Avaliação da geração de biogás através da co-digestão anaeróbia de resíduos de casca de laranja e glicerol bruto

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Guedes, Maria Teresa de Jesus Camelo
• Orientador(a): Silva, Maria Cristina de Almeida
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Biocombustíveis; Resíduos agroindustriais; Digestão anaeróbia; Casca de laranja; Biogás
• Palavras-chave em Inglês: Biogas; Anaerobic co-digestion; D-limonene; Biochemical Biogas Potential; Biochemical Methane Potential; Agroindustrial wastes; Single-stage system; Two-stage system
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/265913

Neste trabalho, foram utilizados resíduos de casca de laranja (RCL) e glicerol bruto (GB), proveniente do processo de geração de biodiesel, em processo de digestão anaeróbia (DA), uma vez que o Brasil se destaca como o maior produtor de laranjas e de biodiesel do mundo. Ambos os resíduos têm potencial para serem utilizados na DA, entretanto, o composto D-limoneno, que está presente nos RCL, é considerado um inibidor para o processo anaeróbio. Para minimizar este efeito inibitório, pode-se utilizar os dois resíduos, em um processo de codigestão anaeróbia em dois estágios. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a geração de biogás através da co-digestão anaeróbia de RCL e de GB. Para isto, o estudo experimental foi realizado em duas etapas principais. Na Etapa 1, foi determinado o Potencial Bioquímico do Biogás (PBB) e do Potencial Bioquímico do Metano (PBM) dos resíduos separadamente e mixados, em sistema de estágio único (Fase metanogênica) e em sistema duplo estágio (Fase acidogênica e metanogênica), em batelada, seguindo a norma alemã VDI 4630. Na Etapa 2, foi analisado o emprego da etapa acidogênica para eliminação do pré-tratamento do D-limoneno, bem como foi avaliada a estabilidade da co-digestão anaeróbia de RCL e GB em sistema de estágio único (M1), e em sistema de dois estágios, formado por reator acidogênico (AC) e metanogênico (M2). Os sistemas foram operados por 60 dias em temperatura mesofílica (35 ºC) com aumento da carga orgânica volumétrica (COV). A composição física e química dos conteúdos dos reatores e do biogás foram determinadas para avaliar a estabilidade do processo. Na Etapa 1 do estudo, ao utilizar os RCL, o valor de PBB encontrado foi igual a 284,7 m3 biogás. tonSV-1, enquanto que o PBM foi de 160,5 m3 CH4. tonSV-1 . Já para o GB, esses valores foram equivalentes a 544,2 m3 biogás. tonSV-1 para o PBB e 344,8 m3 CH4. tonSV-1 para o PBM. Os resultados desses resíduos mixados foram equivalentes a 1.003,3 m3 biogás. tonSV-1 para o PBB e 501,3 m3 CH4. tonSV-1 , para o PBM. Os RCL e GB mixados obtiveram potenciais bioquímicos cerca de 250% e 210%, maiores em relação ao PBB e PBM dos RCL, e cerca de 80% e 45% maiores, respectivamente, em relação ao PBB e PBM do GB. Então, diante desses resultados, verificou-se que a co-digestão desses resíduos é promissora para geração de biogás e metano. Na Etapa 2, verificou-se baixos percentuais de hidrogênio no reator AC, entre 0-28,3%, enquanto que os reatores M1 e M2 apresentaram percentuais de metano entre 15-25%, na maior parte do tempo. Observou-se acúmulo de AGVs nos reatores M1 e M2, após aumento da COV, sendo atingidas concentrações de ácido acético que provocam redução considerável de produção de biogás, equivalentes a 20.560 mg/L no reator M1 e 52.270 mg/L, no reator M2. Além disso, verificou-se que a média das concentrações de alcalinidade obtidas nos reatores M1 e M2 foram cerca de 22.300 mg CaCO3/L, valor superior à faixa recomendada. Houve instabilidade na co-digestão anaeróbia do sistema semicontínuo, provavelmente potencializada pelo acúmulo de D-limoneno nos reatores, sendo verificado concentrações superiores a concentração mínima de inibição (0,0002%) para DA. Diante dos resultados da Etapa 2 do estudo, observou-se que a fermentação prévia não é o prétratamento mais indicado para reduzir o efeito inibidor do D-limoneno e potencializar a geração de biogás. Apesar disso, verificou-se que a co-digestão de RCL e GB é promissora e contribui para a gestão e tratamento desses resíduos agroindustriais.