ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Co-digestão anaeróbia de glicerina em associação com dejetos suínos para produção de biogás
AUTORES: MININI, K. M. S. (UENF) ; SILVA, P. R. N (UENF)
RESUMO: Neste trabalho, avaliou-se a co-digestão anaeróbica da glicerina associada a dejetos
suínos. Para isso, foi utilizado esquema laboratorial, constituído de três
biodigestores com volume total de 60 L, sendo um abastecido apenas com dejetos suínos
fresco e os outros dois com adição de glicerina comercial e residual, todos diluídos em
água, perfazendo 45 L de volume útil de substrato. Os teores de CH4, CO2 foram
monitorados com o objetivo de avaliar a eficiência do processo. Os resultados mostraram
que a adição de glicerina foi muito satisfatória, uma vez que diminuiu o tempo de
processo, atingindo o resultado esperado de 63% de CH4 em 20 dias de reação, enquanto
este mesmo teor só foi alcançado pela biodigestão sem adição de glicerina em 60 dias.
PALAVRAS CHAVES: biodigestão, glicerina, dejetos suínos
INTRODUÇÃO: A mitigação das mudanças climáticas, ocasionadas pelo crescimento das emissões
gasosas dos chamados gases de efeito estufa é um assunto que vem sendo bastante
discutido em todo mundo. Entre os principais gases de efeito estufa estão o CO2 e o
CH4, sendo que este último com uma ação mais agressiva na atmosfera, requerendo assim
uma maior atenção em relação ao seu controle. Entre as principais fontes
antropogênicas de metano está a digestão anaeróbia de resíduos orgânicos e de dejetos
de animais.
O processo de digestão anaeróbia apresenta-se como uma interessante opção de
tratamento de resíduos aplicado ao setor rural, como por exemplo, na suinocultura. O
grande volume de gases, matéria orgânica, bactérias e outras substâncias geradas por
estas atividades constituem, efetivamente, um fator de risco para a contaminação do
ar, do solo e da água.
Com o lançamento do Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel pelo Governo
Federal, espera-se um aumento da oferta da glicerina, que é um co-produto originado
da produção de biodiesel. Se não destinada adequadamente, a glicerina pode constituir
num grande problema ambiental. Por outro lado, as suas características físico-
químicas demonstram o seu elevado conteúdo energético e sua adequação para a co-
digestão com outros tipos de resíduos orgânicos.
A biodigestão anaeróbia surge como alternativa para os problemas expostos. Além de
tratar os resíduos orgânicos, ela ainda proporciona o aproveitamento energético
destes resíduos através da recuperação do biogás, que pode ser usado como fonte
primária de energia na geração de calor e, ou eletricidade.
Este trabalho possui a finalidade de estudar a qualidade do biogás produzido,avaliar
o potencial da glicerina na produção de biogás e determinar a eficiência ene
MATERIAL E MÉTODOS: Foram construídos três biodigestores do tipo batelada de material plástico, com
capacidade de 60 L. Para o preparo foram utilizadas torneiras e conexões de PVC, fita
veda-rosca, cola de silicone, barra metálica e bico de Bunsen. Nesse processo
manteve-se uma temperatura 35-37°C em um armário fechado com lâmpadas e termômetros
acoplados, onde os biodiogestores ficavam. Uma vez por dia, os biodigestores eram
agitados levemente para que, assim, se evitasse a formação de camadas flutuantes.
As coletas dos dejetos suínos foram realizadas na fazenda do Lelei, localizada no
Farol de São Tomé, em Campos dos Goytacazes - RJ. Os dejetos eram frescos. A
glicerina comercial utilizada no processo possui 99% de pureza, já a glicerina
residual foi obtida da síntese do óleo de soja para a produção de biodiesel.
Na fase inicial, um dos biodigestores recebeu uma carga de 15,0 Kg de dejetos suínos
e 30,0 Kg de água de torneira, os outros dois biodigestores receberam também 2% em
peso de glicerina comercial e residual respectivamente. Após a homogeneização dos
substratos, os biodigestores eram tampados, enchidos com nitrogênio e esvaziados em
seguida. Este procedimento do nitrogênio era realizado em triplicata para garantir a
ausência de oxigênio no processo.
O pH foi monitorado no primeiro e último dia de residência afim de verificar a
estabilidade do processo. Os teores de CH4, CO2 e CO eram determinados com o
Analisador Infravermelho de Gases.
A etapa inicial consistiu em comprovar qualitativamente a capacidade da glicerina em
otimizar a produção de biogás.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O tempo de residência do biodigestor era aceito como o tempo em que o Biogás
alcançasse um teor metano entre 60-65%. O tempo de residência do biodigestor sem
adição de glicerina foi 55 dias contra 20 dias dos biodigestores com 2% de glicerina.
A produção de metano chegou a 76,6% com a adição de glicerina residual.
Esses resultados mostram que a incorporação de 2% em massa de glicerina no processo
diminuiu drasticamente o tempo de residência, sendo que a glicerina residual se
mostrou mais eficiente do que a comercial, produzindo um biogás de melhor qualidade.
Estes resultados podem ser melhor interpretados com a visualização do gráfico em
anexo (figura 2).
O pH das soluções foi mantido entre 6,5-7,8 e a temperatura entre 35-37°C durante
todo o processo, favorecendo a biodigestão anaeróbia.
CONCLUSÕES: Os resultados parciais indicam que a glicerina apresenta um alto potencial para uso
como suplemento na produção de biogás, quando adicionada na biodigestão de resíduos
orgânicos ricos em nitrogênio, como, por exemplo, o estrume de porco.
A adição de apenas 2 % de glicerina melhorou o desempenho do biodigestor, diminuindo o
tempo de processo em três vezes e otimizando a capacidade útil do biodigestor. A
glicerina residual se mostrou mais eficiente, produzindo um biogás de melhor qualidade.
A próxima etapa do trabalho, em andamento, estuda a produção do biogás em reator de
escala semi piloto.
AGRADECIMENTOS: À CAPES pela bolsa de mestrado em andamento. A Usina Termelétrica Norte Fluminense pelo
financiamento do projeto. Ao assentamento fazenda
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AMON, T; KRYVORUCHKO, V; AMON, B; SCHREINER, M. Untersuchungen zur Wirkung von Rohglycerin aus der Biodieselerzeugung als leistungssteigerndes Zusatzmittel zur Biogaserzeugung aus Silomais, Körnermais, Rapspresskuchen und Schweinegülle, Relatório Final, (em alemão). Südsteirische Energie- und Eiweißerzeugung Reg.Gen.m.b.H. (SEEG), Mureck, Austria, 2004.
ROBRA, S., Uso da glicerina bruta em biodigestão anaeróbica: Aspectos tecnológicos, ambientais e ecológicos. 2006. Dissertação de mestrado - Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente, Universidade Estadual de Santa Cruz, Bahia.
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SALOMON, K. R., Avaliação Técnico-Econômica e Ambiental da Utilização do Biogás Proveniente da Biodigestão da Vinhaça em Tecnologias para Geração de Eletricidade. 2007. Tese de doutorado - Instituto de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Itajubá, Minas Gerais.
