Modelagem de biodigestor para produção de biogás a partir de resíduos lignocelulósicos

• Autor(a) principal: Siqueira, Diane Frauches
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/13839
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::TRATAMENTOS E APROVEITAMENTO DE REJEITOS; Modelos matemáticos; Biodigestores; Biogás; Resíduos industriais; Biorreatores

O processo de digestão anaeróbia (DA) realiza a conversão de resíduos orgânicos de diversas indústrias a biogás, um substituto do metano de origem fóssil, e que apresenta menor geração de CO2 na sua cadeia de produção. Entretanto, a complexidade da microbiota e dos substratos utilizados, juntamente com o alto número de variáveis e o difícil controle do processo, representam barreiras na condução de um processo eficiente. Para melhor prever os resultados da DA, a utilização de modelos matemáticos tem se provado uma forma mais rápida e eficiente para avaliar diferentes condições de reação. Neste trabalho, foi realizada a modelagem de um processo de DA de uma solução sintética que simulou o hidrolisado hemicelulósico da palha de sorgo. A partir da análise dos dados experimentais, 3 grupos de bateladas semelhantes foram determinados de acordo com a razão de arqueias metanogênicas/ácidos graxos voláteis (AGV). Cada grupo gerou um conjunto de parâmetros ideais a serem utilizados nas simulações. Ao analisar o uso de um modelo em 1 e 2 etapas, nos quais as etapas acidogênica e metanogênica ocorrem simultaneamente em um único reator ou em reatores separados, foi observado que o modelo em 1 etapa melhor se ajustou aos dados experimentais. Além disso, foi avaliada a influência da temperatura e de diferentes tempos de reação no rendimento de metano. A temperatura de 45ºC e um tempo de reação de 4 dias produziu um total de 5,5L de metano (1,38 L/d), sendo a melhor condição apontada pelo modelo.