00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Dissertação
Título: Efeito das variáveis composicionais e operacionais na produção de hidrogênio a partir da digestão anaeróbia de resíduos agroindustriais
Autor(es): Barbosa, Raira Silva
Primeiro Orientador: Amorim, Eduardo Lucena Cavalcante de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Peiter, Fernanda Santana
metadata.dc.contributor.referee1: Salomon, Karine Ribieiro
metadata.dc.contributor.referee2: Pelinson, Natália de Sousa
Resumo: Esta pesquisa visa analisar o potencial de resíduos agroindustriais na produção de hidrogênio por meio de digestão anaeróbia, utilizando estatísticas multivariadas para compreender as interações entre variáveis operacionais e composicionais. A partir de uma revisão sistemática de 12 estudos indexados nas bases Scopus e Sucupira, realizados por pesquisadores do Centro de Tecnologia da UFAL, identificou-se uma série de fatores para otimização da produção de hidrogênio. As análises, realizadas através do software R Project for Statistical Computing, envolveram Análise de Componentes Principais (PCA) e modelos de regressão múltipla (linear, não linear com transformação de Box-Cox, e com interações de segunda ordem), separadas por reatores operados em batelada e reatores de fluxo contínuo (RALF). Por meio da PCA, foi possível identificar componentes que explicam a variabilidade dos dados, destacando para os reatores em batelada, os fatores relacionados à carga orgânica e à composição inicial substrato, e para os reatores contínuos, variáveis como pH inicial, tempo de detenção hidráulica (TDH), taxa de carga orgânica (TCO) e temperatura. A análise de regressão linear forneceu uma compreensão inicial das relações diretas, mas modelos não lineares e com interações de segunda ordem revelaram-se mais eficazes ao capturar a complexidade do sistema, especialmente em reatores de fluxo contínuo. O modelo com interações de segunda ordem apresentou o melhor ajuste, R² (0,68) e R² ajustado (0,58), indicando uma maior capacidade de previsão. Os resultados destacam que a importância das interações entre variáveis para otimizar o rendimento da geração de hidrogênio por processos de digestão anaeróbia a partir de resíduos agroindustriais.
Abstract: This research aims to analyze the potential of agro-industrial residues in hydrogen production through anaerobic digestion, utilizing multivariate statistics to understand the interactions between operational and compositional variables that influence the process. Based on a systematic review of 12 studies indexed in the Scopus and Sucupira databases, conducted by researchers from the UFAL Technology Center, various factors were identified for optimizing hydrogen production. Analyses, performed with R Project software, included Principal Component Analysis (PCA) and multiple regression models (linear, non-linear with Box-Cox transformation, and second-order interaction models), categorized by batch and continuous reactors (RALF). The PCA identified principal components explaining data variability, highlighting, for batch reactors, components related to organic load and initial substrate composition. For continuous reactors, variables such as initial pH, hydraulic retention time (HRT), organic loading rate (OLR), and temperature were shown to play significant roles in reactor efficiency. Linear regression provided an initial understanding of direct relationships, but non-linear and second-order interaction models proved more effective in capturing system complexity, especially in continuous reactors. The second-order interaction model demonstrated the best fit, evidenced by higher R² (0.68) and adjusted R² (0.58), along with enhanced predictive capacity. Results indicate that variable interaction is crucial for maximizing hydrogen yield, providing a foundation for optimizing anaerobic digestion processes using agro-industrial residues.
Palavras-chave: Produção de hidrogênio
Resíduos agroindustriais
Digestão anaeróbia
Análise de componentes principais
Análise de regressão
Hydrogen production
Agro-industrial residues
Anaerobic digestion; Principal Component Analysis
Regression
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento
Citação: BARBOSA, Raira Silva. Efeito das variáveis composicionais e operacionais na produção de hidrogênio a partir da digestão anaeróbia de resíduos agroindustriais. 2026. 130 f. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos e Saneamento) - Programa de Pós- Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/17624
Data do documento: 24-jan-2025
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