APLICAÇÃO DE GLICEROL BRUTO PRÉ-TRATADO EM PROCESSOS BIOLÓGICOS DE GERAÇÃO DE H 2

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1 APLICAÇÃO DE GLICEROL BRUTO PRÉ-TRATADO EM PROCESSOS BIOLÓGICOS DE GERAÇÃO DE H 2 APPLICATION OF PRE-TREATED CRUDE GLYCEROL ON BIOLOGICAL PROCESSES OF H 2 GENERATION Caroline Varella Rodrigues (1) Kamili Oliveira Santana (2) Maurílio Gustavo Nespeca (3) José Eduardo de Oliveira (4) Sandra Imaculada Maintinguer (5) Resumo Este estudo avaliou o potencial da bioconversão do glicerol bruto, proveniente da produção de biodiesel a partir de óleo de cozinha usado, a hidrogênio por meio de consórcios de bactérias fermentativas. O glicerol bruto foi pré-tratado por ajuste do ph a 3,0, convertendo sabões solúveis à ácidos graxos insolúveis, considerados inibitórios ao crescimento das bactérias, que puderam ser separados do substrato, otimizando a geração de hidrogênio. Pré-tratamento a quente do inóculo, aliado à manutenção do ph a 5,5 durante os ensaios, foram aplicados como forma de selecionar as bactérias geradoras de hidrogênio. O inóculo utilizado foi proveniente do lodo granular do reator UASB termofílico usado para o tratamento da vinhaça. Nos ensaios de geração de H 2, 20% do meio reacional era composto pelo consórcio microbiano, em meio PYG modificado, mantidos a 37 C, ph inicial 5,5, headspace preenchido com N 2 (100%) sob as condições: (a) 4 g DQO L -1 de glicerina e 16 g DQO L -1 de glicerol bruto pré-tratado e (b) 20 g DQO L -1 de glicerol bruto pré-tratado. Os rendimentos de H 2 foram 1,63 e 0,83 mol H 2 mol -1 glicerol, respectivamente para os ensaios (a) e (b). Os consumos de glicerol foram, respectivamente, 45,8% e 56,2%. Os resultados de geração de H 2 foram eficientes e de acordo com a literatura. Palavras-chave: Coproduto do biodiesel. Cultura mista. Fermentação. Hidrogênio. Óleo residual doméstico. Pré-tratamentos. Abstract This study evaluated the potential of bioconversion of crude glycerol originating from the biodiesel production from used cooking oil, to hydrogen through a fermentative bacteria 1 Mestranda em Química pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho Instituto de Química Araraquara SP. Endereço eletrônico: carolvr61@hotmail.com. 2 Mestranda em Biotecnologia pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho Instituto de Química Araraquara SP. Endereço eletrônico: kamili.biocombustiveis@outlook.com. 3 Doutorando em Química pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - Instituto de Química Araraquara SP. Endereço eletrônico: mauriliogn@hotmail.com. 4 Doutor em Química Orgânica pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Docente da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. Endereço eletrônico: jeduardo.unesp@yahoo.com.br. 5 Doutora em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo. Docente da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. Endereço eletrônico: mainting2008@gmail.com.

