Processo e viabilidade da recuperação de amônia liberada de cama de aviário

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silveira, Klever Cristiano
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Solos e Nutrição de Plantas
• Palavras-chave em Português: Amônia com fertilizante; Amônia - Síntese; Adubos e fertilizantes orgânicos; CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO::FERTILIDADE DO SOLO E ADUBACAO
• Link de acesso: https://locus.ufv.br/handle/123456789/33639; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2024.216

Apesar de ser um dos principais players da produção mundial de alimentos, o Brasil importa entre 85 a 90 % dos fertilizantes que utiliza na agricultura. Portanto, o principal gargalo do mercado nacional de fertilizantes é a dependência das importações. Uma alternativa, para fertilizantes nitrogenados, é a recuperação da amônia (NH3) em sistemas industriais e agroindustriais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver processo para recuperar NH3 por meio de amonização de ácidos e avaliar viabilidade técnica e econômica de implantação de planta piloto de produção de fertilizantes na cidade de Viçosa-MG. No capítulo 1 foram descritos 2 experimentos, sendo que no primeiro experimento desenvolveu-se um sistema para produzir amônia pela destilação de (NH4)2SO4 com intuito de definir as concentrações das soluções de H3PO4, H2SO4 e mistura de H3PO4 + H2SO4 que variaram de 4,0 a 14,38 mol L-1. Maior viabilidade no processo de amonização, máxima captura de N-NH3, foi obtida com H3PO4 9,0 mol L-1; H2SO4 9,6 mol L-1 e H3PO4 + H2SO4 9,0 mol L-1 . No segundo experimento, desenvolveu-se um protótipo capaz de recuperar NH3 de resíduos industriais e agroindustriais. Utilizou-se como fonte de NH3 a cama de aviário, obtida de galpões do sistema dark house, acondicionada em reatores de amonificação. A amônia foi carreada por fluxo continuo de ar e borbulhada em recipientes contendo as soluções de H3PO4 9,0 mol L-1, H2SO4 9,6 mol L-1 e H2SO4b 1,19 mol L-1 (ácido sulfúrico biogênico, obtido pela oxidação de enxofre elementar por Acidithiobacillus thiooxidans), H3PO4 + H2SO4 (4,5 mol L-1 para ambos os ácidos), H3PO4 + H2SO4 (2,38 e 1,19 mol L-1, nesta ordem) e HNO3 4,0 mol L- 1. O protótipo apresentou eficiência de amonização de 93 a 100%, demonstrando aptidão para uso de resíduo sólido de agroindústrias e resíduo líquido de indústrias. Valores de pH, teores de N, P, S e picos característicos de fases minerais dos sais sintetizados, quando comparado aos reagentes analíticos NH4H2PO4, (NH4)2HPO4, NH4SO4 e NH4NO3, confirmaram a formação dessas fases pela amonização. Os difratogramas de raios X da mistura de H3PO4 + H2SO4, indicaram a síntese de sal composto por NH4H2PO4, (NH4)2HPO4, e (NH4)2SO4, e adicionalmente, confirma a hipótese da síntese dos sais Diamônio fosfato sulfato (DAFS), Triamônio fosfato sulfato (T3AFS) ou Tetramônio fosfato sulfato (T4AFS). No capítulo 2, realizou-se estudo de viabilidade técnica e econômica para implantação de uma planta piloto de recuperação de NH3 e produção de fertilizantes organominerais a partir de resíduos industriais e agroindustriais na cidade de Viçosa- MG. Para a produção, utilizou-se como resíduo fonte de amônia a cama de aviário, sendo processada em reatores de amonificação e ao final do processo, obtido fertilizantes fluidos e sólido (fertilizante organomineral). O estudo de validação de mercado identificou a potencial aceitação dos produtos para cultivos de café, milho e olerícolas na região de Viçosa-MG. Para tanto, foram entrevistados 17 produtores, dos quais 90% utilizam fertilizantes inorgânicos (N, P e K) e 50% utilizam fertilizantes orgânicos da própria propriedade. O fertilizante organomineral (FO) apresentou custo de produção de R$ kg-1 = 1,96, com valor de venda de R$ kg-1 = 2,50, portanto com margem de lucro de 20%. O fertilizante líquido (FL) apresentou um custo de produção de R$4,05 L-1 e valor de venda de R$16,21 L-1 . Com processamento mensal médio no Ano 1 de 82 t do FO e 10 m³ do FL, estima-se faturamento de R$ 4,3 milhões. No Ano 2 com processamento mensal de 107 t do FO e 12 m³ de Aqua estima-se faturamento de R$ 5,4 milhões e no Ano 3, com 129 t mês-1 de FO e 13,6 m³ mês-1 de Aqua projeta-se um faturamento de R$ 8,2 milhões. Os indicadores de fluxo de caixa (TMA de 12%) indicaram a viabilidade de investimento, sendo esta maior que a taxa SELIC avaliada durante o estudo (2022). Com um TIR (Taxa interna de retorno) de 34% e VPL (Valor presente líquido) de R$206.045,39 que indicou o potencial ganho de investimento na fábrica e TRC (Breaken even/PayBack) de 1 ano e 11 mês. RBC%, obteve um resultado de 11%, onde a cada R$1,00 investido é esperado retorno de R$1,11. A partir dos trabalhos desenvolvidos, conclui-se que é possível recuperar amônia volatilizada de diferentes sistemas, seja agroindustrial ou industrial. Neste mesmo sentido, é possível produzir sais de valor agronômico com diferentes garantias nutricionais que podem ser customizados e aplicados as diferentes culturas agrícolas. Da mesma forma conclui-se a potencialidade de escalonar economicamente o processo de recuperação e produzir fertilizantes organominerais e soluções para aplicação foliar. Palavras Chaves: Recuperação de amônia. Fertilizantes. Organomineral.