Effect of calcium ions on biohydrogen production performance in a fluidized bed bioreactor with activated carbon-immobilized cells

A review of research trends in the enhancement of biomass-to-hydrogen conversion

“…The main cell immobilization techniques which have been assessed and have brought net positive contributions to enhance the biomass-based hydrogen generation kinetics are adsorption-based and attachment type immobilizations (Basile et al, 2010;Wu et al, 2012;Reungsang et al, 2013), encapsulation-based immobilization (Sekoai et al, 2018;), polymerbased immobilization (Ismail et al, 2011), and immobilization on nanoparticles (Shuttleworth et al, 2014;Seelert et al, 2015). These techniques have been widely studied and a number of attempts have been reasonably successful in optimizing the overall performance with respect to the process and design parameters namely bead size and cell loading, mass transfer coefficient, pH and immobilized biomass ratio , support materials, types of microorganisms immobilized, supplements, temperature (Satar et al, 2017), the bioavailability of organic portions of the biomass, and in exploring the possibility to integrate the synergistic influence of co-immobilization and using nanoparticles.…”

Produção de hidrogênio em reator anaeróbio de leito fluidificado termofílico com vinhaça como substrato orgânico

“…O reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) apresenta diversos fatores positivos como o acúmulo de grande quantidade de biomassa aderida ao meio suporte, suportando TCO elevadas, possibilidade de aplicação de baixos TDH e boas características de mistura, otimizando a transferência de massa entre o substrato e os microrganismos, além de promover alta velocidade de agitação na fase líquida favorece o desprendimento do hidrogênio nesta fase (WU et al, 2003;LIN et al, 2006. Além desses, outros estudos destacam a potencialidade do RALF na produção fermentativa de hidrogênio (WU et al, 2003;LIN et al, 2006;KOSKINEN et al, 2007;ZHANG et al, 2007;LIN et al, 2009 ;SHIDA et al, 2009 ;AMORIM et al, 2012;BARROS et al, 2011;REIS e SILVA, 2011;BARROS e SILVA, 2012;SHIDA et al, 2012;WU et al, 2012;ROSA et al, 2014).…”

“…Objetivando estudar a influência de diferentes materiais suportes na produção de Wu et al (2012) pesquisaram o aumento da eficiência de produção de hidrogênio sob condições anaeróbias a partir de sacarose, 20 g L -1 , pela adição de íons cálcio (Ca(OH) 2 e CaCl 2 ), em concentrações de 50, 100 e 200 ppm, em um reator de leito fluidificado com células imobilizadas por adsorção física em carvão ativado com TDH aplicado de 8, 6, 4 e 2 h. O pico de produção de H 2 foi obtido na concentração de 100 ppm de Ca +2 , no TDH de 2 h, de 1,22 mL h -1 L -1 . O maior rendimento, de 3,76 mol mol -1 sacarose foi obtido no TDH de 6 h, também com 100 ppm de Ca +2 .…”

Produção de hidrogênio e compostos de valor agregado em reatores de leito granular expandido mesofílicos a partir do caldo de cana-de-açúcar

“…Independendo da natureza do substrato, a sobrecarga do sistema com a elevação da TCO foi reportada por outros pesquisadores (SHIDA et al, 2009(SHIDA et al, , 2012CHU;SHEN, 2012;. Santos et al, (2014b) analisando o efeito do TDH (8 a 1 h) na produção de H2 a partir da vinhaça (30 gDQO L -1 ) em RALF (55 °C), observaram aumento do HY para 0,79 mmol H2 3,67 mol H2 mol -1 lactose ao decrescer o TDH de 8 para 4 h. Contudo, a redução do TDH para 0,5 h ocasionou no decréscimo do HY para 0,57 mol H2 mol -1 lactose.…”

“…e sacarose(LIN et al, 2009;YUAN et al, 2010;CHU;SHEN, 2012;MUNOZ-PÁEZ et al, 2013).A primeira nota de utilização do caldo de cana como substrato para produção de hidrogênio foi em 1988. Aplicando os açúcares como substratos de simples degradação,Roychowdhury, Cox e Levandowsky, utilizaram o caldo de cana apenas como uma fonte natural alternativa aos substratos químicos puros (glicose e sacarose).…”