2 consortium. The crude glycerol was pretreated by adjusting the ph to 3.0, converting soluble soaps to the insoluble fatty acids, considered inhibitory to the growth of bacteria, that they could be separated from the substrate optimizing the generation of hydrogen. Heat pretreatment of bacterial consortium combined with the ph maintained at 5.5 during the assays were applied in order to select the hydrogen generating bacteria. The inoculum used was from the granular sludge thermophilic UASB reactor used for the treatment of vinasse. In the H 2 generation assays, 20% of the reaction medium was composed by the consortium in modified PYG medium, kept at 37 C, initial ph 5.5, headspace filled with N 2 (100%) under the conditions: (a) 4 g COD L -1 of glycerin and 16 g COD L -1 of pre-treated crude glycerol and (b) 20 g COD L -1 pretreated crude glycerol. H 2 yields were 1.63 and 0.83 mol H 2 mol -1 glycerol, respectively for the assays (a) and (b). The glycerol consumptions were 45.8% and 56.2%. The results of H 2 generations were efficient and according to the literature. Keywords: Biodiesel co-product. Fermentation. Hydrogen. Mixed cultures. Pretreatments. Residual domestic oil. 1 Introdução Os combustíveis fósseis representam a maior fonte de energia, correspondendo a cerca de 80% da demanda da energia global. Entretanto, suas reservas têm chegado ao esgotamento, além de que sua combustão provoca impactos negativos no aquecimento global. Tal situação mobilizou uma rápida busca por fontes alternativas de energia em todo mundo. Os biocombustíveis tem se tornado uma fonte de energia renovável podendo substituir os combustíveis fósseis. O biodiesel é, portanto, um dos biocombustíveis mais investigados, apresentando reduções significativas das emissões de CO 2 durante sua combustão quando comparado aos combustíveis fósseis comumente usados (ANWAR e GARFORTH, 2016; SARMA et al., 2012). O desenvolvimento do biodiesel no Brasil foi estimulado pelo Programa Brasileiro de Desenvolvimento Tecnológico de Biodiesel, PROBIODIESEL, visando sua entrada no mercado brasileiro com inserção na matriz energética, em função de substituir gradativamente o óleo diesel de origem fóssil. Este programa foi instituído pela Portaria do Ministério da Ciência e Tecnologia n 702, de 30 de outubro de 2002 (BRASIL, 2002). A realização imediata da mistura de biodiesel ao diesel foi instituída pelo Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB). A ação mais importante do PNPB foi a aprovação da lei n /2005, que estabeleceu a sua adição de 2% (B2) no óleo diesel produzido no Brasil, em Desde então, a produção de biodiesel atendeu essa demanda e o setor vem se desenvolvendo rapidamente, progredindo para quantidades crescentes da proporção biodiesel adicionada ao óleo diesel, passando essa porcentagem a 3%, 4%, 5% e 6% para os anos

3 seguintes. A Lei nº , de 24 de setembro de 2014 dispôs sobre a adição obrigatória de biodiesel ao óleo diesel de 7% a partir de 1 o de novembro de 2014, o qual está em vigor no presente momento (BRASIL, 2014). A contínua elevação do percentual de adição do biodiesel ao óleo diesel demonstra o sucesso do PNPB, com um crescente aumento da sua produção. Para a produção do biodiesel, convencionalmente são empregados triglicerídeos, tais como os óleos vegetais virgens ou gorduras animais, que reagem com álcoois de cadeia curta, como o metanol, na presença de um catalisador básico, o hidróxido de sódio (SARMA et al., 2012). Cerca de 70-95% do custo total da produção de biodiesel é dependente do custo destas matérias-primas empregadas. Se o óleo de cozinha usado fosse utilizado no processo de obtenção do biodiesel, os custos com matéria-prima reduziriam para 60-70% (GUPTA et al., 2015). Por esta reação, uma planta piloto de produção de biodiesel no qual se emprega o óleo de cozinha usado, foi desenvolvida na cidade de Araraquara SP, Brasil, pelo Instituto de Biotecnologia (Centro Universitário de Araraquara). A matéria-prima utilizada é coletada de restaurantes, escolas públicas e casas, sendo que o biodiesel gerado já abastece os caminhões da cooperativa que fazem a coleta desses materiais, visando uma redução de custos com combustível de 50%. A crescente produção do biodiesel leva ao aumento do glicerol bruto gerado, que corresponde ao principal resíduo deste processo, considerado como um problema a ser resolvido pelos produtores do biocombustível, cujos estoques deste coproduto têm aumentado cada vez mais (SARMA et al., 2013). O glicerol bruto passa a ser desvalorizado, já que nele se acumulam resíduos de catalisadores e reagentes que não participaram da reação de transesterificação para a obtenção de biodiesel, dificultando assim seu uso como matériaprima para as indústrias farmacêuticas e alimentícias, tendo em vista que sua purificação consiste em um processo oneroso (LIU et al., 2013; SEQUINEL, 2013). Portanto, surge a necessidade de se encontrar caminhos viáveis e alternativos para o glicerol bruto a fim de se manter a sustentabilidade econômica e ambiental da produção de biodiesel. Uma solução para o uso do glicerol bruto é sua utilização por bactérias anaeróbias fermentativas que fazem o consumo desta matéria-orgânica metabolizando-a em produtos mais simples, tais como ácidos orgânicos voláteis (isobutírico, propiônico, acético e butírico), álcoois (etanol, butanol), H 2, CO 2 e CH 4, sendo o hidrogênio o grande destaque podendo ser utilizado como uma fonte de energia limpa (SÁ et al., 2014). O biohidrogênio a partir das rotas de fermentação de biomassa é um dos métodos de produção de hidrogênio mais

