Avaliação de diferentes pré-tratamentos sobre caule de milho visando sua aplicação na produção de biogás

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Venturin, Bruno
• Orientador(a): Treichel, Helen, Kunz, Airton
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Fronteira Sul
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
• Departamento: Campus Erechim
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Caule de milho; Pré-tratamento; Lignocelulósico; Co-digestão; Dejeto suíno; Biogás
• Link de acesso: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/1815

A necessidade de fontes energéticas renováveis é evidente nos dias de hoje, visto que os combustíveis derivados do petróleo são fontes esgotáveis. A biomassa lignocelulósica é uma fonte promissora de energia, pois possui alto teor de celulose, a qual pode ser convertida a biogás. Atualmente, a produção de biogás está associada ao tratamento de um dos grandes problemas da suinocultura no Brasil, o gerenciamento da elevada concentração de efluente gerado pelos sistemas de produção de animais confinados. Neste trabalho, primeiramente avaliou-se diferentes tipos de pré-tratamentos sobre uma matéria prima lignocelulósica, o caule de milho (Zea mays), utilizando metodologia de planejamento de experimentos e posteriormente investigou-se o potencial de produção de biogás através da co-digestão com dejeto suíno. O pré-tratamento com H2SO4 teve uma remoção significativa da fração de hemicelulose usando baixas concentrações de ácido (0,75% v.v-1). Porém, por também aumentar a fração de lignina na biomassa, esta técnica não é adequada para posterior produção de biogás, pois acaba inibindo o processo de co-digestão. Já o pré-tratamento com H2O2 alcalino (pH 11,5) conseguiu um aumento da fração de celulose de 73,4% e uma redução de 71,6% no teor de lignina. Utilizando 12% (v.v-1) de H2O2, 58 ºC de temperatura do agitador orbital, agitação de 130 rpm e concentração de sólidos de 3% (3 g de massa seca em 100 mL de solução) por 58 min. Este pré-tratamento é recomendado para produção de biogás, pois conseguiu-se aumentar o volume final de biogás em 22%, bem como reduzir em um terço o tempo de digestão, em comparação com a biomassa não tratada. Não houve diferença significativa entre a utilização do material contendo todos os tamanhos de partículas e o material com apenas o tamanho de partícula mais abundante (0,890 mm). O sistema de ultrassom com potência máxima de irradiação de 132 W, não é indicado para realização de pré-tratamentos, pois não promove alterações na composição estrutural do caule de milho. Ao final deste estudo obteve-se uma alternativa promissora para que os carboidratos presentes nesta biomassa estivessem mais acessíveis para a digestão anaeróbia e como consequência o aumento da produção de biogás.