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Navegando IES - Tese por Assunto "biomassa"

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    Produção de cogumelo pleurotus ostreatus em gramíneas como pré-tratamento para obtenção de biogás
    (2025-08-01) Lourenço, Emilene de Carvalho
    Gramíneas de podas representam uma valiosa biomassa lignocelulósica, que pode ser utilizada na produção de cogumelos comestíveis e de biogás. A Digestão Anaeróbia (DA) é responsável pela obtenção de biogás e o uso de pré-tratamentos podem aumentar a sua eficiência. O prétratamento é uma opção para sanar as barreiras tecnológicas encontradas atualmente, como a baixa degradabilidade de materiais ricos em lignina e a possibilidade de formação de camada de sobrenadante nos biodigestores. Fungos comestíveis, especialmente do gênero Pleurotus, desempenham um papel crucial na degradação da biomassa lignocelulósica e podem ser utilizados como pré-tratamento biológico na DA. O presente estudo, inicialmente, teve por finalidade avaliar a sequência do cultivo de cogumelos comestíveis da espécie Pleurotus ostreatus em gramíneas das espécies Zoysia japonica (esmeralda) e Axonopus compressus (São Carlos), com posterior produção de biogás nos resíduos pós-cultivo. Para tal, as gramíneas foram destinadas ao preparo de substratos e submetidas à inoculação pelo fungo Pleurotus ostreatus. Foi avaliada de forma sequencial a produção de cogumelos e a produção de biogás nos resíduos pós-cultivo por meios de ensaios de Potencial Bioquímico de Metano (PBM). No cultivo foram avaliados dois tamanhos de fragmentos na confecção dos substratos, 1 cm e 2 a 5 cm. Esse aspecto não resultou em diferença estatística na produção de cogumelos, porém o menor tamanho de fragmentos apresentou maior produção de biogás e metano. Os melhores resultados foram obtidos para a gramínea Zoysia japonica que apresentou Eficiência Biológica (EB) de 118,0%, ou seja, em 1,0 kg de gramínea seca foi possível cultivar até 1,18 kg de cogumelos frescos (shimeji). Além disso, foi possível a produção de biogás nos resíduos póscultivo. Ao se comparar o substrato in natura com os resíduos, após um fluxo de cultivo, observou-se um aumento no rendimento de biogás e CH₄ de até 33,3 e 17,3%, respectivamente. Esses resultados indicam que o Pleurotus ostreatus atua como um pré-tratamento eficaz de gramíneas, pois mesmo após o cultivo de cogumelos houve o aumento do rendimento de biogás e metano em relação à amostra in natura. Num segundo momento, avaliou-se o uso do fungo Pleurotus ostreatus apenas como pré-tratamento das gramíneas em diferentes tempos de incubação, de 20, 30, 40 e 60 dias. Ao se avaliar ambas gramíneas, a Zoysia japonica apresentou os melhores resultados, sendo 20 dias de incubação o pré-tratamento mais efetivo, com aumento de 60,9 e 48,8% no rendimento de biogás e CH₄, respectivamente, em relação à mesma gramínea in natura. Em ambos estudos, pode-se obter redução de até 20,0% do tempo destinado à DA em relação à amostra in natura. Ficou evidente o potencial de pré-tratamento do Pleurotus ostreatus nas gramíneas avaliadas para a produção de biogás. Portanto, a produção de cogumelos, a utilização dos resíduos pós-cultivo para a produção de biogás e o uso do fungo como pré-tratamento foram considerados promissores. Todos esses aspectos corroboram a economia circular e alcançam diferentes Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030. Resumen Grasses offer valuable lignocellulosic biomass potencially able to produce edible mushrooms and biogas. Anaerobic Digestion (AD) generates biogas, and pretreatments improve its efficiency. Pretreatment is an alternative to overcoming technological barriers, such as the low degradability of lignified materials and the formation of floating layers in biodigesters. Edible fungi, especially those in the Pleurotus genus, play a crucial role in lignocellulosic biomass degradation and serve as an effective biological pretreatment in AD. This study initially aimed to evaluate the sequential cultivation of Pleurotus ostreatus mushrooms on Zoysia japonica (Emerald) and Axonopus compressus (São Carlos) and assess biogas production from postcultivation residues. To achieve this, the process involved preparing the grasses as substrates and inoculating them with Pleurotus ostreatus. Mushroom production and biogas generation from post-cultivation residues were sequentially evaluated using Biochemical Methane Potential (BMP) assays. Substrate preparation included two fragment sizes: 1 cm and 2–5 cm. Fragment size did not cause statistically significant differences in mushroom production; smaller fragments increased biogas and methane production. Among the tested grasses, Zoysia japonica delivered the best results, achieving a Biological Efficiency (BE) of 118.0%, meaning that 1.0 kg of dried grass produced up to 1.18 kg of fresh mushrooms (shimeji). Additionally, post-cultivation residues successfully generated biogas. Comparison between the raw substrate and post-cultivation residues showed increases of up to 33,3% in biogás yield and 17.3% in CH₄ yield. These findings demonstrate that Pleurotus ostreatus effectively pretreated grasses, enhancing biogas and methane yields even after mushroom cultivation. The study's second phase focused on using Pleurotus ostreatus as a pretreatment for grasses at incubation periods of 20, 30, 40, and 60 days. Among the evaluated grasses, Zoysia japonica again performed best, with 20 days of incubation proving the most effective pretreatment, increasing biogas and CH₄ yields by 60.9% and 48.8%, respectively, compared to the untreated grass. Both studies demonstrated a reduction of up to 20.0% in AD time compared to the untreated sample. These results confirm the potencial of Pleurotus ostreatus as an effective pretreatment for grasses in biogas production. The combined benefits of mushroom production, biogas generation from post-cultivation residues, and fungal pretreatment highlight promising strategies. These results reinforce circular economy principles and contribute to several Sustainable Development Goals (SDGs) of the 2030 Agenda.