4 promissores, que podem garantir o futuro da economia do hidrogênio sustentável (HOSSEINI, 2016). A quantidade de energia produzida durante a combustão do hidrogênio por unidade de peso é maior do que a liberação por qualquer outro combustível fóssil. Especificamente, a quantidade de energia liberada durante a sua reação de combustão é cerca de 2,5 vezes do poder de combustão de um hidrocarboneto. (MARBÁN et al., 2007; SANTOS et al., 2005). Os processos de fermentação anaeróbia para a geração de hidrogênio usando culturas microbianas mistas são mais práticos porque eles são mais simples de serem operados, mais robustos, de fácil controle, não havendo a necessidade de trabalhar com substratos esterilizados e podem ter uma escolha mais ampla de matéria-prima a ser utilizada (LI & FANG, 2007; SIVAGURUNATHAN et al., 2016). Pré-tratamentos de inóculos tais como choque térmico e acidificação são conduzidos a fim de se obter melhores rendimentos de hidrogênio gerado com a seleção de bactérias produtoras de hidrogênio, restringindo a atividade de microrganismos consumidores deste biogás como as arqueias metanogênicas, já que estas não possuem a capacidade de resistir às condições adversas durante os pré-tratamentos impostos (ROSSI et al., 2011). Além dos cuidados a serem tomados com o inóculo, para que se tenham bons rendimentos de hidrogênio gerado é importante a realização de pré-tratamento do glicerol bruto. Sabão e metanol são as maiores impurezas presentes no glicerol bruto e elas são inibitórias ao crescimento microbiano afetando na produção biológica de hidrogênio (SARMA et al., 2013). O principal pré-tratamento realizado no glicerol bruto consiste no ajuste do ph à faixa ácida fazendo com que sabões solúveis se transformem a ácidos graxos insolúveis, podendo ser então removidos do glicerol bruto (SARMA et al., 2012). Importante salientar que a fração contendo ácidos graxos livres pode ser coletada após o pré-tratamento do glicerol bruto podendo ser reutilizada no processo de transesterificação para produzir mais biodiesel (SANTORI et al., 2012). Sendo assim, este estudo consistiu na aplicação do glicerol bruto, proveniente do processo de transesterificação do óleo de cozinha usado para a obtenção do biodiesel, em proporções crescentes em reatores anaeróbios em batelada visando à geração de hidrogênio. Além disso, foram empregados pré-tratamentos no lodo granular, objetivando a obtenção de consórcios bacterianos geradores de H 2, e no glicerol bruto a fim de se melhorar os rendimentos gerados desta produção.

5 2 Material e Métodos I CONGRESSO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA AGROPECUÁRIA, O glicerol bruto utilizado neste estudo foi proveniente da produção de biodiesel pelo processo de transesterificação a partir de óleo de cozinha usado, da planta piloto do Instituto de Biotecnologia (Ibiotec) do curso de Engenharia de Energias Renováveis da Uniara (Centro Universitário de Araraquara). Para cada 80 litros de óleo de cozinha usado no processo, cerca de 15 litros de glicerol são gerados como coproduto da reação. Para realizar o pré-tratamento do glicerol bruto, adicionou-se ácido clorídrico (1,0M) até a redução do ph em 3,0 para que os ácidos graxos livres pudessem ser separados por decantação. Centrifugou-se a 9000 rpm por 8 minutos, onde foram desprezados os ácidos graxos livres formados na parte superior dos tubos utilizados e recuperado na parte inferior o glicerol bruto pré-tratado. O consórcio microbiano foi proveniente do lodo granular do reator UASB termofílico tratando resíduo industrial (vinhaça) proveniente da Usina São Martinho, localizado em Pradópolis SP. A reativação dos microrganismos foi realizada em reator anaeróbio em batelada (100 ml) cuja composição do meio de cultivo consistia de glicerina (10,0 g L -1 ), peptona de carne (5 g L -1 ), extrato de carne (5 g L -1 ) e extrato de levedura (5 g L -1 ), meio este denominado de meio PYG modificado. O ph foi ajustado a 7,0 com ácido clorídrico (1M) ou hidróxido de sódio (1M), com o headspace preenchido com N 2 (99,99%) durante 5 minutos a fim de se garantir as condições anaeróbias. Após selado com septo de borracha e lacrado com tampa de alumínio, o reator foi esterilizado (120 C por 20 minutos), resfriado à temperatura ambiente e inoculado [20% (v/v)] com lodo granular. O reator foi mantido durante 7 dias, a 37 C, em repouso, para crescimento da biomassa. A seguir, a biomassa foi submetida ao choque térmico (100 C, por 15 minutos) a fim de inativar os microrganismos consumidores de hidrogênio, favorecendo consórcios de bactérias geradoras do biogás (MAINTINGUER, et al. 2008). O procedimento seguinte consistiu em realizar diluições seriais em novo meio PYG modificado esterilizado e mantido a ph 5,5 (com adição de 1M de ácido clorídrico ou 1M de hidróxido de sódio) headspace preenchido com N 2 (99,99%), onde consórcios de bactérias geradoras do biogás foram utilizados na montagem dos ensaios em batelada. Os reatores anaeróbios foram montados em duplicata, com concentração de carbono em todos os ensaios de 20 g DQO L -1. O ensaio na condição (a) continha 80% de glicerol

