Simulação do desempenho de diferentes sistemas de reatores para processos anaeróbicos de produção de biogás
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFFS (Repositório Digital da UFFS) |
Texto Completo: | https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/687 |
Resumo: | Atualmente, o manejo e tratamento inadequado dos dejetos provenientes da suinocultura trazem consigo sérios problemas ambientais. Com o intuito de solucionar esses agravantes, há uma vasta gama de tratamentos, entre eles destaca-se a digestão anaeróbia. Os digestores anaeróbios, através dos microrganismos, convertem a matéria orgânica em dióxido de carbono e metano, na forma de biogás. Para uma melhor otimização dos reatores anaeróbios, modelagens e estudos matemáticos têm sido realizados. O presente trabalho constitui na caracterização e modelagem de reatores anaeróbios utilizando dejetos suínos a partir do estudo cinético elaborado por Chen (1983) e Chen e Hashimoto (1978), os quais utilizaram o modelo de Contois (1959) para a velocidade específica de crescimento celular e após determinaram os parâmetros cinéticos. Foramestudados um reator agitado de mistura perfeita (CSTR), um reator não ideal identificado como um sistema de dois reatores em série com volumes variáveis, e ainda foram estudados os reatores com e sem reciclo de biomassa celular. O desempenho dos reatores anaeróbios foi comparado com base na conversão de substrato e determinação da produção de gás para diferentes tempos de residência empregados, e assim discutido a eficiência de um sistema de reator CSTR simples com reciclo de biomassa, pois devido ao fato de que os microrganismos ainda encontram-se ativos na saída do sistema, eles podem ser reutilizados e, por conseguinte, causam o aumento de desempenho do reator. |
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O presente trabalho constitui na caracterização e modelagem de reatores anaeróbios utilizando dejetos suínos a partir do estudo cinético elaborado por Chen (1983) e Chen e Hashimoto (1978), os quais utilizaram o modelo de Contois (1959) para a velocidade específica de crescimento celular e após determinaram os parâmetros cinéticos. Foramestudados um reator agitado de mistura perfeita (CSTR), um reator não ideal identificado como um sistema de dois reatores em série com volumes variáveis, e ainda foram estudados os reatores com e sem reciclo de biomassa celular. O desempenho dos reatores anaeróbios foi comparado com base na conversão de substrato e determinação da produção de gás para diferentes tempos de residência empregados, e assim discutido a eficiência de um sistema de reator CSTR simples com reciclo de biomassa, pois devido ao fato de que os microrganismos ainda encontram-se ativos na saída do sistema, eles podem ser reutilizados e, por conseguinte, causam o aumento de desempenho do reator.Currently, the inadequate management and treatment of swine manure brings with it serious environmental problems. In order to solve the environmental aggravating factors, there is a wide range of treatments, such as anaerobic digestion. Anaerobic digesters through microorganisms, convert organic matter into carbon dioxide and methane, in the form of biogas. For better optimization of anaerobic reactors, mathematical studies have been performed. The present work constitutes in the characterization and modeling of anaerobic reactors using swine manure from the kinetic study elaborated by Chen (1983) and Chen and Hashimoto (1978), who used the model of Contois (1959) for the specific rate of cell growth and after that, they determined the kinetic parameters. A Continuos stirred tank reactor (CSTR), a non-ideal reactor identified as a system of two reactors in series with variable volumes was studied and also the reactors with and without recycle of cell biomass were studied. The performance of anaerobic reactors was compared based on substrate conversion and gas production determination for different residence times employed. Also, the efficiency of a simple CSTR reactor system with biomass recycle was discussed, it is very important due to the fact that the microorganisms are still active at the exit of the system, they can be reused and, therefore, they cause increased reactor performance.Submitted by Rafael Pinheiro de Almeida (rafael.almeida@uffs.edu.br) on 2017-07-05T18:50:51Z No. of bitstreams: 1 OLIVEIRA.pdf: 1184899 bytes, checksum: 2900f7ba68fc43b92afec927891224d5 (MD5)Approved for entry into archive by Diego dos Santos Borba (dborba@uffs.edu.br) on 2017-07-07T13:19:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 OLIVEIRA.pdf: 1184899 bytes, checksum: 2900f7ba68fc43b92afec927891224d5 (MD5)Made available in DSpace on 2017-07-07T13:19:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OLIVEIRA.pdf: 1184899 bytes, checksum: 2900f7ba68fc43b92afec927891224d5 (MD5) Previous issue date: 2016-12-16porUniversidade Federal da Fronteira SulUFFSBrasilCampus Cerro LargoSuinoculturaProcessos anaeróbicosBiogásMeio ambienteImpactos ambientaisSuínosSimulação do desempenho de diferentes sistemas de reatores para processos anaeróbicos de produção de biogásinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFFS (Repositório Digital da UFFS)instname:Universidade Federal Fronteira do Sul (UFFS)instacron:UFFSLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://rd.uffs.edu.br:8443/bitstream/prefix/687/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52ORIGINALOLIVEIRA.pdfOLIVEIRA.pdfapplication/pdf1184899https://rd.uffs.edu.br:8443/bitstream/prefix/687/1/OLIVEIRA.pdf2900f7ba68fc43b92afec927891224d5MD51prefix/6872017-07-07 10:19:17.148oai:rd.uffs.edu.br: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ório InstitucionalPUBhttps://rd.uffs.edu.br/oai/requestopendoar:39242017-07-07T13:19:17Repositório Institucional da UFFS (Repositório Digital da UFFS) - Universidade Federal Fronteira do Sul (UFFS)false |
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