Production of hidrogen from banana peel in anaerobic batch reactor

The global energy matrix is largely geared towards the use of fossil fuels, and this has major environmental impacts. Alternative sources of energy, including biohydrogen, appear as a substitute for these non-renewable fuels. For hydrogen production, we have anaerobic biodigestion, which stands out for the degradation of organic matter without the need for light and for being able to be conducted at low temperatures. Thus, this study aims to evaluate the efficiency of an anaerobic reactor in relation to the production of hydrogen from banana peel as a substrate. The tests were carried out in batch with controlled temperature (35 ± 1 ºC) and with agitation at 120 rpm, using as inoculum the sludge from an effluent treatment plant. The amounts of inoculum (0.139 g and 0.209 g of volatile solids (SV) per batch) and substrate (0.695 g and 2.78 g SV per batch) were varied, as were the initial pH values of 5.5 and 6. In addition, the effect of substrate pretreatment for all reaction conditions was evaluated. The best results for carbohydrate consumption, removal of chemical oxygen demand and hydrogen production were obtained in reactors with alkaline treatment of the substrate. Best result for the specific rate of hydrogen production was the R3 (with 209 g of SV per batch of inoculum, initial pH 6 and 0.695 g of SV per substrate batch), reaching the value of 309.82 mL.g-1SV when subjected to pretreatment of the substrate. A matriz energética mundial é, em grande parte, voltada para o uso de combustíveis fósseis e isso provoca grandes impactos ambientais. As fontes alternativas de energia, dentre as quais o biohidrogênio, surgem como uma possibilidade de substituição destes combustíveis não renováveis. Para a produção do hidrogênio, tem-se a biodigestão anaeróbia, que se destaca pela degradação da matéria orgânica sem a necessidade de luz e por poder ser conduzida a baixas temperaturas. Desse modo, este estudo tem como objetivo avaliar a eficiência de um reator anaeróbio em relação à produção de hidrogênio a partir de casca de banana como substrato. Os ensaios foram realizados em batelada com temperatura controlada (35 ± 1 ºC) e com agitação em 120 rpm, utilizando como inóculo lodo de uma estação de tratamento de efluentes. Foram variadas as quantidades de inóculo (0,139 g e 0,209 g de sólidos voláteis (SV) por batelada) e substrato (0,695 g e 2,78 g de SV por batelada), assim como o pH inicial com valores 5,5 e 6. Além disso, foi avaliado o efeito do pré-tratamento do substrato para todas as condições reacionais. Os melhores resultados para consumo de carboidratos, remoção de demanda química de oxigênio e produção de hidrogênio foram obtidos nos reatores com tratamento alcalino do substrato. O reator R3 (com 209 g de SV por batelada de inóculo, pH inicial 6 e 0,695 g de SV por batelada de substrato) foi o que apresentou melhores resultados para a taxa específica de produção de hidrogênio, atingindo o valor de 309,82 mL.g-1SV quando submetido a tratamento prévio do substrato.