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Type: Artigo de Periódico
Title: sing Fruit and Vegetable Waste to Generate Hydrogen through Dark Fermentation
Other Titles: Uso de resíduos de frutas e verduras para gerar hidrogênio por meio da fermentação escura
Authors: Menezes, Camila Aparecida de
Duarte, Maíra Saldanha
Teixeira, Isabelle Nascimento
Cavalcante, Willame de Araújo
Almeida, Priscilla de Souza
Viana, Michael Barbosa
Zaiat, Marcelo
Leitão, Renato Carrhá
Keywords in Brazilian Portuguese : Resíduos de alimentos;Fermentação escura;Energia verde
Keywords in English : Food waste;Dark fermentation;Green energy
Issue Date: 2024
Citation: MENEZES, Camila Aparecida de; DUARTE, Maíra Saldanha; TEIXEIRA, Isabelle Nascimento; CAVALCANTE, ALMEIDA, P. S. ALMEIDA, Priscilla de Souza, VIANA, MICHAEL BARBOSA; ZAIAT, Marcelo; LEITAO, Renato Carrhá. Using Fruit and Vegetable Waste to Generate Hydrogen through Dark Fermentation. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 29, p. e20240013, 2024. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S1413-415220240013. Acesso em: 19 maio 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: Resíduos de frutas e vegetais (RFV) são substratos ricos em açúcar que podem ser usados para produzir hidrogênio por meio da fermentação escura. O sucesso dessa fermentação depende dos parâmetros de operação, que variam com base nas características do substrato. Este estudo teve como objetivo determinar como os RFV de uma central de abastecimento de hortifrutigrangeiros devem ser fermentados para produzir a quantidade máxima de hidrogênio. Os seguintes objetivos foram listados: determinar o método de pré-tratamento (químico, térmico e ácido) para lodo de cervejaria e avaliar a fermentação da fração líquida dos RFV em reator anaeróbio de leito estruturado (AnSTBR). A operação do AnSTBR começou com sacarose como substrato operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 6 horas. Em seguida, a sacarose foi gradualmente substituída por RFV usando TDH de 6 horas. O RFV foi usado como a única fonte de carbono (5 g DQO/L) com TDHs de 6, 12 e 3 horas por pelo menos 20 dias em cada condição. O tratamento térmico resultou na maior produção cumulativa de hidrogênio e taxa de produção de hidrogênio (TPH) (90 mL H2 e 6,6 mL H2 /h). Na operação do AnSTBR, os maiores valores de TPH foram observados em 6 horas (2.094 L H2 /m3 reator.d). A tentativa de reduzir o TDH para 3 horas causou uma redução no TPH para 216 L H2 /m3 reator.d. É altamente recomendado o aumento da taxa de carga orgânica volumétrica e o uso de co-fermentação, visando reduzir o tamanho do reator e a água gasta na diluição, aumentando a concentração do substrato em estudos futuros.
Abstract: Fruit and vegetable waste (FVW) are sugar-rich substrates that can result in hydrogen through dark fermentation. The success of dark fermentation depends on changing operation parameters, which vary based on the characteristics of the substrate. This study aimed to determine how FVW from a central horticultural wholesaler should be fermented to produce the maximum amount of hydrogen. The following goals were listed as determining the pre-treatment method (chemical, thermic, and acid) for brewery sludge and evaluating the fermentation of the liquid fraction of FVW in an anaerobic structured bed reactor (AnSTBR). The AnSTBR operation started with sucrose as substrate at a hydraulic retention time (HRT) of 6 h. Then, the sucrose was gradually replaced by FVW at the HRT of 6 h. The FVW was fed as the sole carbon source (5 g COD/L) at HRTs of 6, 12, and 3 h for at least 20 days on each condition. The heat treatment resulted in the highest cumulative hydrogen production and hydrogen production rate (HPR) (90 mL H2 and 6.6 mL H2 /h). In the AnSTBR operation, the highest values of HPR were observed at 6 h (2094 L H2 / m3 reactor.d). The attempt to decrease the HRT to 3 h caused a reduction in the HPR to 216 L H2 /m3 reactor.d. It is highly encouraging the increase of the organic loading rate and the use of co-fermentation, aiming to reduce the size of the reactor and water expended on dilution by increasing substrate concentration in future studies.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80903
DOI: 1809-4457
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:LABOMAR - Artigos publicados em revistas científicas

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