6 bruto pré-tratado e 20% de glicerina, correspondendo a 16 g DQO L -1 de glicerol bruto prétratado e 4 g DQO L -1 de glicerina e no ensaio na condição (b) havia 100% de glicerol bruto pré-tratado, correspondendo a 20 g DQO L -1. Para cada ensaio, 20% (v/v) dos consórcios de bactérias geradoras do biogás foram adicionados nos reatores em duplicata de 1L cada, contendo 650 ml de meio PYG modificado, em cada condição contendo diferentes proporções de glicerol bruto, ph 5,5, headspace (450 ml) preenchido com N 2 (99,99%) durante 15 minutos. Os reatores foram fechados com tampas de butila e mantidos a 37 C. A característica morfológica do consórcio foi monitorada pelo microscópio Motic AE31, com captura de imagens pela Moticam 2000 e software MOTIC Images Plus 2.0. O biogás gerado no headspace, H 2, N 2 e CH 4, foi determinado em cromatógrafo à gás TOGA - Transformer Oil Gas Analyser, com sistema acoplado com Trace GC Ultra Thermo Gas Chromatograph equipado com injetor split/splitless e dois detectores: detector de condutividade térmica (TCD) e detector de ionização de chama (FID). A fração contendo H 2 e N 2 e metano foi analisada por coluna Rt-MSieve 5Aº 30 m x 0,53mm i.d. Hidrogênio e Nitrogênio foram detectados por TCD e CH 4 foi detectado pelo FID a 250 C depois de passar através do metanizador. Quando a coluna de peneira molecular foi passada, o CO 2 foi eluído dos poros do polímero da coluna Carboxen 1006 plot 30m x 0,53 mm i.d e detectados pelo detector de ionização de chama (FID) depois de passar através do metanizador. Argônio foi usado como gás de arraste (1,5 ml min -1 em modo splitless). O detector TCD e injetor foram ajustados a 150 C. A programação do forno foi 50 C (4,5 min), taxa de aquecimento de 40 C min -1 a 180 C (1,5 min) com taxa de resfriamento de 50 C min -1 a 50 C (3,15 min). A produção de H 2 foi calculada considerando a pressão atmosférica, expressa em mmol H 2 L -1. A determinação de metanol no meio líquido foi realizada em um cromatógrafo a gás Shimadzu, modelo GC 2010, equipado com injetor Split/Splitless e detector de ionização por chama (FID) de alta frequência. O cromatógrafo foi acoplado a um auto amostrador modelo AOC-5000, configurado para amostragem líquida e headspace. Toda a estação de trabalho foi controlada pelo programa GCSolution versão As condições cromatográficas utilizadas neste trabalho foram injetor PTV e detector FID em temperaturas de 250 C. A programação de temperatura do forno foi inicialmente de 45 C por 1 min, seguido de rampa de aquecimento a 50 C min -1 até a temperatura final de 250 C, mantida por 3 min. A coluna analítica utilizada foi a coluna RTX-1 (30 m x 0,32 mm x 3,0 m). Como gás de arraste foi utilizado hélio com velocidade linear constante de 51,6 cm s -1 (1 ml min -1 ). O preparo da

