Análise exergética da vinhaça para produção de biogás

• Autor(a) principal: Souza, Rita de Cássia Pereira de
• Data de Publicação: 2018
• 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/1/12135
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA; Destilação - Indústria - Subprodutos; Força e energia; Biogás; Digestão anaeróbia; Distilling industries - By-products; Force and energy; Biogas

A vinhaça é um líquido residual originado na destilação fracionada do fermentado por leveduras do caldo da cana-de-açúcar, melaço ou misto de ambos. Devido as suas características físico-químicas e a grande quantidade produzida, apresenta-se como o resíduo que demanda maior preocupação com a destinação final. Em meio as alternativas para o descarte da vinhaça, a digestão anaeróbia se destaca, dada a capacidade de diminuir a concentração de matéria orgânica e neutralizar o pH desse efluente, mantendo suas características fertilizantes, além de produzir biogás que pode suprir demandas de calor e/ou eletricidade, dentre outras possibilidades. A composição variável da vinhaça, bem como a natureza distinta dos processos envolvidos (biológicos, térmicos, químicos e mecânicos) dificulta a avaliação da eficiência de conversão e geração de potência da mesma. Neste contexto, este trabalho propõe uma análise exergética do processo de recuperação da vinhaça via biodigestão anaeróbia e produção de biogás. Para isso modelou-se um Reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) no software Microsoft Office Excel®, e utilizou-se equações termodinâmicas para avaliar seu potencial energético e a sua eficiência exergética. Deste modo, os resultados obtidos indicam que o tratamento anaeróbio pode recuperar uma significativa parcela da exergia contida na vinhaça (10.336,5 GJ), após o tratamento da mesma (4.912,8 GJ em forma de biogás e 410,4 GJ efluente tratado - podendo ser utilizado como fertilizante nas lavouras). A exergia destruída neste processo se dá pelo resfriamento da vinhaça antes de entrar no reator UASB (166 GJ) e pela produção de lodo, somada a irreversibilidades do processo (5.013,2 GJ). A eficiência exergética do processo foi de 51%, e a taxa total de poluição, que caracteriza a destruição exergética no meio ambiente, foi de 0,94, sendo que até o valor de 1,0 temos um fator satisfatório, influenciado apenas pelas irreversibilidades o processo. Ambos considerando o efluente tratado e o biogás como produto útil. De forma geral, a análise dos resultados mostrou que a metodologia proposta é uma ferramenta útil na avaliação e comparação do desempenho ambiental no tratamento de efluentes.