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: Tese
Título: Codigestão do caldo de capim elefante BRS-Capiaçu com efluente de suinocultura visando a produção de metano
Autor(es): Gois, Georgia Nayane Silva Belo
Primeiro Orientador: Amorim, Eduardo Lucena Cavalcante de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silva, Carlos Eduardo de Farias
metadata.dc.contributor.referee1: Ribeiro, Livia Maria de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee2: Brandao, Rodolfo Junqueira
metadata.dc.contributor.referee3: Peiter, Fernanda Santana
metadata.dc.contributor.referee4: Amorim, Norma Candida dos Santos
Resumo: Os resíduos gerados nas atividades agrícolas ou da agropecuária são fontes promissoras para produção de energia renovável. Atualmente a procura pela produção de biocombustíveis vêm crescendo e analisando o mercado agrícola e industrial brasileiro, observa-se a crescente produção de capim elefante e o consumo de carne suína. O capim elefante é uma biomassa energética vastamente utilizada para produção de briquetes e pellets, sendo o caldo do capim um resíduo resultante dessa produção. Os altos índices de nitrogênio presentes no efluente de suinocultura e o alto teor de carbono no caldo do capim elefante, podem representar uma combinação favorável para o processo de codigestão anaeróbia visando a produção de biogás. O objetivo deste estudo foi realizar a codigestão do capim elefante (BRS-Capiaçu) (CC) e efluente de suinocultura (ES) visando a produção de metano. A pesquisa foi realizada em reatores do tipo batelada. Em uma primeira etapa (E1) sem a adição de alcalinizante, realizouse um planejamento de mistura Simplex Lattice, onde fixou a DQOapl em 4,0 g/L e variou-se as composições de mistura (0:100, 20:80, 40:60, 60:40, 80:20, 100:0, CC:ES) para avaliar os ajustes ao modelo linear e quadrático. Na segunda etapa (E2) com a adição de bicarbonato de sódio, foi utilizado um planejamento experimental 23 com condições onde variou-se (4,0- 8,0gDQOapl/L;0,0-0,20g/g CNaHCO3; 40:60-20:80 CC:ES), para avaliar o modelo linear. Na E1, os resultados mostraram eficiência de remoção de carboidratos entre 42 e 72,48%, de DQO entre 18,78 e 53,82% e de SVT entre 34,81 e 54,78%. A maior produção acumulada de metano foi referente a monodigestão do efluente de suinocultura com 2.728,11 mLCH4 e em segundo 2.235,49 mLCH4 na condição 20:80. Ainda na mesma condição, foram obtidos os valores máximos de rendimento e taxa de produção volumétrica de 3.921,90 mL-CH4/gDQOapl e 98,11 mL-CH4/(gDQOapl.d), respectivamente. O modelo quadrático teve o melhor ajuste em comparação ao linear e verificou-se que houve uma interação sinérgica entre si. Já na segunda etapa (E2), o sistema apresentou um melhor resultado em comum referente a remoção de DQO, carboidratos e SVT na condição experimental F8 (8gDQO/L;0,2gNaHCO3/g;40:60), com 76,09, 95,08 e 75,97%, respectivamente. Ainda na mesma condição, a maior produção cumulativa de metano foi de 2.637,39 mLCH4 e alcançou um rendimento e taxa de produção volumétrica de 2.090,22 mLCH4/gDQOapl e 40,32 mL-CH4/(g-DQOapl.d), respectivamente. Verificou-se na E2 que a presença do bicarbonato de sódio foi primordial para o tamponamento do meio reacional, visto o pH se manteve na faixa adequada nas condições experimentais que o alcalinizante estava adicionado. O modelo linear obteve melhor ajuste para o potencial máximo e para fase lag. Diante disso, conclui-se que a tecnologia de codigestão anaeróbia foi satisfatória visto que, a digestibilidade dos resíduos envolvidos, o efluente de suinocultura (ricos em nitrogênio) e o caldo do capim elefante (alto teor de carbono), foi positiva para o tratamento de ambos e para a produção de metano.
Abstract: Waste generated in agricultural or farming activities are promising sources for the production of renewable energy. Currently, the demand for the production of biofuels is growing and analyzing the Brazilian agricultural and industrial market, we can observe the growing production of elephant grass and the consumption of pork. Elephant grass is an energetic biomass widely used for the production of briquettes and pellets, with the grass juice being a residue resulting from this production. The high levels of nitrogen present in swine effluent and the high carbon content in the elephant grass broth may represent a favorable combination for the anaerobic co-digestion process aiming at the production of biogas. The objective of this study was to carry out the co-digestion of elephant grass (BRS-Capiaçu) (CC) and swine effluent (ES) aiming at the production of methane. The research was carried out in batch-type reactors. In a first stage (E1) without the addition of alkalinizer, a Simplex Lattice mixture planning was carried out, where the COD apl was set at 4.0 g/L and the mixture compositions were varied (0:100, 20:80, 40:60, 60:40, 80:20, 100:0, CC:ES) to evaluate the fits to the linear and quadratic model. In the second stage (E2) with the addition of sodium bicarbonate, an experimental design 23 was used with conditions where it varied (4.0-8.0gDQOapl/L; 0.0- 0.20g/g CNaHCO3; 40: 60-20:80 CC:ES), to evaluate the linear model. In E1, the results showed carbohydrate removal efficiency between 42 and 72.48%, COD between 18.78 and 53.82% and SVT between 34.81 and 54.78%. The highest accumulated methane production was related to the monodigestion of swine effluent with 2,728.11 mLCH4 and secondly 2,235.49 mLCH4 in the 20:80 condition. Still under the same condition, maximum yield and volumetric production rate values of 3,921.90 mL-CH4/gDQOapl and 98.11 mLCH4/(gDQOapl.d) were obtained, respectively. The quadratic model had the best fit compared to the linear model and it was found that there was a synergistic interaction between them. It was found in E2 that the presence of sodium bicarbonate was essential for buffering the reaction medium, as the pH remained in the appropriate range under the experimental conditions in which the alkalinizer was added. The linear model obtained a better fit for the maximum potential and lag phase. In view of this, it is concluded that the anaerobic co-digestion technology was satisfactory since the digestibility of the residues involved, the swine effluent (rich in nitrogen) and the elephant grass broth (high carbon content), was positive for the treatment. of both and for the production of methane.
Palavras-chave: Resíduos agropecuários
Biomassa energética
Bicarbonato de sódio
Simplex lattice
Codigestão anaeróbia
Agricultural residue
Energy biomass
Sodium bicarbonate
Anaerobic codigestion
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: GOIS, Georgia Nayane Silva Belo. Codigestão do caldo de capim elefante BRS-Capiaçu com efluente de suinocultura visando a produção de metano. 2024. 99 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13894
Data do documento: 16-nov-2023
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