7 amostra foi feito adicionando-se 1 g de NaCl num vial de headspace, com 2,5 ml da solução a ser determinada, com 100µL de H 2 SO 4 2M, com extração por headspace a 100 C por 15 minutos. A determinação do teor de glicerol no decorrer dos ensaios foi realizada por espectrofotometria, por oxidação do glicerol livre com metaperiodato de sódio levando à formação de formaldeído. Para que o formaldeído pudesse ser quantificado, ocorreu uma segunda reação com duas moléculas de acetilcetona na presença de acetato de amônio, levando à formação de 3,5-diacetil 1,4-dihidrolutidina, reação conhecida como reação de Hantzsch. A leitura espectrofotométrica das amostras era feita a 410 nm, comprimento de onda específico para a molécula formada por esta reação (BONDIOLI & BELLA, 2005). Os dados experimentais obtidos durante os ensaios foram ajustados para os valores médios obtidos das duplicatas dos reatores em batelada utilizando o software Statistica (versão 8.0). A taxa máxima de produção de hidrogênio foi obtida por ajuste sigmoidal não linear da função Gompertz modificada (LAY et al., 1998) indicada abaixo pela equação 1, onde: P é o potencial de produção de hidrogênio (mmol L -1 cultura), Rm é a taxa máxima de produção de hidrogênio (mmol L -1 cultura. h), é a duração da fase lag (h) de geração de H 2 e vale 2, Rm e H = P exp exp ( λ t) + 1 (1) P 3 Resultados e Discussão As presenças de sabão e metanol encontrados no glicerol bruto representam um potencial inibitório ao crescimento dos microrganismos implicando assim na geração de hidrogênio, interferindo negativamente no metabolismo das bactérias (SARMA et al., 2012). Alguns trabalhos encontrados na literatura reportam a importância do pré-tratamento do glicerol bruto a fim de se otimizar a produção de hidrogênio. Ngo e colaboradores (2011) demostraram que após o glicerol bruto passar por um pré-tratamento eliminando-se metanol por rota evaporação e partículas sólidas por decantação, a produção de hidrogênio por bactérias T. neapolitana foi de 1,97 mol H 2 mol -1 glicerol, superior ao ensaio que foi realizado sob as mesmas condições usando o glicerol bruto sem o pré-tratamento, cuja produção de hidrogênio foi de 1,27 mol H 2 mol -1 glicerol. Chi e colaboradores (2007) relataram o pré-

8 tratamento do glicerol bruto com o ajuste do ph a 6,5 para assim converter sabões solúveis a ácidos graxos insolúveis e estes poderem ser separados do processo. De acordo com Chi e colaboradores (2007), quando o glicerol foi misturado diretamente com água do mar artificial, sabões precipitaram do meio líquido, que mais tarde mostrou-se prejudicial para o crescimento celular, por isso a justificativa da realização do pré-tratamento do glicerol bruto por este autor. Inicialmente, o glicerol bruto do presente estudo apresentava coloração escura, advinda do óleo vegetal (óleo de cozinha usado) e do processo de transesterificação, mostrando que havia grande quantidade de matéria orgânica não glicerol e impurezas (Figura 1). Assim, a realização do pré-tratamento no glicerol bruto no presente estudo foi eficiente, sendo visível a mudança de coloração do glicerol bruto, que logo após o tratamento ácido, tornou-se mais clara, mostrando que grande parte da matéria orgânica não glicerol foi separada da fase glicerinosa. Com isso, o glicerol bruto tornou-se mais apropriado ao uso dos microrganismos para seu consumo. Figura 1- Visualização do Glicerol bruto: (a) sem tratamento e (b) após tratamento ácido. (a) (b) Quanto à obtenção de consórcios bacterianos geradores de H 2, o pré-tratamento do lodo granular com o choque térmico e a manutenção do ph dos reatores em 5,5 favoreceram a permanência das bactérias geradoras de hidrogênio, com o predomínio de bacilos Gram-

9 positivos (Figura 2), correspondendo assim às morfologias predominantes de microrganismos envolvidos na geração de H 2 presentes nos consórcios bacterianos (MAINTINGUER et al, 2011). De acordo com Rossi e colaboradores (2011), dentre todos os pré-tratamentos realizados para a seleção de bactérias geradoras de hidrogênio, os processos envolvendo calor foram os mais eficientes. A imposição do ph em 5,5, foi mais um parâmetro utilizado para a inibição da metanogênese, uma vez que tais microrganismos envolvidos sobrevivem em faixa de ph entre 6,3 e 7,8 (LI & FANG, 2007). A ausência de metano nos ensaios em batelada mostraram que as estratégias de pré-tratamento a quente e imposição de ph 5,5 foram eficientes. Figura 2- Microscopia óptica do consórcio microbiano, com predomínio de bacilos Grampositivos. O consumo de glicerol no decorrer dos ensaios demonstrou a adaptação dos microrganismos ao meio de cultivo (Tabela 1). Durante o ensaio (b), que continha maior proporção de glicerol bruto, foi observado consumo mais elevado (56,2%) quando comparado ao ensaio (a) com consumo de 45,8%. Ou seja, o consórcio bacteriano estava adaptado às condições operacionais impostas e, mesmo o ensaio (b), alimentado com 100% de glicerol bruto e, portanto, com maiores quantidades de impurezas, quando comparado ao ensaio (a), foi capaz de consumir mais glicerol no decorrer dos experimentos.

