Avaliação de biodigestores em escala de bancada para geração de biogás de resíduos orgânicos

• Autor(a) principal: Esteves, Rafael Costa
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/20325
• topic: Biomassas residuais; Biodigestores; Biogás; Produção; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS BIOQUIMICOS

Biomassas residuais das mais diversas atividades (detritos de animais, resíduos de esgoto, aterro sanitário, restos de comida, entre outros) possuem grande potencial de aproveitamento, como para geração de biogás em substituição do gás natural e a produção de biofertilizantes. Os biodigestores são equipamentos de operação e construção simples, que podem ser continuamente alimentados com biomassa residual, contribuindo para o aproveitamento energético dos resíduos e consequente gestão ambiental assim como a redução de impactos ambientais ocasionados pelo armazenamento inadequado desses recursos. O biogás é uma mistura de dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4), produzido a partir da biodigestão anaeróbica de matéria orgânica; esse biocombustível gasoso pode ser utilizado em fogões, motores e geradores de energia elétrica em substituição ao gás natural derivado de petróleo. Outro biocombustível difundido na matriz energética brasileira é o biodiesel, que tem como subproduto de sua reação de produção o glicerol. Esse componente é uma biomassa residual com alta disponibilidade de carbono facilmente degradável e, por isso, espera-se que sua adição a um sistema de biodigestão melhore o rendimento do processo de degradação e a qualidade do biogás gerado em termos de teor de metano. Apesar do metano ser considerado mais poluente do que o gás carbônico proveniente da queima de combustíveis fósseis, seu aproveitamento representa uma destinação mais sustentável aos resíduos orgânicos, impedindo que este gás poluente seja liberado para a atmosfera. Um processo de biodigestão eficiente depende de uma série de fatores, como inóculo, matéria-prima, pH, entre outros e, dessa forma, é importante entender como cada variável influencia no processo. Sendo assim, a proposta deste trabalho é estudar o processo de biodigestão da matéria-prima orgânica, utilizando reatores anaeróbicos em escala de bancada, controlando-se as variáveis de processo. Foram testadas três configurações de biodigestores, uma com 250mL de volume total onde foi estudada a melhor condição de operação para ser implementada em biodigestores maiores; outra com 3L de volume total e outra com 10L de volume total. Nos biodigestores de 250mL os melhores resultados foram de 9,21% de metano na condição sem agitação e com aquecimento de 35ºC, sendo esta a melhor condição estudada. Os resultados dos experimentos de 3L e 10L foram uma produção de metano maior nos biodigestores onde glicerol foi adicionado. Nos de 3L o percentual máximo de metano com adição do glicerol foi de 68,2% e sem adição foi de 47,8% o que representa uma potencialização de 42,6%, já nos biodigestores de 10L o percentual máximo de metano com adição de glicerol foi de 59,0% e sem adição foi de 51,8% representando uma potencialização de 13,9%. Comprovando que a adição de glicerol residual aumenta o percentual de metano no biogás.