Resumo

A produção de hidrogênio por cultura mista via fermentação escura tem sido considerada como uma das alternativas mais atrativas para a produção de energia limpa por via biológica. Para o desenvolvimento de processos com culturas mistas é necessário o conhecimento das condições ideais de produção de hidrogênio que variam com a natureza e atividade da cultura de microrganismos utilizada. Um dos fatores de grande relevância na produção de hidrogênio por fermentação é a relação inicial entre a concentração de substrato ou fonte de carbono (S) e a concentração de microrganismos (X), conhecida como relação So/Xo. Neste trabalho foi utilizada cultura mista de microrganismos (lodo) oriunda de um sistema anaeróbio de tratamento de vinhaça de uma usina de açúcar e etanol localizada na região de Ribeirão Preto, SP. Foram realizados ensaios de atividade para a produção de hidrogênio com meio de cultura contendo duas diferentes concentrações de carbono (glicose) como substrato, mantendo a concentração de sólidos voláteis (microrganismos) constante (1,17 g/L), perfazendo relações So/Xo de 0,4 e 2,0. Os ensaios foram conduzidos em biorreatores de 500 mL contendo o lodo anaeróbio e o meio de cultura com glicose e nutrientes, borbulhando-se gás argônio para manutenção de anaerobiose. Os biorreatores foram incubados a 50°C, sob agitação de 250 rpm por 24 horas. O volume de gás total produzido foi acompanhado por um sistema de frascos invertidos, no qual a pressão produzida dentro dos reatores desloca um volume de solução de NaOH 5 % (m/V) proporcional ao volume de gás produzido. A composição do gás gerado foi analisada em cromatógrafo a gás com detector de condutividade térmica. As comunidades microbianas nos biorreatores com as relações So/Xo 0,4 e 2,0 foram avaliadas por Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE). Foram analisadas amostras da cultura mista no início (0 h), durante e ao final (24 h) dos ensaios, para ambas as condições. Após 12 h de ensaio foi observada uma produção de hidrogênio cerca de 10 vezes mais elevada no ensaio com So/Xo de 2,0 em relação ao de 0,4. O gênero de micro-organismo predominante no ensaio com So/Xo 2,0 foi o Clostridium . Nos ensaios com So/Xo de 0,4 foram identificados, além do Clostridium , gêneros relacionados aos metabolismos do nitrogênio e do enxofre, tais como Arcobacter e Desulfococcus. Agradecimento: FAPESP, CAPES