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Dissertações de Mestrado Defendidas: 2011

Produção Biológica de Hidrogênio por Bactérias Fermentativas utilizando Sacarose, Glicose, Xilose ou Glicerina como Substrato.

Autora: Livian Ribeiro Vasconcelos de Sá.
Orientadores: Magali Christe Cammarota, Veridiana Santana Ferreira Leitão.

Resumo

A produção de biohidrogênio a partir do processo de fermentação anaeróbia tem despertado grande interesse devido ao grande potencial como combustível alternativo para o futuro.

O monitoramento das etapas do processo fermentativo fornece informações relevantes sobre o caminho metabólico seguido pelos micro-organismos. Uma metodologia analítica desenvolvida para determinação simultânea de sacarose, glicose, frutose e ácidos acético, propiônico, isobutírico e butírico por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) foi aplicada com êxito nas amostras do processo fermentativo.

Os efeitos dos pré-tratamentos ácido, alcalino e térmico do inóculo sobre o desempenho das comunidades bacterianas responsáveis pela produção de H2 foram avaliados através dos níveis de expressão das hidrogenases de Clostridium associados aos rendimentos máximos de H2 obtidos.

O pré-tratamento térmico apresentou o maior rendimento de H2 (4,62 mol de H2/mol de sacarose) e o maior nível de expressão das hidrogenases, 64 vezes superior ao obtido com o inóculo in natura, em 72 h de fermentação.

Elevados rendimentos de H2 também foram obtidos pelos inóculos com pré-tratamento alcalino (3,93 mol de H2/mol de sacarose) e ácido (3,85 mol de H2/mol de sacarose) em diferentes tempos, 48 e 120 h, respectivamente.

A razão dos ácidos acético e butírico (HAc/HBu) auxiliou na avaliação do desempenho das comunidades bacterianas produtoras de H2. Diferentes substratos foram testados para produção de H2 a 35°C e pH inicial 5,5, apresentando elevados rendimentos de H2:

  1. sacarose (4,24 mol de H2/mol de sacarose);
  2. glicose (2,19 mol de H2/mol de glicose);
  3. frutose (2,09 mol de H2/mol de frutose);
  4. xilose (1,88 mol de H2/mol de xilose) e
  5. glicerina (0,80 mol de H2/mol de glicerina).