater, important industrial sector of Santa Catarina, by using enzymes, specifically commercial pancreatic lipases. Therefore, used the commercial lipases, LKM and LNU, were characterized by two different substrates (olive oil and brut effluent) and the wastewater was obtained from Macedo Koerich S/A - SC industry. The biodegradability tests, using anaerobic biomass from a domestic sewerage treatment station, were carried out simultaneously with the enzymatic treatment, with one enzyme concentration varying from 0,10% to 0,35% w/v. The effluent was biodegradated for approximately 30 days in a bath at 35ºC and 100 rpm stirring rate. The efficiency of the treatment was verified by the CDO removal and the methane production. The enzyme was influenced by the substrate, since the maximum activity decreased significantly. Using the olive oil as substrate, the maximum activity was above 3000 U.mg-1 , whereas using the brut effluent the maximum activity was below 700 U.mg-1. The temperature that resulted in maximum activity was 37ºC, except for the enzyme LNU using brut effluent as substrate, which showed maximum activity at 45ºC. The pH values that maximized the lipase activity were between 7.0 and 8.0. The biodegradability and hydrolysis experiments were made simultaneously, providing volumes of methane yield above those found in the literature, which were obtained from experiments carried out in sequence. The value CDO removal was 2,3 to 2,86 times higher than that obtained for the brut effluent without enzymatic treatment. The enzyme concentration in the studied range did not interfere significantly in the velocity of organic matter removal