Propostas de métodos de mitigação de espuma na produção de biogás em biodigestores industriais: um estudo sobre o estado da arte

• Autor(a) principal: Miura, Tiffani Mayumi
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27483
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Biogás; Digestão anaeróbia; Biodigestores; Nitrogênio; Amônia; Biogas; Anaerobic Digestion; Biodigesters; Nitrogen; Ammonia

O processo de biodigestão anaeróbica de materiais orgânicos de diversas origens é capaz de produzir uma mistura de gases, cuja maior parte é metano, chamada de biogás. O processo é constituído de 4 reações complexas categorizadas como hidrólise, acidogênese, acetogênese e a metanogênese, o que torna difícil seu controle operacional. Devido à instabilidade no processo ocasionada por diversos fatores, as etapas de formação do biogás podem ser prejudicadas e interrompidas, gerando acúmulo de subprodutos intermediários, como ácidos voláteis e gases nitrogenados, aumentando a tensão superficial do digestato, confinando o biogás produzido e provocando a formação de bolhas com consequente geração de espuma. A geração excessiva de espuma é um problema recorrente e prejudica os equipamentos do processo, causando o bloqueio de válvulas de segurança e até mesmo o rompimento do biodigestor, podendo afetar a produção de biogás em até 40%. Este estudo tem por objetivo encontrar as possíveis causas por meio de um estudo do estado da arte, para então propor planos de ação para identificar formas de mitigar a formação de espuma. Na avaliação do estado da arte, identificou-se que o tema é recente na comunidade acadêmica, iniciando os estudos sobre espuma apenas no século XXI. Na maioria, os artigos se concentram em identificar a influência da composição do digestato e dos principais parâmetros operacionais, como temperatura e agitação. Com base nessas informações foram propostas sete ações pela metodologia do 5W2H, onde foram avaliados cada parâmetro operacional da planta de biogás. Em testes preliminares, identificou-se uma relação direta entre a concentração de nitrogênio amoniacal do digestato com o nitrogênio no biogás. Ademais, em testes experimentais foi observado que a temperatura e as condições do digestato têm alta influência na altura e na consistência da espuma, obtendo uma altura de 1,7 e 0,7 cm nos testes em branco sem nitrogênio, realizado no dia e na manhã seguinte a coleta da amostra de digestato, respectivamente.