TRATAMENTO DE RESÍDUOS PELO PROCESSO DE FERMENTAÇÃO

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TRATAMENTO DE RESÍDUOS PELO PROCESSO DE FERMENTAÇÃO 
 
INTRODUÇÃO 
 
A fermentação é um processo anaeróbio que apresenta como finalidade a 
produção de ATP. Suas fases são a glicólise e a redução do piruvato. 
A glicólise acontece em uma sequência de dez etapas, que ocorrem em virtude 
da presença de algumas enzimas específicas e formam açúcares intermediários. 
O rendimento líquido em ATP é de duas moléculas por molécula de glicose, pois duas 
moléculas de ATP são hidrolisadas inicialmente para que as primeiras etapas 
aconteçam. 
Os processos fermentativos ocorrem desde a antiguidade, porém naquela 
época não se tinha o conhecimento de como a uva se transformava em vinho, a 
cevada em cerveja e a farinha em pão. Bem mais tarde, estudiosos começaram a 
esclarecer o fenômeno que estava envolvido nestas transformações, a então 
denominada fermentação. Uma definição mais restrita, mas ainda muito utilizada é a 
de que a fermentação é o mecanismo anaeróbico (sem oxigênio) de produção de 
energia que não envolve a cadeia respiratória. Nos dias de hoje, esta definição tem 
sido mais ampliada pelo fato de alguns processos que são conduzidos utilizando-se o 
oxigênio e a cadeia respiratória, também serem classificados como processos 
fermentativos, citando como exemplo a produção de enzimas microbianas. Portanto, 
um novo conceito mais abrangente para fermentação consiste no processo que ocorre 
quando o microrganismo se reproduz, a partir de uma fonte apropriada de nutrientes, 
visando a obtenção de um bioproduto. 
Os processos fermentativos têm uma grande importância em vários setores de 
interesse para a sociedade, seja na indústria química, farmacêutica e na agricultura, 
bem como na indústria de alimentos. Neste último setor, exemplos muito importantes 
são a produção de queijo, iogurte, manteiga, produtos de panificação, picles, carnes 
fermentadas, vinagres, enzimas, dentre outros. 
 Porém este processo também podem ser utilizado para tratamento de resíduos 
industriais através da ação de microrganismos específicos que irão degradar ou 
biotransformar os resíduos em produtos sem risco para descarte na natureza. 
 
PROCESSO 
 
A fermentação anaeróbia consiste em um processo biológico no qual um 
consórcio de diferentes tipos de micro-organismos promove a transformação de 
compostos orgânicos complexos (carboidratos, proteínas e lipídios) em produtos mais 
simples, tais como ácidos orgânicos voláteis (ácidos acético, propiônico, isobutírico e 
butírico), álcoois (etanol, butanol), H2, CO2 e CH4. A degradação da matéria orgânica 
em ambientes anaeróbios envolve a cooperação entre diferentes micro-organismos 
responsáveis por uma fermentação estável e autorregulada. O processo de 
fermentação anaeróbia é desenvolvido em quatro etapas principais: hidrólise, 
acidogênese, acetogênese e metanogênese. Na primeira fase do processo 
fermentativo, bactérias hidrolíticas produzem enzimas extracelulares que promovem a 
degradação dos materiais particulados complexos em materiais dissolvidos mais 
simples, os quais são permeáveis às membranas celulares das bactérias 
fermentativas. Na fase acidogênica, os produtos solúveis oriundos da etapa anterior 
são metabolizados no interior das células das bactérias, sendo convertidos em 
compostos mais simples. Os compostos produzidos incluem ácidos orgânicos voláteis, 
álcoois, CO2, H2, além de novas células bacterianas. As bactérias acetogênicas são 
responsáveis pela oxidação dos produtos gerados na fase acidogênica em substrato 
apropriado (H2 e ácido acético) para as arqueias metanogênicas. Nesta etapa do 
processo, o H2 pode também ser convertido em ácido acético pelas bactérias 
homoacetogênicas. Na última etapa do processo, as arqueias metanogênicas 
convertem o H2 e o ácido acético em CH4 e CO2. Em função de sua afinidade pelo 
substrato, as arqueias metanogênicas podem ser divididas em metanogênicas 
acetoclásticas (arqueias que utilizam o ácido acético como substrato) e metanogênicas 
hidrogenotróficas (arqueias que utilizam o hidrogênio como substrato). Na presença de 
sulfato e nitrato no meio fermentativo, as bactérias nitrato-redutoras (BNR) e as 
bactérias sulfato-redutoras (BSR) são capazes de utilizar o H2 para formação de 
amônia e sulfeto, respectivamente. Uma representação esquemática das principais 
etapas do processo fermentativo anaeróbio é apresentada na Figura 1. 
 
O tempo de fermentação está diretamente relacionado com o esgotamento 
nutricional no meio, implicando na redução do crescimento microbiano, inviabilizando a 
conversão da biomassa em produtos e, consequentemente, reduzindo a produção de 
enzimas. O pH pode influenciar no transporte de componentes na membrana das 
células e assim, induzir mudanças morfológicas nos micro-organismos e interferir na 
estabilidade enzimática. A temperatura está relacionada com o transporte de massa e 
com a transferência de oxigênio. A umidade está relacionada ao teor e atividade de 
água, sendo que o teor de água deve ser ajustado para que não ocasione 
contaminações no meio de fermentação devido a uma alta umidade ou proporcione o 
surgimento de metabólitos devido a uma baixa umidade, enquanto que a atividade de 
água deve ser determinada de acordo com a necessidade de água dos micro-
organismos utilizados, no qual a atividade livre permite reações sobre o substrato 
sólido. O enriquecimento e o pré-tratamento dos substratos têm sido adotado como 
alternativas para contribuir com um maior fornecimento de nutrientes, permitindo que 
os micro-organismos cresçam mais facilmente. 
 
CONCLUSÃO 
 
Este processo em expansão pode ser aplicado à diversas áreas da indústria, 
mas, principalmente na indústria de alimentos e insumos agrícolas, o que contribuirá, 
substancialmente, com a minimização dos custos em descarte, com a redução do 
acúmulo desses materiais no meio ambiente e agregação de valores à matérias 
primas, até pouco tempo, desvalorizadas. Podendo ser utilizados ainda em outros 
setores ou ramos da indústria para otimização deste processo. 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
TORTORA, G. J.; FUNKE, B.R.; CASE, C. L. Eucariotos: Fungos, Algas, Protozoários e 
Helmintos. In: Microbiologia, 10ª Edição, Artmed, Rio Grande do Sul: Porto Alegre, 2012. 
p. 332. 
 
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Gerenciamento de Resíduos Agropecuários e Agroindustriais – II. 
 
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celulases produzidas pelo fungo Aspergillus niger. 2010. 118f Dissertação 
(Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Engenharias e Ciências Exatas, 
Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2010. 
 
Brasil, Ministério do Meio Ambiente. Plano Nacional de 
Resíduos Sólidos. Versão Preliminar para Consulta Pública, setembro de 2011. 
Disponível em: http://www.mma.gov.br/estruturas/253/_publicacao/253_p 
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