Digestão anaeróbia de efluente de liquefação hidrotérmica de borra de café

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Dias, Maria Eduarda Simões
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Anaerobic digestion; Digestão anaeróbia; Hydrothermal liquefaction; Liquefação hidrotérmica; Resíduos da produção de café solúvel; Spent coffee grounds
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-23092020-130230/

O presente trabalho propôs a estruturação de balanço energético do processo que engloba a produção de óleo bruto por liquefação hidrotérmica da borra de café em água, e a recuperação de biogás a partir da digestão anaeróbia da fração líquida resultante desse processo físico-químico emergente. O sistema propõe a valorização do resíduo empregando-o na produção de biocombustíveis, a fim de atender a demanda energética crescente, minimizando o uso de combustíveis fósseis. O processo de liquefação hidrotérmica foi conduzido por meio de associação entre a borra de café (fração sólida de alto teor úmido, resíduo do processo de produção de café solúvel) e água na proporção 1:20, a temperatura de 275 °C e tempo de reação de 10 minutos. Após a reação de liquefação hidrotérmica, o efluente gerado foi caracterizado. Feita a caracterização, passou-se ao estudo da digestão anaeróbia do efluente. O lodo previamente exposto ao efluente foi aplicado em ensaios com concentrações iniciais de matéria orgânica crescentes voltadas à determinação da produção de biogás, para que parâmetros cinéticos da digestão anaeróbia do efluente como substrato fossem estimados. Os ensaios foram conduzidos em frascos de 1000 mL operados em bateladas sequenciais e submetidos à atmosfera de N2, mantidos à temperatura de 37 °C. De posse da quantificação dos ácidos voláteis e das constantes cinéticas estimadas foi feita a modelagem matemática de acordo com o Anaerobic Digestion Model No 01 (ADM1). O modelo proposto por Wu et al. (1988) apresentou o maior coeficiente de correlação (R²) quando ajustado aos dados experimentais da cinética de degradação do efluente como substrato. Para tal ajuste, o índice n teve valor de 4,61 ± 0,93, o que indica inibição intensa pelo excesso de substrato em concentrações superiores a de 5304 ± 235 mg L-1. A modelagem em ADM1 modificado dos dados apontou para inibição da metanogênese hidrogenotrófica e acetoclástica devido à toxidade do efluente degradado.