Influência da microbiota epifítica do palmito pupunha e do capim elefante nos processos de hidrólise, fermentação e na conversão aos seus bioprodutos

Abstract

Resumo: Este estudo avaliou a ação de microrganismos naturais presentes na biomassa lignocelulósica sobre o desempenho de bioprocessos anaeróbios, realizado em três etapas, com biomassa de palmito pupunha e capim-elefante. Foram investigadas a caracterização da biomassa, a diversidade microbiana e a eficiência na produção de açúcares, ácidos orgânicos e etanol para produção de biogás. Os testes em reatores [Reator 1 (A), Reator 2 (B) e Reator 3 (C)], com o capim-elefante mostraram que a suplementação com sacarose e ácido acético, em conjunto com a agitação, favoreceu o crescimento microbiano, principalmente de enterobactérias, Staphylococcus e bactérias fermentativas. O Reator 1 (A) destacou-se com pH entre 6,8 e 7,2, relação C/N de 25:1 e alta remoção de sólidos voláteis (>60%), indicando maior eficiência na conversão da biomassa. Na fermentação sólida, o capim-elefante se mostrou promissor, apresentando liberação de glucose (13,1 g/L) com 2% de ácido e 10 a 20 dias de residência. Concentrações superiores (3-4%) reduziram a glucose e aumentaram os subprodutos indesejáveis, como ácido fórmico e etanol. Os resultados sugerem que a microbiota epifítica contribui para a degradação da biomassa e na formação de compostos intermediários, otimizando o processo fermentativo. Conclui se que o controle de parâmetros físico-químicos e a interação com a microbiota endógena são essenciais para a eficiência da digestão anaeróbia e da produção de biogás, além de contribuir para a inibição de odores

Abstract: This study evaluated the action of natural microorganisms present in lignocellulosic biomass on the performance of anaerobic bioprocesses, carried out in three stages, using biomass from peach palm and elephant grass. The characterization of the biomass, microbial diversity, and efficiency in producing sugars, organic acids, ethanol, and biogas was investigated. Tests in reactors [Reactor 1 (A), Reactor 2 (B) and Reactor 3 (C)] with elephant grass showed that supplementation with sucrose and acetic acid, combined with agitation, favored microbial growth, mainly of enterobacteria, Staphylococcus, and fermentative bacteria. Reactor 1 (A) stood out with a pH between 6.8 and 7.2, a C/N ratio of 25:1, and high removal of volatile solids (>60%), indicating greater efficiency in biomass conversion. In solid fermentation, elephant grass proved promising, showing higher glucose release (13.1 g/L) with 2% acid and a residence time of 10 to 20 days. Higher concentrations (3-4%) reduced glucose and increased undesirable byproducts such as formic acid and ethanol. The results suggest that epiphytic microbiota contribute to biomass degradation and the formation of intermediate compounds, optimizing the fermentation process. It is concluded that controlling physicochemical parameters and interacting with endogenous microbiota are essential for the efficiency of anaerobic digestion and biogas production, as well as for odor inhibition