Produção de proteína unicelular a partir de vinhoto.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-23T12:14:13Z No. of bitstreams: 1 MARCOS HENRIQUE SILVA ARAGÃO - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 4540927 bytes, checksum: d25472de237d384e285a54b061998c1e (MD5)Made available in DSpace on 2018-08-23T12:14:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCOS HENRIQUE SILVA ARAGÃO - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 4540927 bytes, checksum: d25472de237d384e285a54b061998c1e (MD5) Previous issue date: 2017-08CapesNo processo de produção do álcool são gerados até 15 litros de vinhoto por litro de álcool produzido. O vinhoto é um rejeito caracterizado por apresentar elevadas concentrações de material orgânico e nutrientes. Essas características fazem do vinhoto um substrato adequado para a produção de proteína unicelular (PUC) em sistemas de lodos ativados mediante a produção de excessiva de biomassa bacteriana, que é constituída por cerca de 60 -70 % de proteínas, podendo ser empregada como ração animal. O lodo do tipo PAO, produzido em sistemas EBPR, é caracterizado por ter uma taxa de decaimento bacteriano notadamente inferior em comparação aos microrganismos ordinários de lodos ativados. Isso representa uma vantagem para a produção de PUC, tanto pela manutenção de uma quantidade maior de biomassa, quanto pelos menores requisitos de oxigênio para a oxidação das células mortas. O desenvolvimento desses microrganismos no lodo exige uma mudança operacional no regime de aeração, introduzindo uma fase anaeróbia em cada batelada, na qual é realizada a alimentação com o substrato. Este trabalho teve como objetivos: avaliar e comparar a produção máxima de PUC a partir do vinhoto em sistemas de lodos ativados em função da idade de lodo tanto para os organismos heterotróficos ordinários (OHO) como para organismos acumuladores de polifosfato (PAO), determinar a eficiência de remoção de material orgânico e de nutrientes, a determinação das composições dos lodos e a determinação das principais constantes cinéticas e estequiométricas de cada um deles. Foi aplicada a respirometria como ferramenta para a caracterização cinética do consumo do material orgânico e adotada a teoria de lodos ativados proposta por van Haandel e Marais (1999). Foram operados e monitorados dois reatores em bateladas sequenciais com idade de lodo de 8 dias, sendo um deles submetido a uma interrupção no regime de aeração, introduzindo uma fase anaeróbia no início de cada batelada visando ao desenvolvimento de um lodo do tipo PAO. Os resultados obtidos demonstraram que houve uma produção satisfatória de lodo em ambos os reatores, bem como uma elevada remoção de material orgânico no efluente. Não se observou uma remoção em excesso de fósforo ou uma elevada fração de fósforo incorporada ao lodo produzido no sistema submetido à modificação no regime de aeração, além disso não foi observada uma produção mais elevada de lodo nesse sistema, indicando que o lodo PAO não foi produzido. A determinação do comportamento cinético dos lodos demonstrou que existe um elevado potencial de produção de PUC em sistemas lodos ativados tratando vinhoto, embora essa produção seja limitada pela capacidade de oxigenação dos aeradores e esteja condicionada ao avanço desses equipamentos.In the process of producing the alcohol, up to 15 liters of vinasse per liter of alcohol produced are generated. The vinasse is a reject characterized by high concentrations of organic material and nutrients. These characteristics make vinasse a suitable substrate for the production of single cell protein (SCP) in activated sludge systems through the production of excessive bacterial biomass, which consists of about 60-70% of proteins, can be used as animal feed. The PAO-type sludge, produced in EBPR systems, is characterized by having a markedly lower bacterial decay rate compared to ordinary activated sludge microorganisms. This represents an advantage for the production of PUC, both by maintaining a higher amount of biomass and by lower oxygen requirements for the oxidation of dead cells. The development of these microorganisms in the sludge requires an operational change in the aeration regime, introducing an anaerobic phase in each batch, in which the feeding with the substrate is carried out. The objective of this work was to evaluate and compare the maximum production of SCP from vinasse as a function of sludge age in activated sludge systems for both ordinary heterotrophic organisms (OHO) and polyphosphate accumulating organisms (PAO). Efficiency of removal of organic matter and nutrients, determination of the sludge compositions and determination of the main kinetic and stoichiometric constants of each of them. It was applied the respirometry as a tool for the kinetic characterization of organic material consumption and adopted the theory of activated sludge proposed by van Haandel and Marais (1999). Two reactors were operated and monitored in sequential batches with a sludge age of 8 days, one of them being submitted to an interruption in the aeration regime, introducing an anaerobic phase at the beginning of each batch, aiming at the development of a PAO type sludge. The results showed that there was a satisfactory production of sludge in both reactors, as well as a high removal of organic material in the effluent. There was no excess removal of phosphorus or a high fraction of phosphorus incorporated into the sludge produced in the system submitted to the modification in the aeration regime, in addition no higher sludge production was observed in this system, indicating that the PAO sludge was not produced. The determination of the kinetic behavior of the sludge showed that there is a high potential in the PUC production in activated sludge treatment systems, although this production is limited by the oxygenation capacity of the aerators and is conditioned to the advance of these equipment