Submitted by Rafael Pinheiro de Almeida ([email protected]) on 2019-07-08T18:39:49Z
No. of bitstreams: 1
SCHOMMER.pdf: 1876523 bytes, checksum: b22de3a19b95cff7cb9f9407e3dd90a1 (MD5)Approved for entry into archive by Franciele Scaglioni da Cruz ([email protected]) on 2019-07-10T19:26:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1
SCHOMMER.pdf: 1876523 bytes, checksum: b22de3a19b95cff7cb9f9407e3dd90a1 (MD5)Made available in DSpace on 2019-07-10T19:26:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1
SCHOMMER.pdf: 1876523 bytes, checksum: b22de3a19b95cff7cb9f9407e3dd90a1 (MD5)
Previous issue date: 2019-02-27Diferentes substratos vêm sendo investigados quanto ao rendimento de metano
durante a digestão anaeróbia (DA) e Co-DA. Dejetos de suínos e penas de frango são
abundantes resíduos da cadeia produtiva da carne. Embora dejetos sejam
empregados na DA, a recalcitrância das penas pode afetar o processo. Pré-
tratamentos podem otimizar a aplicação de biomassas na Co-DA. Objetivou-se avaliar
a produção de metano de dejetos de suínos fresco (DF) ou maturado (DM)
adicionados de penas (submetidas ou não a pré-tratamento microbiano). DF (diluído
1:2) e DM (diluído 1:1) foram utilizados como inóculo/substrato principal em dois
experimentos (Exp), DF e DM, respectivamente. Os co-substratos testados foram
penas fragmentadas (PF) e hidrolisado de penas produzido por bactéria queratinolítica
(HP); DF esterilizado foi utilizado nos controles (C) para ajuste da concentração inicial
de sólidos totais (ST). No Exp DF, concentrações de 5,67% (1X) e 6,80% ST (2X)
foram avaliadas; os co-substratos representaram 28,5% e 40,4% dos ST,
respectivamente. No Exp DM, concentrações de 4,6% (1X) e 5,1% ST (2X) foram
investigadas; os co-substratos representaram 12,1% e 20,6% dos ST. As Co-DA
ocorreram a 35 °C por 82-83 dias. A produção de metano foi mensurada por
deslocamento de solução alcalina. Parâmetros físico-químicos foram avaliados para
inóculos, co-substratos e produtos finais. No Exp DF, a produção final de metano não
foi afetada pelos co-substratos 1X (0,48 L CH4 (g SV)-1). Considerando a concentração
2X, o HP reduziu em 43% (0,28 L CH4 (g SV)-1) a produção de metano em relação a
PF e C, possivelmente pelos elevados níveis de nitrogênio amoniacal. A PF (1X e 2X)
não afetou o rendimento final de metano, embora tenham resultado em diminuição
transitória deste parâmetro. No Exp DM, a produção de metano foi superior para o HP
(1X e 2X; 0,16 e 0,19 L CH4 (g SV)-1, respectivamente). Contudo, PF (1X e 2X)
resultaram em menores produções de metano (0,12 e 0,16 L CH4 (g SV)-1), sugerindo
diminuída biodegradabilidade. O modelo de Gompertz modificado demonstrou o
melhor ajuste à cinética da produção de metano nos experimentos em relação a outros
três modelos testados. Em suma, há a possibilidade de usar PF em processos de CoDA com DF/DM. A concentração de HP e o inóculo demonstraram ser fatores
importantes para a produção de metano, tanto pela inibição da Co-DA observada com
DF, quanto pelo efeito positivo no rendimento de metano usando DM. O pré-
tratamento microbiano das penas representa estratégia para acelerar e aumentar a
produção de metano.Different substrates are investigated regarding the methane yield during anaerobic
digestion (DA) and Co-DA. Swine manure and chicken feathers are abundant wastes
from the meat supply chain. Although swine manure is employed in DA, feathers
recalcitrance could affect this process. Pre-treatments might optimize biomass
applications in Co-DA. This study aimed to evaluate methane production from fresh
(DF) and matured (DM) swine manures added with feathers (with or without microbial
pre-treatment). DF (diluted 1:2) and DM (diluted 1:1) were employed as inocula/main
substrates in two experiments (Exp), DF and DM, respectively. Evaluated cosubstrates were fragmented feathers (PF) and feather hydrolysate produced by a
keratinolytic bacteria (HP); sterilized DF was used as controls (C) to adjust the initial
concentration of total solids (ST). In Exp DF, ST concentrations of 5.67% (1X) and
6.80% (2X) were evaluated; co-substrates represented 28.5% and 40.4% of ST,
respectively. In Exp DM, ST concentrations of 4.6% (1X) and 5.1% (2X) were
investigated; co-substrates represented 12.1% and 20,6% of ST. Co-DA were
performed at 35 °C for 82-83 days. Methane production was measured through
displacement of alkaline solution. Physico-chemical parameters were evaluated for
inocula, co-substrates, and final products. In Exp DF, final methane production was
not affected by 1X co-substrates (0.48 L CH4 (g SV)-1). For the 2X concentration, HP
reduced methane production by 43% (0.28 L CH4 (g SV)-1) as compared to PF and C,
possibly owing to elevated levels of ammonia nitrogen. PF (1X and 2X) has not affected
final methane yield, although resulted in a transient decrease of this parameter. In Exp
DM, methane production was superior for HP (1X and 2X; 0.16 and 0.19 L CH4 (g SV)-
1, respectively). However, PF (1X and 2X) resulted in the lower methane productions
(0.12 and 0.16 L CH4 (g SV)-1), suggesting a decreased biodegradability. The modified
Gompertz model displayed a better fit to describe the kinetics of methane production
in the experiments when compared to the other three models tested. In summary, there
is the possibility of using PF in Co-DA processes with DF/DM. HP concentration and
inoculum were important factors for methane production, as observed by Co-DA
inhibition with DF, and also due to the positive effect on methane yield with DM. The
microbial pre-treatment of feathers represents a strategy to accelerate and increase
methane productio