Production of biogas from crude glycerol using ultrasound as pretreatment in a batch reactor

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zschach, Lis Geraldine
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/22122
Resumo: Mestrado de dupla diplomação com a Universidad Nacional de Missiones
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spelling Production of biogas from crude glycerol using ultrasound as pretreatment in a batch reactorBiogasCrude glycerolUltrasound pretreatmentAnaerobic digestionDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia QuímicaMestrado de dupla diplomação com a Universidad Nacional de MissionesGlobal energy supply is based on petroleum derivative. Scarcity of natural sources and environmental concerns are problems associated to the energy supply as well as its increasing demand. These problems can be solved by using more renewable sources. Biofuels as biogas have the potential to provide energy and decrease environmental emissions. Studies made before, says that crude glycerol from biodiesel production process can be used to produce biogas by anaerobic digestion process. In order to improve biogas volume and its quality, pretreatments to the substrate are being studied. The aim of this work is to study the effect of ultrasound, a mechanical pretreatment, in crude glycerol to produce biogas. The volume of biogas and methane produced was measured, the last to evaluate the quality of biogas, to assess the main effect of pretreatment on anaerobic digestion. They were carried out in batch reactors under mesophilic conditions (37 ° C). Different pretreatment times with ultrasound (15 and 30 minutes) of glycerol treatment were tested and compared with untreated glycerol. For biogas production, measurement was made by moving with its pressure the plunger of a syringe. Methane production by washing the biogas in sodium hydroxide (3%). Characterization tests were also performed on the inoculum and the substrate. As an inoculum, the activated sludge from septic tanks in the rural area of Bragança was used. Substrate was the crude glycerol from biodiesel production process of the Biofuels Laboratory of the School of Technology and Management of IPB. Results shows the maximum production of biogas of 2012 ml that was produced by the crude glycerol pretreated with 30 minutes of ultrasound. It was followed by the one that had 15 minutes of pretreatment with a performance of 1356.6 ml of biogas against the untreated one that presented 1010.5 ml. Measurements of methane volume showed that the 30 minutes treatment had the maximum performance of 13184.7 ml of methane. With this time of pretreatment was performed the mesoscale, in a system with a 7 l reactor built under mesophilic conditions. A mixing and a heating system were connected to the reactor and pH adjusted. Biogas was washed in sodium hydroxide and methane production was daily measured. It achieved 16224 ml of methane. Therefore, it can be concluded that ultrasound treatment improves biogas production.O suprimento global de energia é baseado em derivados de petróleo. A escassez de fontes naturais e as preocupações ambientais são problemas associados ao suprimento de energia e à crescente demanda. Esses problemas podem ser resolvidos usando mais fontes renováveis. Os biocombustíveis como biogás têm o potencial de fornecer energia e diminuir as emissões ambientais. Estudos feitos anteriormente afirmam que o glicerol bruto do processo de produção de biodiesel pode ser usado para produzir biogás pelo processo de digestão anaeróbica. Para melhorar o volume de biogás e sua qualidade, estão sendo estudados prétratamentos para o substrato. O objetivo deste trabalho é estudar o efeito do ultrassom, um pré-tratamento mecânico, no glicerol bruto para produzir biogás. O volume de biogás e metano produzido foi medido, o último a avaliar a qualidade do biogás, para avaliar o principal efeito do pré-tratamento na digestão anaeróbica. Eles foram realizados em reatores descontínuos em condições mesofílicas (37 ° C). Diferentes tempos de pré-tratamento com ultra-som (15 e 30 minutos) de tratamento com glicerol foram testados e comparados com glicerol não tratado. Para a produção de biogás, a medição foi feita movendo com sua pressão o êmbolo de uma seringa. Produção de metano lavando o biogás em hidróxido de sódio (3%). Também foram realizados testes de caracterização no inóculo e no substrato. Como inóculo, foi utilizado o lodo ativado de fossas sépticas na área rural de Bragança. O substrato foi o glicerol bruto do processo de produção de biodiesel do Laboratório de Biocombustíveis da Escola de Tecnologia e Gestão do IPB. Os resultados mostram a produção máxima de biogás de 2012 ml produzida pelo glicerol bruto pré-tratado com 30 minutos de ultra-som. Seguiu-se aquele que realizou 15 minutos de pré-tratamento com desempenho de 1356,6 ml de biogás contra o não tratado que apresentou 1010,5 ml. Medições do volume de metano mostraram que o tratamento de 30 minutos teve o desempenho máximo de 13184,7 ml de metano. Com esse período de prétratamento foi realizada a mesoescala, em um sistema com um reator de 7 l construído em condições mesofílicas. Uma mistura e um sistema de aquecimento foram conectados ao reator e o pH ajustado. O biogás foi lavado em hidróxido de sódio e a produção de metano foi medida diariamente. Atingiu 16224 ml de metano. Portanto, pode-se concluir que o tratamento com ultrassom melhora a produção de biogás.This work was financially supported by the project UID/EQU/50020/2019 Associate Laboratory LSRE-LCM- funded by national funds through the Foundation for Science and Technology (FCT) and the Ministry of Science, Technology and Higher Education (MCTES) (PIDDAC).Martins, RamiroGalián, CarlosKreutz, CristianeBiblioteca Digital do IPBZschach, Lis Geraldine2020-06-19T09:26:55Z202020182020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/22122TID:202486605enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T10:49:50Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/22122Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:13:29.834504Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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