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dc.creatorParanhos, Aline Gomes de Oliveira
dc.date.accessioned2016-10-10T17:29:58Z
dc.date.available2016-10-10T17:29:58Z
dc.date.issued2016-03-18
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7746
dc.description.abstractThis study aimed to optimize the production of hydrogen and other metabolites using crude glycerol as substrate, through design of experiments (DoE) and statistical process optimization. The first study aimed at optimizing the operational parameters of the fermentation process, and therefore, a mesophilic AFBR reactor was operated on 10 different phases, distributed as a combination of HRT and the glycerol concentration (Gc) proposed by a matrix containing CCD array containing 10 experimental trials. The HRT varied to 9.24h to 0.76h, while Gc ranged from 17.1g / L to 2.9 g / L. The results showed that the maximum conversion of glycerol (CG), 98.4%, was obtained using substrate concentrations lower than 5.0 g/L. The maximum yield (0.17 mol H2 / mol consumed glycerol) and H2 content in the produced biogas (87.4%) were achieved at concentrations greater than 10.0 g/L and HRT of 5h. Among the main soluble metabolites produced, 1,3-propanediol (1,3-PD) and propionic acid (HPr) stood out. The maximum yield of 1,3-PD (1.05 mol 1,3-PD / mol consumed glycerol) was obtained with 10.0 g/L glycerol in HRT of 9,24h, whereas the maximum yield of HPr (0.71 mol HPr / mol consumed glycerol) was achieved with 15.0 g/L of glycerol and HRT of 2h. The second study, in turn, consisted of optimizing the culture medium components (glycerol, KH2PO4, yeast extract and vitamin B12), through batch tests, and subsequent application in AFBR reactor. The maximum hydrogen and ethanol yields, 0.006 and 0.291 mol / mol consumed glycerol, was obtained in optimal culture medium consisting of 26.53 g/L glycerol, 1.75 g/L KH2PO4, 0.0076 g/L B12 and 0.5 g/L yeast extract. The application of optimal culture medium in a continuous reactor did not result in improvement of H2 and ethanol yields, however, caused an increase in 1,3-PD yield, reaching a maximum of 0.38 mol 1.3-PD / mol consumed glycerol.eng
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectGlicerolpor
dc.subjectPlanejamento experimentalpor
dc.subjectOtimizaçãopor
dc.subject1,3-propanodiolpor
dc.subjectEtanolpor
dc.subjectGlyceroleng
dc.subjectDesign of experimentseng
dc.subjectOptimizationeng
dc.subjectEthanoleng
dc.subjectHydrogeneng
dc.subjectPropionic acideng
dc.subjectAFBReng
dc.titleProdução otimizada de 1,3-propanodiol, ácido propiônico, etanol e hidrogênio, a partir de glicerol bruto e cultura mista, em reator anaeróbio de leito fluidificadopor
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Silva, Edson Luiz
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9720274214573371por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9803598246596705por
dc.description.resumoO presente trabalho teve como objetivo otimizar a produção de hidrogênio e outros metabólitos, utilizando glicerol bruto como substrato, empregando técnicas de planejamento experimental e otimização estatística de processos. O primeiro estudo visou a otimização de parâmetros operacionais do processo fermentativo, e para tanto, um reator RALF mesofílico foi operado em 10 fases distintas, distribuídas conforme uma combinação do TDH e da concentração de glicerol (Cg) proposta por uma matriz de um DCCR contendo 10 condições experimentais. O TDH variou de 9,24h a 0,76h, enquanto a Cg variou de 17,1 g/L a 2,9 g/L. Os resultados obtidos mostraram que a máxima conversão de glicerol (CG), 98,4%, foi obtida utilizando concentrações de substrato menores que 5,0 g/L. O máximo rendimento (0,17 mol H2/mol glicerol consumido) e conteúdo de H2 no biogás produzido (87,4%) foram atingidos em concentrações superiores a 10,0 g/L e TDH de 5h. Dentre os principais metabólitos solúveis produzidos, 1,3-propanodiol (1,3-PD) e ácido propiônico (HPr) se destacaram. O máximo rendimento de 1,3-PD (1,05 mol 1,3-PD/mol glicerol consumido) foi obtido com 10,0 g/L de glicerol em TDH de 9,24h, enquanto que o máximo rendimento de HPr (0,71 mol HPr/mol glicerol consumido) foi alcançado com 15,0 g/L de glicerol e TDH de 2h. O segundo estudo, por sua vez, consistiu na otimização de componentes do meio de cultura (glicerol, KH2PO4, extrato de levedura e vitamina B12), através de ensaios em batelada, e posterior aplicação em RALF. Os máximos rendimentos de H2 e etanol, 0,006 e 0,291 mol/mol glicerol consumido, foram obtidos em meio de cultura ótimo constituído por 26,53 g/L de glicerol, 1,75 de KH2PO4, 0,0076 g/L de B12 e 0,5 g/L de extrato de levedura. A aplicação do meio de cultura otimizado em reator contínuo não resultou na melhoria dos rendimentos de H2 e etanol, no entanto, ocasionou um aumento no rendimento de 1,3-PD, alcançando 0,38 mol 1,3-PD/mol glicerol consumido.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor


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