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metadata.dc.type: masterThesis
Title: Produção de bio-hidrogênio a partir do efluente da parboilização do arroz
Other Titles: Bio-hiydrogen production from the effluent of parboiling rice
Authors: Leite, Tatiane Lotufo
metadata.dc.description.resumo: A crescente demanda por energia e a tentativa de substituir a matriz energética baseada nos combustíveis fósseis faz com que existam várias pesquisas na busca de combustíveis alternativos. O gás hidrogênio, que possui potencial energético 2,5 vezes maior que qualquer hidrocarboneto, e que quando queimado libera somente água, sendo sua combustão livre de gases potencializadores do efeito estufa. Vários processos têm sido utilizados para a produção de biohidrogênio. Um desses processos é baseado na degradação anaeróbia de resíduos, principalmente os ricos em carboidratos. A parboilização é um processo hidrotérmico do arroz com casca, que tem por objetivo melhorar a qualidade nutritiva do produto. A parboilização do arroz gera cerca de 4L de efluente por quilo de arroz produzido. Esse efluente apresenta taxas elevadas de substâncias orgânicas e nutrientes como nitrogênio e fósforo, apresentando também concentrações consideráveis de carboidratos. O potencial de produção de hidrogênio do efluente da parboilização do arroz foi testado em reatores com lodo anaeróbio de UASB tratado termicamente e com lodo acidogênico produtor de hidrogênio. Também se estudou a necessidade de adição de nutrientes ao efluente de parboilizado para produção de hidrogênio. O pH do experimento foi mantido a 5,5 para evitar o crescimento de árqueas metanogênicas, consumidoras de hidrogênio. A temperatura do reator foi mantida a 20± 5°C. O experimento foi montado em batelada de 48 horas, utilizando sacarose como substrato controle. O efluente da parboilização do arroz apresenta uma concentração média de DQO bruta de 4988,6 mg.L-1 e de carboidratos de 1030,0 mg L-1. O lodo anaeróbio de UASB tratado termicamente produziu hidrogênio com taxa máxima de 62,3mL.g-1 DQO removida, enquanto o lodo acidogênico produziu 217,5 mL.g-1 DQO removida. O reator acidogênico alimentado com efluente da parboilização apresentou remoção de 32,9% de DQO e de 77,8% de carboidratos. A produção máxima de hidrogênio do efluente foi de 9,61mL. A produção de gás hidrogênio por grama de SSV no reator acidogênico alimentado com sacarose foi superior ao reator alimentado com efluente da parboilização. Os reatores com três diferentes gradientes de adição de nutrientes foram testados, mostrando que a produção de hidrogênio não foi aumentada significativamente com o aumento da concentração da solução de nutrientes, indicando que o efluente da parboilização tem potencial de produção de hidrogênio por processos anaeróbicos, sem a necessidade de adição dos nutrientes testados.
Abstract: The growing demand for energy and attempt to replace the energy matrix based on fossil fuels causes exist multiple searches in the search for alternative fuels. Hydrogen gas, which has potential energy 2.5 times larger than any hydrocarbon, and when burned releases only water, being their combustion free greenhouse gas potentializing. Several processes have been used for the production of biohydrogen. Of these processes is based on anaerobic degradation of waste, especially rich in carbohydrates. The parboiling is a process hydrothermal treatment of rice in the husk, which aims to improve the nutritional quality of the product. The rice parboiling generates approximately 4 L of effluent per kilogram of rice. This effluent presents a high content of organic substances and nutrients such as nitrogen and phosphorus, showing significant concentrations of carbohydrates also. The potential of hydrogen production from the effluent of parboiling rice was tested on reactors with anaerobic sludge of UASB heat-treated with sludge acidogenic hydrogen producer. Also studied the need for addition of nutrients to effluent parboiled for hydrogen production. The pH of the experiment was kept 5.5 to avoid growth of arquea metanogenic, that consume hydrogen. The temperature of the reactor was maintained at 20 ± 5 ºC. The experiment was mounted in batch of 48 hours, using sucrose as substrate control. The effluent from parboiled rice presents an average concentration of COD gross 4988.6 mg L-1 and carbohydrate 1030.0 mg L-1. Of the UASB anaerobic sludge heat-treated produced hydrogen with maximum rate of 62, 3 mL. g-1 COD removed, while the slime acidogenic produced 217.5 mL g-1 COD removed. The acidogenic reactor fed with effluent from parboiling presented removing 32.9% COD and 77.8% carbohydrates. Maximum production of hydrogen from the effluent was 9, 61 mL. Hydrogen gas production per gram of SSV in acidogenic reactor fed with sucrose was superior to reactor fed with effluent from parboiling. Reactors with three different gradients of addition of nutrients have been tested, showing that the hydrogen production was not significantly increased with increasing concentration of nutrient solution, indicating that the effluent from parboiling has potential for hydrogen production by anaerobic processes without the need for addition of nutrients tested.
Keywords: Biomassa anaeróbia
Biocombustível
UASB
Anaerobic Biomass
Biofuel
UASB
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::METABOLISMO E BIOENERGETICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Pelotas
metadata.dc.publisher.initials: UFPel
metadata.dc.publisher.department: Biotecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
Citation: LEITE, Tatiane Lotufo. Bio-hiydrogen production from the effluent of parboiling rice. 2010. 74 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2010.
metadata.dc.rights: OpenAccess
URI: http://hdl.handle.net/123456789/1280
Issue Date: 22-Nov-2010
Appears in Collections:Pós-Graduação em Biotecnologia: Dissertações e Teses

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