10 Tabela 1 Consumos de glicerol livre durante a operação dos reatores dos ensaios (a) (80% glicerol bruto pré-tratado e 20% glicerina) e (b) (100% glicerol bruto pré-tratado). Ensaio Início da operação Final da operação Glicerol (mg glicerol livre ml -1 ) consumido (%) Ensaio (a) 2,6±0,00 1,4±0,05 45,8 Ensaio (b) 3,0±0,00 1,3±0,01 56,2 As gerações de H 2 foram diferentes para os ensaios realizados (Tabela 2). Observa-se que com o aumento nas proporções de glicerol bruto pré-tratado nos ensaios ocorreu redução na produção de H 2. Esse fato pode estar relacionado com a adição de impurezas, presentes do glicerol bruto, que provavelmente interferiram na rota metabólica de geração de H 2. Assim, o metanol advindo do processo de transesterificação permaneceu no glicerol bruto, já que não foi submetido nenhum tratamento prévio específico para sua eliminação. Com a elevação da concentração de glicerol bruto do ensaio (a) para o ensaio (b), as concentrações de metanol também se elevaram foram de 1033,50 mg L -1 para o ensaio (a) e 1475,95 mg L -1 para o ensaio (b), considerada inibitória à atividade microbiana, o que justifica as diferenças observadas na geração de H 2 nos reatores (Figura 3). O glicerol bruto passou apenas por um pré-tratamento ácido, conforme descrito anteriormente, o que fez com que grande parte do sabão fosse eliminada deste substrato. Tabela 2 - Potencial de Produção de H 2 (P), Taxa Máxima de Produção de H 2 (Rm), Fase Lag (), limites inferior e superior que o modelo calculou e R 2 obtidos pela equação de Gompertz modificada. Ensaio Parâmetros Valor estimado R 2 Ensaio (a) (80% glicerol bruto + 20% glicerina) P (mmol) 22,377 Rm (mmol h -1 ) 1,382 (h) 8,065 0,996 Ensaio (b) (100% glicerol bruto) P (mmol) 15,137 Rm (mmol h -1 ) 0,292 (h) -0,197 0,994

11 Figura 3- Representação da relação entre a taxa máxima de produção de hidrogênio e a presença de metanol para os ensaios (80% e 100% glicerol bruto pré-tratado). Os valores de R 2 superiores a 0,98 (Tabela 2) sugerem que a equação Gompertz modificada descreveu satisfatoriamente a evolução da produção de hidrogênio (VARRONE et al., 2013). Os rendimentos de H 2 obtidos neste estudo estão indicados na Tabela 3. Tabela 3 - Rendimentos da produção de H 2 (mol de H 2 mol -1 de glicerol) para os ensaios (a) e (b). Ensaio Rendimento (mol H 2 mol -1 glicerol) Ensaio (a) 1,63 Ensaio (b) 0,83 Importante destacar que não há nenhum registro de estudo desenvolvido para a produção de hidrogênio envolvendo consórcio microbiano com consumo de glicerol bruto proveniente da produção de biodiesel a partir de óleo de cozinha usado sendo que este resíduo, portanto, pode ser utilizado de maneira sustentável.

