Effetto dell'HRT e della concentrazione in alimento sulla produzione di idrogeno per dark fermentation in reattore continuo

The topic of this thesis is the study of hydrogen production through dark fermentation of cheese whey and its optimization, within a CSTR reactor fed continuously, on a pilot scale. The production was monitored by maintaining a temperature of 36 ° C and a pH of 5.5 and varying certain process parameters, such as the hydraulic retention time (HRT) and the COD concentration in the feed to the reactor, with the aim to obtain stable conditions and to determine the best operating conditions with respect to this type of process. It was operated first with constant input concentration of 30 gCOD/L and varying the HRT (12 h, 6 h, 9 h). After that it has been operated with a constant HRT of 9 h and varying the concentrations of COD fed (20 gCOD/L, 10 gCOD/L). The best performance has been achieved by operating with a HRT of 9 h and a COD concentration at the entrance of 10 gCOD/L: the yields obtained in stable conditions have always been above 2.8 molH2/mollactose and the maximum value was 3 , 47 molH2/mollactose.

L’oggetto della presente tesi è lo studio della produzione di idrogeno attraverso dark fermentation del siero di latte e della sua ottimizzazione, all’interno di un reattore CSTR alimentato in continuo, su scala pilota. La produzione è stata monitorata mantenendo una temperatura di 36 °C e un pH di 5,5 e variando alcuni parametri di processo, quali il tempo di ritenzione idraulica (HRT) e la concentrazione di COD nell’alimento al reattore, con l’obiettivo di ottenere delle condizioni stabili e di determinare le migliori condizioni operative relativamente a questa tipologia di processo. Si è operato dapprima con concentrazione costante in ingresso di 30 gCOD/L e variando l’HRT (12 h, 6 h, 9 h). Dopodiché si è operato con un HRT costante di 9 h e si sono variate le concentrazioni di COD alimentate (20 gCOD/L, 10 gCOD/L). Si sono conseguite le migliori prestazioni operando con un HRT di 9 h e una concentrazione di COD in ingresso di 10 gCOD/L: le rese ottenute in condizioni stabili sono sempre state superiori a 2,8 molH2/mollattosio, con un massimo di 3,47 molH2/mollattosio.