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: Produção metanogênica a partir da codigestão anaeróbia de silagem de capim - elefante com vinhaça em reator em batelada
Título(s) alternativo(s): Methanogenic production from anaerobic co-digestion of elephant grass silage with vinasse in a batch reactor
Autor(es): Domingos, Heloisa Vital
Primeiro Orientador: Amorim, Eduardo Lucena Cavalcante de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Marafon, Anderson Carlos
metadata.dc.contributor.referee1: Coêlho, Dayana de Gusmão
metadata.dc.contributor.referee2: Martins, Juliana Silva
Resumo: A utilização de biomassa como substrato na digestão anaeróbia para fins de produção energética tem se destacado nas últimas três décadas, considerando a emergência climática e os impactos advindos de fontes energéticas não-renováveis. Nesse contexto, a vinhaça da cana-de-açúcar e o capim-elefante apresentam potencial significativo de produção de biogás, mas a sua aplicação via codigestão anaeróbia ainda foi pouco investigada na literatura. Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o rendimento metanogênico da codigestão desses substratos em reatores em batelada, por meio de um planejamento experimental Box-Behnken. Os fatores adotados foram tempo de ensilagem do capim-elefante (40, 80 e 120 dias), proporção silagem:vinhaça (25:75, 50:50 e 75:25), e concentração do pré-tratamento alcalino do capim-elefante (NaOH 0,5%, 2,25% e 4%). A maioria dos reatores apresentou remoção de DQO e de carboidratos superior a 60%, indicando remoção expressiva da matéria orgânica e eficiência da digestão anaeróbia. Os dados de produção acumulada de metano foram ajustados adequadamente ao modelo modificado da sigmoide de Gompertz (R2 ≈ 0,99). Os valores de rendimento acumulado de metano variaram entre 190,77 e 1729,80 mLCH4/gSV. Os melhores rendimentos foram observados nos reatores que utilizaram proporção Silagem:Vinhaça igual a 25:75, tempo de ensilagem entre 80 e 120 dias, e solução de pré-tratamento com NaOH 2,25%m/v a 4,00%m/v. Segundo a ANOVA, a proporção entre substratos foi o único fator com efeito significativo (p < 0,05) sobre o rendimento metanogênico acumulado. O modelo de regressão proposto para estimativa do rendimento, em função dos fatores adotados, apresentou alto coeficiente de regressão (R² = 0,93). Espera-se que os resultados contribuam para a otimização e a implantação, em maior escala, de projetos de geração de bioenergia a partir do tratamento anaeróbio de vinhaça de cana-de-açúcar e silagem de capim-elefante.
Abstract: The use of biomass as a substrate in anaerobic digestion for energy production purposes has been highlighted in the last three decades, considering climate emergency and the impacts arising from non-renewable energy sources. In this context, sugarcane vinasse and elephant grass have significant potential for biogas production, but their application via anaerobic co-digestion has been little investigated. Therefore, the aim of this study was to evaluate the methane yield of the co-digestion of these substrates in batch reactors, using Box-Behnken experimental design. The adopted factors were ensiling time of elephant grass (40, 80 and 120 days), silage:vinasse ratio (25:75, 50:50 and 75:25), and concentration of alkaline pretreatment of elephant grass (NaOH 0.5%, 2.25% and 4%w/v). Most reactors showed COD and carbohydrate removal greater than 60%, indicating significant removal of organic matter and efficiency of anaerobic digestion. Cumulative methane production data was properly fitted to the modified Gompertz sigmoid model (R2 ≈ 0.99). Cumulative methane yield values ranged from 190.77 to 1,729.80 mLCH4/gSV. The highest yields were observed in the reactors which used silage:vinasse ratio equal to 25:75, ensiling time between 80 and 120 days, and pre-treatment solution of NaOH 2.25%w/v to 4.00%w/v. According to ANOVA, proportion between substrates was the only factor with a significant effect (p < 0.05) on cumulative methane yield. The regression model proposed to estimate the yield as a function of the adopted factors showed a high regression coefficient (R² = 0.93). It is expected that the results will contribute to the optimization and implementation, on a larger scale, of bioenergy generation projects from the anaerobic treatment of sugarcane vinasse and elephant grass silage.
Palavras-chave: Codigestão anaeróbia
Capim-elefante
Vinhaça
Silagem
Planejamento Box-Behnken
Anaerobic codigestion
Napier grass
Vinasse
Ensilage
Box-Behnken
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
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: DOMINGOS, Heloisa Vital. Produção metanogênica a partir da codigestão anaeróbia de silagem de capim - elefante com vinhaça em reator em batelada. 2023. 109 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, 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11798
Data do documento: 26-ago-2022
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