Biohydrogen production from soft drink wastewater, corn steep liquor and whey with subsequent enhancement by green iron nanoparticles application

Abstract

Resumo: Duas linhagens, Clostridium beijirinckii e Clostridium butyricum isolado, e um consórcio LPB AH8, foram avaliados como possíveis produtores de biohidrogênio. Afim de se avaliar esses microrganismos, testes foram conduzidos com água residual da produção de refrigerantes, soro de leite e milhocina. Todos os meios foram otimizados e, particularmente, a concentração de milhocina e o tempo de fermentação foram fatores mais significativos, influenciando diretamente a fermentação escura. Todas as cepas se provaram altamente produtivas nos meios otimizados e a milhocina foi consolidada como um resíduo promissor para uma produção de biohidrogênio eficiente devido ao seu notório conteúdo nutricional que pode vir a viabilizar a produção industrial no futuro. Devido a sua composição em aminoácidos,a milhocina provou que pode ser um substituo barato da L-cisteína comercial utilizada em meios anaeróbicos. As máximas produções obtidas por Clostridium beijirinckii, Clostridium butyricum e o consórcio LPB AH8 foram 465 mLH2 / g DQOremovida,1067.6 mLH2 / g DQOremovida and 180.72 mLH2 / g DQOremovida, respectivamente. Nanopartículas verdes foram sintetizadas a partir de lignina com o intuito de avaliar sua influência na produção de biohidrogênio. Os maiores aumentos de produção foram obtidos com o consórcio LPB AH8, cujos rendimentos aumentaram em 2.8 e 2.3 vezes com nanopartículas de magnetita e nanopartículas de lignina não-magnéticas (LNMNP ), respectivamente

Abstract: Two strains, Clostridium beijirinckii andan isolated Clostridium butyricum, and a consortium LPB AH8 were evaluated as possible biohydrogen producers. In order to evaluate these strains ability to produce biohydrogen, tests were conducted with soft drink wastewater, cheese whey and corn steep liquor. All media were optimized and particularly corn steep liquor concentration and the time of fermentation werethe most significant factors influencing dark fermentations for each strain. All strains proved to be high biohydrogen producers in optimized media and corn steep liquor was consolidated as a promising residue for biohydrogen production due to its remarkable nutritional content that may allow future industrial applications of this biogas. Due to its amino acids content, corn steep liquor proved to be a suitable replacement for commercial available L-cysteine. Maxima biohydrogen yields achieved by Clostridium beijirinckii, Clostridium butyricum and consortium LPB AH8 were 465 mLH2 / g CODremoved,1067.6 mLH2 / g CODremoved and 180.72 mLH2 / g CODremoved, respectively. Green nanoparticles were synthesized with lignin in order to evaluate its influence in biohydrogen production. Higher increases were obtained with the consortium LPB AH8, whose yields were increased by 2.8 and 2.3 fold with magnetite nanoparticles and lignin non-magnetic nanoparticles (LNMNP) nanoparticles, respectively