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Tipo: TCC
Título: Avaliação do potencial e modelagem cinética da produção de ácidos carboxílicos a partir de resíduos agroindustriais tratados anaerobiamente
Título em inglês: Evaluation of potential and kinetic modeling of carboxylic acids production from anaerobically treated agroindustrial wastes
Autor(es): Coelho, Milena Maciel Holanda
Orientador: Santos, André Bezerra dos
Coorientador: Pereira, Erlon Lopes
Palavras-chave em português: Bioprocessos;Plataforma carboxílica;Modelagem matemática;Águas residuárias agroindustriais
Palavras-chave em inglês: Bioprocesses;Carboxylic plataform;Mathematical modeling;Agroindustrial wastewaters
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Data do documento: 2019
Citação: COELHO, Milena Maciel Holanda. Avaliação do potencial e modelagem cinética da produção de ácidos carboxílicos a partir de resíduos agroindustriais tratados anaerobiamente. 2025. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Resumo: A massiva geração de resíduos provenientes da agroindústria é um dos grandes desafios da atualidade em um contexto de intensa demanda global por energia e materiais. Nesse sentido, a digestão anaeróbia (DA) pode ser adaptada à produção biotecnológica de ácidos carboxílicos (AC), compostos químicos de base (building block chemicals) de ampla aplicação em segmentos industriais. A avaliação do potencial do uso de diferentes resíduos agroindustriais como substratos e o estudo da modelagem cinética da fermentação é de suma importância para o desenvolvimento da plataforma carboxílica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial e realizar a modelagem cinética da produção de AC a partir da água residuária de laticínios (ARL) e do glicerol residual (GR) da produção de biodiesel via fermentação acidogênica utilizando consórcio microbiano como inóculo. Os ensaios fermentativos de potencial de produção de ácidos carboxílicos (PPAC) foram realizados em reatores batelada (250 mL de volume reacional e 50 mL de headspace), os quais foram inoculados com lodo anaeróbio de cervejaria em relação A/M teórica de 0,60 g DQO g SSV-1 utilizando a ARL e o GR como substratos. Os reatores foram incubados a 35 ºC e 120 rpm até que se observasse o consumo total da matéria orgânica. A partir dos dados experimentais, foi realizada a modelagem cinética de cada um dos processos utilizando modelos estabelecidos na literatura. Os resultados mostraram que ambos os substratos apresentam elevado potencial de acidificação, visto que os rendimentos dos ensaios com a ARL foram de 0,66 mg ácidos por mg de DQO disponível, o que corresponde a 0,83 mg DQO de ácidos por mg de DQO disponível, enquanto que os rendimentos dos ensaios com o GR foram de 0,62 mg ácidos por mg de DQO disponível, correspondendo a 0,82 mg DQO de ácidos por mg de DQO disponível. A modelagem revelou que o modelo de Primeira Ordem com Residual foi o mais adequado para descrever a hidrólise, o consumo de substrato e a produção de DQO na forma de ácidos a partir da ARL. Já os modelos Logístico e de Fitzhugh foram os mais adequados para simular o consumo de substrato solúvel e a produção de DQO na forma de ácidos a partir do GR, respectivamente. Houve variação entre os melhores modelos para descrever a produção individual dos AC. Dessa forma, o uso de resíduos agroindustriais como substratos para a fermentação acidogênica utilizando consórcio microbiano como inóculo é uma possibilidade de destinar esses resíduos de forma ambientalmente adequada e de promover a prospecção biotecnológica sustentável de AC.
Abstract: The massive generation of wastes from agroindustry is one of the greatest challenges nowadays in a context of high global demand for energy and materials. In this sense, anaerobic digestion (AD) can be adapted to the biotechnological production of carboxylic acids (CA), which are building block chemicals with wide usage on industrial segments. The evaluation of the potential use of agroindustrial wastes as substrates and the study of the kinetic modeling of fermentation are very important for the development of the carboxylic platform. The present work aimed to evaluate the potential and performing kinetic modeling of CA production from dairy wastewater (DW) and residual glycerol (RG) from biodiesel production via acidogenic fermentation using mixed biomass as inoculum. The fermentation assays of production potential tests of carboxylic acids (PPCA) were performed in batch reactors (250 mL reactional volume and 50 mL headspace), which were inoculated with an anaerobic sludge from brewery wastewater in a theoretical food/microorganism (F/M) ratio of 0.60 g. COD g VSS-1 using DW and RG as substrates. The reactors were incubated at 35 °C and 120 rpm until the total organic matter consumption was observed. From the experimental data, kinetic modeling of each substrate was carried out with models previously described in the literature. The results showed that both substrates had high acidification potential, since the results to DW assays were 0.66 mg acids per mg COD available, corresponding to 0.83 mg COD acids per mg COD available while the results with the RG tests were 0.62 mg acids per mg COD available, corresponding to 0.82 mg COD acids per mg COD available. The First Order with Residual model was found to be the best model to describe the hydrolysis of particulate organic matter, the consumption of soluble substrate and the production of COD in the form of acids. The Logistic and the Fitzhugh models were the most suitable for the consumption of soluble substrate and the production of COD in the form of acids from RG, respectively. It was observed that there is a variation among the best models to describe the individual production of CA. Thus, the use of agroindustrial wastewaters as substrates for acidogenic fermentation using microbial consortium as inoculum is an environmentally friendly approach to manage wastes and to promote the sustainable biotechnological prospection of CA.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83937
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-3902-0290
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/5784236243015796
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-3395-8878
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/3626519258208111
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/4792541613907574
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:BIOTECNOLOGIA - Monografias

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