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Título: Co-armazenamento de grama e resíduos de frutas e vegetais como estratégia de pré-tratamento para aumentar a produção de biogás de resíduos lignocelulósicos
Título(s) alternativo(s): Co-storage of grass and fruit and vegetable residues as a pre-treatment strategy to increase the production of biogas of lignocellulosic residues
Autor(es): Herrero, Carolina Bernardino
Orientador(es): Edwiges, Thiago
Palavras-chave: Celulose - Biodegradação
Lignina
Biogás
Cellulose - Biodegradation
Lignin
Biogas
Data do documento: 14-Mai-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Referência: HERRERO, Carolina Bernardino. Co-armazenamento de grama e resíduos de frutas e vegetais como estratégia de pré-tratamento para aumentar a produção de biogás de resíduos lignocelulósicos. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2019.
Resumo: Uma das fontes energéticas com potencial de crescimento na matriz energética brasileira é a energia proveniente da biomassa, especificamente o biogás. A partir da produção do biogás, os resíduos geram energia e também são estabilizados pela digestão anaeróbia, reduzindo riscos oferecidos anteriormente ao meio ambiente. Para que se possa obter êxito na produção do biogás a partir de substratos lignocelulósicos, se faz necessário à aplicação de pré-tratamentos que auxiliarão os microrganismos na quebra dessas estruturas. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito do co-armazenamento de resíduos de grama e frutas e vegetais (RFV) na produção de biogás. O objetivo principal do pré-tratamento aplicado aos substratos lignocelulósicos é melhorar a etapa da hidrólise, que ocorre quando há a facilitação da sua conversão em açúcares fermentescíveis a partir da celulose. O pré-tratamento foi aplicado variando três concentrações de grama em relação à massa de RFV (1%, 5% e 10%) para cada um dos dois tempos de co-armazenamento propostos (2 e 7 dias). Através da caracterização dos substratos pôde-se observar que a grama tem elevado teor de sólidos totais o que dificulta na operação dos reatores, porém os RFV têm teores de sólidos voláteis que apresentam bom indicativo de conversão em biogás, indicando que o co-armazenamento das amostras de grama e RFV pode facilitar a operação de plantas de biogás. No estudo pode-se observar que as maiores proporções de grama levaram aos menores efeitos do pré-tratamento. Por outro lado, nas amostras que continham menor proporção de grama o efeito do pré-tratamento mostrou-se eficiente, já que neste caso os ácidos provenientes dos RFV puderam entrar em contato com toda a massa de grama com maior facilidade. A melhor média de volume específico foi do tratamento de 7 dias de contato com 1% de grama, produzindo 463,53 LN CH4 kg SV-1 seguida do tratamento 2 dias de contato com 1% de grama, com 420,57 LN CH4 kg SV-1. Quando aumentou-se o tempo de contato de 2 para 7 dias notou-se um ganho de produção de biogás de 10% para estas concentrações de grama. Apesar dos resultados indicarem melhores eficiências em tempos de contato mais longos, para a concentração de grama à 10%, a produção de metano foi melhor em 2 dias: 343,68 LN CH4 kg SV-1 do que quando comparamos com a produção obtida em 7 dias de contato: 331,23 LN CH4 kg SV-1.
Abstract: One of the energy sources with potential for growth in the Brazilian energy matrix is energy from biomass, specifically biogas.From the production of biogas, waste generates energy and is also stabilized by anaerobic digestion, reducing risks previously offered to the environment.In order to be successful in the production of biogas from lignocellulosic substrates, it is necessary to apply pre-treatments that will aid the microorganisms in the breakdown of these structures.The objective of the study was to evaluate the effect of co-storage of grass and fruit and vegetable residues (RFV) on biogas production.The main purpose of pretreatment applied to lignocellulosic substrates is to improve the hydrolysis step, which occurs when there is facilitation of its conversion into fermentable sugars from the cellulose.The pre treatment was applied by varying three gram concentrations to the mass of RFV (1%, 5% and 10%) for each of the two co-storage times proposed (2 days and 7 days). Through the characterization of the substrates, with an overview of a solids content, which makes difficult the operation of the reactors, since the volumetric information systems present an indicative signal of conversion into biogas. Grass samples and RFV can facilitate the operation of biogas plants. In the study it can be observed that proportions of proportions are taken to exercise rights. On the other hand, in the samples that contain less importance of the RFV, the effect of the pre-treatment proved to be efficient, since in this case the derivatives from the RFV could come in contact with all the mass of greater consistency. The best mean volume was the treatment of 7 days of contact with 1% of production, 463.53 LN CH4 kg SV-1 followed by 2 days contact treatment with 1% of grass, with 420.57 LN CH4 kg SV-1. When the contact time of 2 days was increased to a biogas production gain of 10% for these units of grass. The results of the tests were improved at longer contact times, at a concentration of 10%, methane production was better in 2 days: 343.68 LN CH4 kg SV-1 than when compared to the production obtained in 7 days of contact 331.23 LN CH4 kg SV-1.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16202
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