VIABILIDADE DE COMUNIDADES METANOGÊNICAS APÓS SECAGEM POR ASPERSÃO: ANÁLISE DA RESILÊNCIA MICROBIANA EM ESTERCO SUÍNO DESIDRATADO
Palavras-chave:
Secagem por Aspersão, Arqueias Metanogênicas, Resiliência Microbiana, Esterco SuínoResumo
A logística de resíduos agroindustriais com alto teor de umidade, como o esterco suíno, constitui um dos principais entraves à viabilidade econômica e à descentralização da produção de biogás, uma fonte energética crucial para a transição para uma matriz sustentável. Superar este desafio requer tecnologias de pré-processamento que reduzam volume e custos de transporte sem, contudo, aniquilar o microbioma essencial para a digestão anaeróbia. Neste contexto, o presente estudo investigou a resiliência das arqueias metanogênicas submetidas à secagem por aspersão, um método industrial eficiente mas termicamente agressivo. Nossos resultados demonstram que, embora o processo a 70 °C tenha promovido uma redução de 97,5% na viabilidade microbiana total, atuou como um filtro seletivo, resultando no enriquecimento proporcional de Archaea no material seco (de 3,76% para 6,67%). A técnica de FISH corroborou a integridade celular destes microrganismos, e os bioensaios de reidratação validaram inequivocamente a recuperação de sua atividade metabólica, com uma produção metanogênica significativa de 328 ± 25 mL CH₄ g⁻¹ SV após fase de latência de 5 dias. Estes achados solidificam a viabilidade técnica de integrar a secagem por aspersão na cadeia do biogás, transformando um resíduo volumoso em um produto transportável e bioativo, capaz de servir como inóculo para a inicialização rápida de reatores e impulsionando a economia circular do setor.
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Referências
AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 23. ed. Washington, DC: APHA, 2017.
ARAUJO, Ana Carolina Vieira. Diversidade molecular de arqueias em sedimentos de rios da Amazônia e caracterização de espécies metanogênicas cultivadas. 2010. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo.
ARAUJO, Matheus N. et al. Método rápido para determinação da composição do biogás por cromatografia gasosa acoplada a um detector de condutividade térmica (GC-TCD). International Journal of Environmental Analytical Chemistry , v. 104, n. 20, p. 8690-8707, 2024.
BAHRAM, M. et al. Structure and function of the global topsoil microbiome. Nature, v. 621, p. 393–399, 2023.
BELLUCCI, M. et al. O efeito da substituição de culturas energéticas por resíduos agrícolas na dinâmica de comunidades bacterianas em um digestor anaeróbico de dois estágios. Chemosphere , v. 294, p. 133776, 2022.
BORGES, Leonardo L. et al. Otimização do processo de secagem por atomização para desenvolvimento de pó de resíduo de jabuticaba empregando metodologia de superfície de resposta. Journal of Food Process Engineering , v. 40, n. 1, p. e12276, 2017.
CARVALHO, Paulo César de Faccio et al. Errata: Produção animal e características do solo em sistemas integrados de lavoura e pecuária: rumo à intensificação sustentável. Journal of Animal Science , v. 96, n. 9, p. 4012-4012, 2018.
CONRAD, Ralf. Complexidade da dependência da temperatura em ambientes microbianos metanogênicos. Frontiers in Microbiology , v. 14, p. 1232946, 2023.
DE OLIVEIRA, R. A. et al. Updated protocols for fluorescence in situ hybridization (FISH) for monitoring anaerobic digestion ecosystems. Journal of Microbiological Methods, v. 204, 106638, 2023.
FREITAS, J. V. B. et al. Sodium hydroxide inhibition on methanogenic activity: validation of a specific control in anaerobic digestion assays. Water Science and Technology, v. 81, n. 5, p. 1043-1050, 2020.
GARIMBERTI, Elisa; TOSI, Sabrina. Hibridização in situ por fluorescência (FISH), princípios básicos e metodologia. Em: Protocolos e Aplicações de Hibridização in situ por fluorescência (FISH) . Totowa, NJ: Humana Press, 2010. p. 3-20.
GUAN, Ningzi et al. Resposta microbiana a estresses ambientais: dos mecanismos fundamentais às aplicações práticas. Microbiologia e biotecnologia aplicadas , v. 101, n. 10, p. 3991-4008, 2017.
MARTYNENKO, Alex; BÜCK, Andreas (Ed.). Controle inteligente na secagem . Boca Raton, FL, EUA:: CRC Press, 2019.
SHARARA, Mahmoud A.; SADAKA, Sammy S. Oportunidades e barreiras às técnicas de conversão de bioenergia e sua potencial implementação em dejetos suínos. Energias , v. 11, n. 4, p. 957, 2018.
TAPPARO, Deisi Cristina et al. Waste-to-Energy: produção de biogás a partir dos resíduos da suinocultura. 2021.
WANG, Y. et al. Challenges and strategies for biogas production from swine manure: a review on moisture management. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 134, 110363, 2020.
XU, Mingyue et al. Biosecagem de resíduos de biogás por meio da inoculação de um agente bacteriano termofílico: insights sobre a contribuição da desidratação e o mecanismo microbiano. Bioresource technology , v. 355, p. 127256, 2022.