12 Selembo e colaboradores (2009) estudaram a geração de hidrogênio por meio da conversão de glicerol bruto proveniente da transesterificação do óleo de soja durante a fermentação anaeróbia com a utilização de culturas mistas. O rendimento obtido foi de 0,31 mol H 2 mol -1 glicerol com uma concentração de entrada deste substrato de 3,0 g L -1. Todos os rendimentos obtidos no presente trabalho superaram ao que foi trabalhado por Selembo e colaboradores. O ensaio (b) foi trabalhado sob condições muito próximas ao estudo de Selembo (3,0 g L -1 de glicerol bruto), sendo obtido um rendimento superior de 0,83 mol H 2 mol -1 glicerol. Isto demonstra o potencial inovador no reaproveitamento energético que a presente pesquisa obteve quanto à obtenção de consórcio capaz de atingir eficiências elevadas de geração de H 2 a partir de glicerol bruto, proveniente da transesterificação de óleos de cozinha usados para a obtenção de biodiesel, uma vez que esse resíduo contem mais impurezas do que óleos vegetais virgens, comumente utilizados. 4 Conclusões O glicerol bruto oriundo da reação de transesterificação de óleo de cozinha usado contém mais impurezas do que o glicerol bruto proveniente de óleos vegetais puros. Assim, a sua utilização se mostrou um desafio à atividade microbiana para a geração de hidrogênio. Os processos de pré-tratamento do inóculo foram eficientes na obtenção de consórcios de bactérias com morfologia predominante a microrganismos geradores de hidrogênio, além de não ser detectada a geração de metano nos reatores anaeróbios em batelada. O pré-tratamento do glicerol bruto para a eliminação de sabão, considerado inibitório aos microrganismos, possibilitou que as bactérias geradoras de hidrogênio realizassem seu consumo, já que uma grande carga tóxica à sua atividade foi eliminada com sucesso. As gerações de hidrogênio obtidas pelo consórcio de bactérias foram eficientes, com rendimentos superiores aos relatados na literatura. 5 Agradecimentos/Apoio financeiro CAPES, FAPESP, CNPq e ao Centro Multidisciplinar de Pesquisa em Combustíveis, Biocombustíveis, Petróleo e Derivados (CEMPEQC).

13 Referências I CONGRESSO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA AGROPECUÁRIA, ANWAR, A.; GARFORTH, A. Challenges and opportunities of enhancing cold flow properties of biodiesel via heterogeneous catalysis, Fuel, Manchester, v.173, p , Jun. Disponível em < Acesso em: 01 mar. BONDIOLI, P.; BELLA, D.L. An alternative spectrophotometric method for the determination of free glycerol biodiesel. Eur. J. Lipid. Sci. Technol, v.107, n.3, p , Mar Disponível em < Acesso em: 01 mar. BRASIL. Ministério da Fazenda. Lei n , de 24 de setembro de Dispõe sobre a adição obrigatória de biodiesel ao óleo diesel comercializado com o consumidor final. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil, Brasília, DF, 24 set Seção 1, p.3. Disponível em: < =3&totalArquivos=120>. Acesso em: 30 ago BRASIL. Ministério da Ciência e Tecnologia. Portaria Ministerial n 702, de 30 de outubro de Institui o Programa Brasileiro de Desenvolvimento Tecnológico de Biodiesel PROBIODIESEL, com o intuito de promover o desenvolvimento científico e tecnológico de biodiesel, a partir de ésteres etílicos de óleos vegetais puros e/ou residuais. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil, Brasília, DF, 6 nov Seção 1, p.23. Disponível em: < =23&totalArquivos=88>. Acesso em: 30 ago CHI, Z.; PYLE, D.; WEN, Z.; FREAR, C.; CHEN, S. A laboratory study of producing docosahexaenoic acid from biodiesel-waste glycerol by microalgal fermentation. Process Biochemistry, Pullman, v. 42, n. 11, p , Nov Disponível em < Acesso em: 02 mar GUPTA, A.R; YADAV, S.V; RATHOD, V.K. Enhancement in biodiesel production using waste cooking oil and calcium diglyceroxide as a heterogeneous catalyst in presence of ultrasound. Fuel, Mumbai, v.158, p , Oct Disponível em < Acesso em: 01 mar. HOSSEINI, S.E. Hydrogen production from renewable and sustainable energy resources: Promising green energy carrier for clean development. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Malaysia, v.57, p , May Disponível em < Acesso em: 01 mar.

