Orientador: Telma Teixeira Franco

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Plantações dedicadas, como a cana-energia, apresentam consideráveis produção, tanto em produção de biomassa por hectares, quanto em equivalente energético. Por ser um dos maiores produtores agrícolas, o país gera também grande quantidade de resíduos, sendo necessária novas formas de...

Resumo: Plantações dedicadas, como a cana-energia, apresentam consideráveis produção, tanto em produção de biomassa por hectares, quanto em equivalente energético. Por ser um dos maiores produtores agrícolas, o país gera também grande quantidade de resíduos, sendo necessária novas formas de utilização desses resíduos. Com isso, amostras de cana-energia com dois diferentes tempos de plantio, seis (EC06) e doze meses (EC12), amostras de resíduos de milho (Rmilho), soja (Rsoja), feijão (Rfeijão), sorgo (Rsorgo) e eucalipto (Reucalipto) foram quimicamente analisadas. A composição elementar das amostras possibilitou o cálculo do potencial bioquímico teórico de metano, sendo encontrado 456 mL CH4/gSV para EC06, 419 mL CH4/gSV para EC12, 375 mL CH4/gSV para Rmilho, 416 mL CH4/gSV para Rsoja, 245 mL CH4/gSV para Rfeijão, 375 mL CH4/gSV para Rsorgo e 381 mL CH4/gSV para Reucalipto. A digestão anaeróbia (DA) seguiu a metodologia VDI4630, em reatores em proporção mássica de 3:1 inóculo/substrato expressa em sólidos voláteis. A produção dos gases foi monitorada quantitativamente através de deslocamento de coluna de água e qualitativamente por cromatografia gasosa. Ao final do experimento, o reator padrão contendo celulose microcristalina produziu cerca de 739 mL de biogás/gSV, ficando dentro dos padrões estabelecidos pela VDI. Foram produzidos 235 mL CH4/gSV para EC06 e 218 mL CH4/gSV para EC12. Os resíduos de milho, soja, feijão, sorgo e eucalipto, produziram 268, 270, 220, 289 e 167 mL CH4/gSV. A amostra EC06 teve um rendimento cerca de 8% maior que EC12, porém, é necessário avaliar a produção (tons/ha) das amostras estimar a viabilidade de realização de duas colheitas ao ano. Os resíduos agrícolas apresentaram valores viáveis à produção de biogás, podendo apresentar maiores resultados após operação de pré-tratamento.

Abstract: One of the main causes of the greenhouse effect is the carbon dioxide emitted by the burning of fossil fuels: coal, petroleum products and natural gas. Dedicated plantations, such as energy cane, have considerable results both in production per hectare and in energy production. Because it...

Abstract: One of the main causes of the greenhouse effect is the carbon dioxide emitted by the burning of fossil fuels: coal, petroleum products and natural gas. Dedicated plantations, such as energy cane, have considerable results both in production per hectare and in energy production. Because it is one of the largest agricultural producers, the country also generates a large amount of waste, and new ways of using this waste are necessary. Thereby, samples of energy cane with two different planting times, six (EC06) and twelve months (EC12), and residues samples of corn (CR), soybean (SOR), beans (BR), sorghum (SR) and eucalyptus (ER) were classified and analyzed. The elemental composition of the samples allowed the theoretical biochemical potential of methane to be calculated, with 456 mL CH4/gVS for EC06 and 419 mL CH4/gVS for EC12, 375 mL CH4/gVS for CR, 416 mL CH4/gVS for SOR, 245 mL CH4/gVS for BR, 375 mL CH4/gVS for SR and 381 mL CH4/gVS for ER. The anaerobic digestion (AD) followed the VDI4630 methodology. Samples were placed in reactors in a 3:1 ratio inoculum/ substrate based on volatile solids. Gas production was monitored quantitatively by water column displacement and qualitatively by gas chromatography. At the end of the experiment, the standard reactor containing microcrystalline cellulose produced approximately 739 mL of biogas/gVS, being within the standards established by VDI. 235 mL CH4/gVS for EC06 and 218 mL CH4/gVS for EC12 were produced. The residues of corn, soy, beans, sorghum and eucalyptus produced 268, 270, 220, 289 e 167 mL CH4/gVS. The EC06 sample had a better AD performance than EC12 in about 8% but is necessary to perform an analysis of the production (tones/ha) to know the feasibility of performing two harvests per year. The crops residues showed good results and are potentially viable for biogas production and may present better results with pre-treatment.

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