O presente estudo teve como principal objetivo avaliar a capacidade de produção contínua de hidrogênio, sob condições termofílicas (55ºC), a partir de diferentes concentrações de vinhaça de cana-de-açúcar em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) utilizando argila expandida como material suporte para adesão microbiana. Foram utilizados cinco reatores de idêntica configuração, denominados R₅, R₁₀, R₁₅, R₂₀ e R₃₀, com variação na concentração afluente de 5000, 10.000, 15.000, 20.000 e de 30.000 mg DQO L^-1, respectivamente (com cargas orgânicas volumétricas- TCO entre 15 e 720 kg DQO m^-3 d^-1). O tempo de detenção hidráulica (TDH) reduziu de 8, 6, 4, 2 e 1 h. Na estratégia de operação de um deles, (R₅) investigou-se os efeitos da co-fermentação de porcentagens de glicose e de vinhaça no substrato de alimentação. Os outros quatro reatores foram operados mediante a adição de glicose como co-substrato ao afluente, apenas durante o período de partida operacional. Em todos os reatores, foi observado comportamento de elevação na produção volumétrica de H₂ (PVH) a partir da diminuição do TDH. A máxima PVH obtida foi de de 1,96 L h^-1 L^-1 (R₁₀; TDH de 1h; TCO de 240 kg DQO m^-3 d^-1). No entanto, verificou-se diminuição do rendimento de H₂ (HY) e no conteúdo de H₂ no biogás, com a aplicação dos TDH reduzidos, em todos os reatores, alcançando valor máximo de 4,62 mmol g DQO_adicionada^-1 no TDH de 8 h (R₅) e 57.51% de H₂ no TDH de 6 h (R₂₀). O reator operado com a maior concentração de vinhaça (R₃₀) apresentou menores valores de produção de H₂, atribuídos aos compostos inibitórios (elevada concentração de ácidos voláteis no afluente - butírico e acético). As análises de clonagem e sequenciamento dos consórcios bacterianos termofílicos revelaram semelhanças (99%) com cepas produtoras de H₂, como Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum, Clostridium cellulosi, Lactobacillus fermentum e Megasphaera elsdenii. A capacidade de produzir H₂, a distribuição dos ácidos e a estrutura da comunidade bacteriana foram fatores influenciados pelo aumento da concentração de vinhaça e das TCO aplicadas.

The present study aimed to evaluate the ability of continuous hydrogen production under thermophilic conditions (55 °C), from different sugar cane vinasse concentrations in anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) using expanded clay as support material for microbial adhesion. Five reactors of identical configuration were used, denominated R₅, R₁₀, R₁₅, R₂₀ and R₃₀, followed by influent variation concentration of 5000; 10,000; 15,000; 20,000 and 30,000 mg COD L^-1, respectively (with organic loading rate- OLR varying from 15 to 720 kg COD m^-3 d^-1). The hydraulic retention time (HRT) decreases from 8, 6, 4, 2 and 1 h. The strategy applied to one of those (R₅), investigated the co-fermentations effects across the application of different percentages of glucose and stillage in the fed substrate. The other four reactors were operated by adding glucose as co-substrate to the influent just during the start-up period. In all reactors, it was observed a volumetric H₂ production (HPR) increase behavior from the HRT decrease. The maximum HPR obtained was 1.96 L h^-1 L^-1 (R₁₀; HRT of 1h; OLR of 240 kg COD m^-3 d^-1). However, there was a decrease in H₂ yield (HY) and H₂ content in biogas, with the application of reduced HRT for all reactors, reaching maximum value of 4.62 mmol g COD_added^-1 at HRT of 8 h (R₅) and 57.51% of H₂ at HRT of 6 h (R₂₀). The reactor operated with the highest concentration of stillage (R₃₀) showed lower values for H₂ production, attributed to inhibitory compounds (high concentration of volatile acids in the affluent - butyric and acetic). The cloning and sequencing analyzes of the thermophilic bacterial consortium showed similarity (99%) with H₂ producing strains, such as Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum, Clostridium cellulosi, Lactobacillus fermentum and Megasphaera elsdenii. The ability to produce H₂, the distribution of organic acids and the bacterial community structure analyzed in all reactors were factors influenced by the increasing stillage concentration and OLR applied.