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Tipo: TCC
Título: Adaptação de lodo mesofílico à condição termofílica para fermentação escura de resíduos de frutas e verduras gerados na central de abastecimento do Ceará.
Autor(es): Teixeira, Isabelle Nascimento
Orientador: Viana, Michael Barbosa
Coorientador: Menezes, Camila Aparecida de
Palavras-chave em português: Fermentação escura;Resíduo de frutas e verduras;Gás hidrogênio;Adaptação de inóculo;Temperatura termofílica
Palavras-chave em inglês: Dark fermentation;Fruit and vegetable waste;Hydrogen gas;Inoculum adaptation;Thermophilic temperature
Data do documento: 2023
Citação: TEIXEIRA, Isabelle Nascimento. Adaptação de lodo mesofílico à condição termofílica para fermentação escura de resíduos de frutas e verduras gerados na central de abastecimento do Ceará. 2023. 59 f. Monografia (Graduação em Ciências Ambientais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: O crescimento populacional observado nos últimos anos envolve várias consequências, destacando-se para este trabalho: o aumento da demanda por energia e por produtos alimentícios. A problemática que envolve o aumento da demanda por energia está relacionada a dependência brasileira das fontes energéticas não renováveis e poluentes, o que impulsiona o estudo e o uso de fontes energéticas renováveis, a exemplo da obtenção de gases combustíveis (como o gás hidrogênio) por meio da fermentação escura. Além disso, o aumento da demanda por produtos alimentícios também se caracteriza como um problema socioambiental, já que, quando não consumido pela população, esse resíduo é descartado, principalmente, em Centrais de Abastecimento, o que o torna um causador de impacto ambiental negativo. Sendo assim, a proposta deste projeto de pesquisa é avaliar a produção de gás hidrogênio (H2) a partir da fermentação escura, em condições mesofílicas e em condições termofílicas, de cultura mista com resíduo orgânico de frutas e verduras. Na primeira etapa desta pesquisa, foi avaliada a eficiência de três métodos de pré-tratamento de inóculo anaeróbio (método de adição de clorofórmio, método de choque ácido e método de choque térmico) para a inibição da etapa metabólica metanogênica da digestão anaeróbia, com melhor desempenho atribuído ao pré-tratamento térmico, com produção acumulada de 90 mL H2 e rendimento de 2,7 mol H2/mol Sacarose. Na segunda etapa desta pesquisa, foi avaliado o efeito do aumento escalonado da temperatura operacional (de 35ºC a 45ºC) na produção de gás hidrogênio (H2), com melhor desempenho atribuído a temperatura de 43ºC, com produção acumulada de 552 mL H2 e rendimento de 4,9 mol H2/mol Sacarose. Na terceira etapa desta pesquisa, foi avaliada a produção acumulada e o rendimento de gás hidrogênio (H2) na fermentação escura de resíduo de frutas e verduras em 30ºC e em 43ºC, o que resultou no destaque da temperatura de 43ºC como a mais eficiente para a produção de gás hidrogênio (H2), com produção acumulada de 265 mL H2 e rendimento de 7,3 mol H2/mol Sacarose, enquanto a temperatura de 30ºC resultou em produção acumulada de 104 mL H2 e rendimento de 3,1 mol H2/mol Sacarose. Por fim, para a fabricação de estudos futuros, sugere-se o uso da temperatura operacional de 43ºC em reatores de alta taxa para produção de gás hidrogênio (H2) a partir do resíduo de frutas e verduras.
Abstract: The population growth observed in recent years involves several consequences, one of which stands out for this work: the increase in demand for energy and food products. The problem involving the increase in demand for energy is related to Brazil's dependence on non renewable and polluting energy sources, which drives the study and use of renewable energy sources, such as obtaining combustible gases (such as hydrogen gas) by the middle of dark fermentation. Furthermore, the increase in demand for food products is also characterized as a socio-environmental problem, since, when not consumed by the population, this waste is discarded, mainly, in Supply Centers, which makes it a cause of negative environmental impact. Therefore, the purpose of this research project is to evaluate the production of hydrogen gas (H2) from dark fermentation, in mesophilic and thermophilic conditions, of mixed culture with organic waste of fruits and vegetables. In the first stage of this research, the efficiency of three anaerobic inoculum pre-treatment methods (chloroform addition method, acid shock method, and heat shock method) was evaluated for inhibiting the methanogenic metabolic step of anaerobic digestion, with better performance attributed to thermal pretreatment, with accumulated production of 90 mL H2 and yield of 2,7 mol H2/mol Sucrose. In the second stage of this research, the effect of a stepwise increase in operating temperature (from 35ºC to 45ºC) on the production of hydrogen gas (H2) was evaluated, with better performance attributed to a temperature of 43ºC, with an accumulated production of 552 mL H2 and a yield of 4,9 mol H2/mol Sucrose. In the third stage of this research, the accumulated production and yield of hydrogen gas (H2) were evaluated in the dark selection of fruit and vegetable shortages at 30ºC and 43ºC, which was proven by highlighting the temperature of 43ºC as the most efficient for the production of hydrogen gas (H2), with an accumulated production of 265 mL H2 and a yield of 7.3 mol H2/mol Sucrose, while the temperature of 30ºC resulted in an accumulated production of 104 mL H2 and a yield of 3.1 mol H2/mol Sucrose. Finally, for future studies, it is suggested to use an operating temperature of 43ºC in high-rate reactors to produce hydrogen gas (H2) from fruit and vegetable waste.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82300
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0007-4250-2307
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/8290433065848053
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0001-8583-0684
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/0653219789872234
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:CIÊNCIAS AMBIENTAIS - TCC

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