A digestão anaeróbia termofílica é uma opção vantajosa para efluentes descartados a altas temperaturas, além de estimular rotas mais eficientes de produção de H₂. No entanto, os resultados da literatura divergem bastante, os rendimentos de H₂ são inferiores ao valor teórico possível e poucos estudos avaliaram diferentes configurações para indicar a mais eficiente. Assim, este estudo avaliou a produção de H₂ a partir da sacarose em três tipos de reator: reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB), reator tubular de fluxo ascendente com leito empacotado (TCS) e sem material suporte (TSS), operados a 55°C. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) aplicados ao reator UASB foram 12, 6 e 2 h e aos reatores TCS e TSS foram 2 e 0,5 h. Pré-tratamento térmico (100°C por 15 min) foi aplicado ao inóculo metanogênico do UASB e TCS e TSS foram auto inoculados. O efeito de nutrientes e a concentração nutricional ótima para a produção de H₂ foram investigados através de ensaios em batelada. Com TDH de 2 h, o material suporte afetou a transferência de massa, resultando em menor teor de H₂ no biogás quando presente, porém, maior conversão de sacarose e produção de H₂. O pré-tratamento térmico não inibiu a metanogênese, sendo as condições operacionais mais importantes para a seleção dos microrganismos. TCS e TSS com TDH de 0,5 h apresentaram produção de H₂ similar e o material suporte afetou apenas as rotas metabólicas. Entre todas as operações, TCS e UASB com TDH de 2 h alcançaram os maiores valores de rendimento de H₂ (YH₂), respectivamente, 1,99 ± 0,36 e 2,56 ± 0,84 molH₂.mol-sac^-1, através da via metabólica do etanol. TCS2 também demonstrou estabilidade e, apesar de o U2 ter gerado maiores porcentagens de H₂ no biogás, pode ser apontado como o mais eficiente para a produção de H₂. A relação C:N:P, Fe⁺² e Ni⁺² tiveram efeito significativo sobre a produção de H₂, e YH₂ ótimo foi estimado para concentrações de 4,53 mgFe⁺².L^-1 e 0,045 mgNi⁺².L^-1.

The thermophilic anaerobic digestion is a suitable option for wastewater discharged at high temperatures; in addition, it is suitable for more efficient pathways for H₂ production. However, the results found in literature have divergences; the H₂ yields are lower than the theoretical possible value and only few studies evaluated different types of reactors and defined the more advantageous one. Therefore, this study evaluated H₂ production from sucrose in three types of reactor: upflow anaerobic sludge blanket (UASB), upflow tubular reactor with packed-bed (TCS) and without support materials (TSS), operated at 55°C. The hydraulic retention time (HRT) applied to UASB reactor was 12, 6 and 2h and to TCS and TSS was 2 and 0.5h.Thermal pretreatment (at 100°C, for 15 min) was applied to the methanogenic inoculum of UASB and TCS and TSS was inoculated through natural fermentation process. The effect of nutrients and the optimal concentration of t nutrients for H₂ production were evaluated through batch assays. At HRT of 2h, the support material affected the mass transferring, leading to lower content of H₂ in the biogas when it is used; however, in this condition it was found higher sucrose conversion and H₂ production. The operational conditions showed to be more efficient for methanogenesis than pretreatment. TCS and TSS at HRT of 0.5h presented similar H₂ production and the support material affected only the metabolic pathways. Among all the conditions assessed, TCS and UASB at HRT of 2h reached the highest values of H₂ yield highest YH₂, respectively, 1.99 ± 0.36 and 2.56 ± 0.84 molH₂.mol-sac^-1, through ethanol pathway. TCS2 demonstrated stability production also and, despite the U2 have achieved higher percentage of H₂ in biogas, it can be pointed out as more efficient for H₂ production. The ratio C:N:P, Fe⁺² and Ni⁺² showed significant effect on H₂ production, and the optimal YH₂ was estimated for 4.53 mgFe⁺².L^-1 e 0.045 mgNi⁺².L^-1.