14 LAY, J.Y.; LI, Y.Y.; NOIKE, T. Developments of bacterial population and methanogenic activity in a laboratory-scale landfill bioreactor. Water Research, v. 32, n. 12, p , Mar Disponível em < _and_methanogenic_activity_in_a_laboratory-scale_landfill_bioreactor>. Acesso em: 02 mar. LI, C.; FANG, H. Fermentative Hydrogen Production From Wastewater and Solid Wastes by Mixed Cultures. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, v.37, n. 01, p.1-39, Jan a. Disponível em < Acesso em: 01 mar. LIU, B.; CHRISTIANSEN, K.; PARNAS, R.; XU, Z.; LI, B. Optimizing the production of hydrogen and 1,3- propanediol in anaerobic fermentation of biodiesel glycerol. International Journal of Hydrogen Energy, Storrs, v.38, n. 8, p , Mar Disponível em < Acesso em: 01 mar. MARBÁN, G.; VALDÉS-SÓLIS, T. Towards hydrogen economy? International Journal of Hydrogen Energy, Oviedo, v. 32, n. 12, p , Aug Disponível em < Acesso em: 01 mar. MAINTIGUER, S.I.; FERNANDES, B.S.; DUARTE, I.C.S.; SAAVEDRA, N.K.; ADORNO, M.A.T.; VARESCHE, M.B.A. Fermentative hydrogen production by microbial consortium. International Journal of Hydrogen Energy, São Carlos, v. 33, n. 16, p , Aug Disponível em < Acesso em: 01 mar. MAINTINGUER, S.I.; FERNADES B.S.; DUARTE I.C.S.; SAAVEDRA, N.K.; ADORNO M.A.T.; VARESCHE, M.B.A. Fermentative hydrogen production with xylose by Clostridium and Klebsiella species in anaerobic batch reactors. International Journal of Hydrogen Energy, São Carlos, v. 36, n. 21, p , Oct Disponível em < Acesso em: 02 mar. NGO, T.A.; KIM, M.S.; SIM, S.J. High-yield biohydrogen production from biodiesel manufacturing waste by Thermotoga neapolitana. International Journal of Hydrogen Energy, Suwon, v. 36, n. 10, p , May, Disponível em < Acesso em: 02 mar. ROSSI D.M. et al. Comparison of different pretreatment methods for hydrogen production using environmental microbial consortia on residual glycerol from biodiesel. Internationl Journal of Hydrogen Energy, Rio Grande do Sul, v.36, n. 8, p , Apr Disponível em < Acesso em: 01 mar.

15 I CONGRESSO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA AGROPECUÁRIA, SÁ L. R.V.; CAMMAROTA, M.C.; FERREIRA-LEITÃO V.S. Produção de hidrogênio via fermentação anaeróbia aspectos gerais e possibilidade de utilização de resíduos agroindustriais brasileiros. Química Nova, São Paulo, v. 37, n.5, p , Abr Disponível em < Acesso em: 01 mar. SANTORI, G.; NICOLA, G.D.; MOGLIE, M.; POLONARA, F. A review analyzing the industrial biodiesel production practice starting from vegetable oil refining. Applied Energy, v. 92, p , Apr Disponível em:< Acesso em: 15 mar. SANTOS, F. M., SANTOS, F. A. O combustível hidrogénio. RE - Educação, Ciência e Tecnologia, n. 31, p , maio de Disponível em < Acesso em: 01 mar. SARMA, S.J.; BRAR, S.K.; LE BIHAN, Y.; BUELNA, G. Bio-hydrogen production by biodiesel-derived crude glycerol bioconversion: a techno-economic evaluation. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 36, n. 01, p. 1-10, Jan Disponível em < Acesso em 01 mar. SARMA, S.J.; BRAR, S.K.; SYDNEY, E.B.; LE BIHAN, Y.; BUELNA, G.; SOCCOL, C.R. Microbial hydrogen production by bioconversion of crude glycerol: A review. International Journal of Hydrogen Energy, Quebec, v.37, n. 8, p , Feb Disponível em < Acesso em: 01 mar. SELEMBO, P.A.; PEREZ, J.M.; LLOYD, W.A.; LOGAN, B.E. Enhanced hydrogen and 1,3- propanediol production from glycerol by fermentation using mixed cultures. Biotechnology and Bioengineering, Pennsylvania, v. 104, n. 6, p , Dec Disponível em < Acesso em: 13 abr. SEQUINEL, R. Caracterização físico-química da glicerina proveniente de usinas de biodiesel e determinação de metanol residual por CG com amostragem por Headspace estático f. Tese (Doutorado) Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista, Araraquara, SIVAGURUNATHAN, P.; KUMAR, G.; PARK, JEONG-H.; PARK, JONG-H.; PARK, H- D.; YOON, J-J.; KIM, S-H. Feasibility of enriched mixed cultures obtained by repeated batch transfer in continuous hydrogen fermentation. International Journal of Hydrogen Energy, Gyeongsan, v. 41, n. 7, p , Feb. Disponível em < Acesso em: 01 mar. VARRONE, C.; ROSA, S.; FIOCCHETTI, F.; GUISSANI, B.; IZZO, G.; MASSINI, G.; MARONE, A.; SIGNORINI, A.; WANG, A. Enrichment of activated sludge for enhanced hydrogen production from crude glycerol. International Journal of Hydrogen Energy, v. 38, n. 3, p , Feb Disponível em <

16 Acesso em: 02 mar.