Pode a electro-fermentação converter resíduos alimentares, como o gelado, em produtos químicos valiosos?
"Estamos a criar uma indústria a partir dos resíduos de outra indústria"
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A adição de um choque elétrico à fermentação de resíduos alimentares industriais acelera o processo e aumenta o rendimento de produtos químicos de plataforma que são componentes valiosos numa vasta gama de produtos, segundo uma nova investigação.
Ao desenvolver o novo sistema, os investigadores da Universidade Estatal de Ohio descobriram também que a combinação de duas espécies de bactérias na mistura de electro-fermentação não só ajudava a acelerar o processo, como permitia uma produção química mais direcionada.
Neste estudo, os resíduos alimentares consistiram em gelados e natas azedas - mas a equipa expandiu o trabalho com experiências que utilizaram borras de café e algas lacustres.
A eventual adoção da tecnologia poderá trazer muitos benefícios: produção eficiente, sustentável e económica de produtos químicos polivalentes utilizando materiais de origem que, de outra forma, acabariam incinerados ou num aterro, contribuindo para as emissões de gases com efeito de estufa.
"Estamos a criar uma indústria a partir dos resíduos de outra indústria", afirmou o primeiro autor Beenish Saba, investigador em engenharia alimentar, agrícola e biológica no Estado de Ohio.
"Estamos a utilizar os resíduos que um empreiteiro cobra às empresas para os levar para um aterro, onde produzem gás metano. Estamos a sugerir que as indústrias podem instalar um biorreator simples no qual podem produzir outros subprodutos importantes".
O estudo foi publicado recentemente no Journal of Environmental Chemical Engineering.
Este trabalho baseia-se na investigação anterior sobre valorização de resíduos efectuada por Saba e Katrina Cornish, professora emérita de horticultura e ciência das culturas e engenharia alimentar, agrícola e biológica no Estado de Ohio e coautora do estudo atual.
O trabalho de valorização envolveu a análise das propriedades físicas e químicas de 46 amostras de resíduos alimentares para identificar bons candidatos à conversão em produtos químicos e biogases através de uma variedade de processos - incluindo a fermentação.
No novo estudo, Saba e os seus colegas compararam a produção e a duração da fermentação convencional e da electro-fermentação. As práticas convencionais consistem em colocar resíduos alimentares e bactérias numa garrafa, ajustar os níveis de nutrientes e incubar os materiais a 98,6 graus Fahrenheit. A electro-fermentação é realizada à temperatura ambiente dentro de um bioreactor equipado com um elétrodo alimentado por uma tensão externa mínima.
"Na fermentação convencional, as bactérias estão a crescer alegremente e produzem alguns solventes e gases", disse Saba. "No segundo passo, demos-lhes um pouco de eletricidade para que as bactérias pudessem sentir uma pequena irritação, e o metabolismo foi rápido. Estavam a crescer e a comer alegremente, e produziam mais subprodutos - o que significa que podemos aumentar o rendimento".
O desenvolvimento deste novo sistema eletroquímico microbiano teve outro bónus: a produção de gás hidrogénio.
As experiências mostraram que a combinação de duas espécies de bactérias da família Clostridium contribuiu para a produção de gás hidrogénio, ao mesmo tempo que reduziu os resíduos da fermentação - sabe-se que a espécie C. bijerinckii, vulgarmente utilizada, gera dióxido de carbono enquanto converte os resíduos alimentares em álcoois, mas acontece que outra espécie, C. carboxidivorans, consome esse CO2.
"Significa que o produto residual de uma bactéria é utilizado por outra bactéria", disse Saba. "Era possível que houvesse uma relação antagónica, mas testámos o seu crescimento em conjunto e descobrimos que há uma relação sinérgica entre estas duas bactérias que funciona bem".
Para além de consumir o CO2, a C. carboxidivorans produz gás hidrogénio e solventes.
"O dióxido de carbono ainda está lá, mas a maior parte é consumida e dá-nos gás hidrogénio - um produto adicional. Agora temos dois produtos valiosos e um produto residual", afirmou.
Segundo Saba, o trabalho está em sintonia com uma maior concentração na utilização de desperdícios alimentares e resíduos agrícolas para criar produtos de base biológica.
"Estamos a trabalhar para melhorar o rendimento, a eficiência de custos e a escalabilidade", afirmou. "O governo está a pedir trabalho nesta área e a indústria está interessada em obter valor dos resíduos e não pagar pela sua eliminação".
"Muitos materiais de natureza agrícola ou biológica estão a ser desperdiçados. É muito melhor utilizá-los e fazer produtos valiosos."
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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