Potential of biological hydrogen production from palm oil mill effluent (POME) by anaerobic consortia, Clostridium beijerinckii and an isolated bacteria

Abstract

Resumo: O efluente da indústria de óleo de palma (POME) não fresco foi testado como um substrato para a produção de biohidrogênio em fermentação anaeróbia. Cinco consórcios microbianos diferentes, suas bactérias isoladas (as de alta concentração no consórcio e compatíveis com o meio seletivo) e uma cepa reconhecida pela produção de hidrogênio (Clostridium beijerinckii) foram inoculados em um meio a base de POME puro, diluído e hidrolisado, para comparar o rendimento da produção de hidrogênio. O planejamento experimental foi feito em tubos Hungate de 15mL, em uma proporção de 5mL de meio para um 1mL de inóculo. A produção de hidrogênio foi feita em uma escala maior dentro de um biorreator de 1L seguindo as mesmas proporções do meio e das condições de fermentação dos tubos. Quando a cepa ATCC 8260 (Clostridium beijerinckii) foi cultivada a 30ºC em POME hidrolisado P003, contendo 7,5g/L de sacarose, durante 8 dias de fermentação e com 20% de inóculo, o rendimento máximo da produção de hidrogênio foi 4,62 LH2/Lmed. Os melhores resultados foram com os experimentos em tubos devido ao pequeno volume do frasco e as melhores condições de controle.

Abstract: Non-fresh Palm oil mill effluent (POME) was tested as a substrate to produce hydrogen in dark fermentation. Five different microbial consortia, and their isolated bacteria (the bacteria of higher concentration in the consortia and compatible with the selective medium), and Clostridium beijerinckii (ATCC 8260) a strain recognized as hydrogen producer were inoculated in a medium based in raw, diluted and hydrolyzed POME to compare the yield of biohydrogen production. The experimental planning was done in 15mL Hungate tubes in a proportion of 5mL of media to 1mL of inoculum. The hydrogen production was scale up to 1L bottle following the same proportion of medium and fermentation conditions. When the strain ATCC 8260 (Clostridium beijerinckii) was cultivated at 30ºC in the hydrolyzed POME (P003), containing 7.5g/L of sucrose, during 8 days of fermentation and 20% of the inoculum, the maximum biohydrogen production yield was 4.62 LH2/Lmed in tubes. The best results were with the experiments in the tubes due to the lower volume of the flask and better control condition.