Produção de biocombustíveis a partir de resíduos e efluentes da indústria arrozeira: biodiesel e metano

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lourenço, Vitor Alves
• Orientador(a): Nadaleti, Willian Cézar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais
• Departamento: Centro de Engenharias
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ciências ambientais; Óleo vegetal; Farelo de arroz; Transesterificação; Glicerol; AME; Efluente; Codigestão; Rice bran; Vegetable oil; Transesterification; Glycerol; Wastewater; Co-digestion
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::OUTROS::CIENCIAS
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/7543

O esgotamento dos combustíveis fósseis, o aumento do preço do petróleo cru e as altas emissões de gases do efeito estufa e poluentes tornam emergencial a busca e o aperfeiçoamento de técnicas de produção de energias limpas e renováveis. Nesse contexto, incluem-se os biocombustíveis. Suas fontes de produção apresentam na forma de biomassa de culturas e resíduos agrícolas, resíduos sólidos urbanos, efluentes, dentre outros. Tendo em vista o alto potencial de produção de energia a partir de efluentes e outros resíduos de indústrias de arroz no Brasil, torna-se fundamental o estudo e o desenvolvimento de biocombustíveis oriundos destes subprodutos. Assim, esse trabalho teve como objetivo a produção de dois biocombustíveis, o biodiesel e o metano, que tiveram como matéria-prima os resíduos e efluentes gerados em processos de beneficiamento de arroz. Para tanto, foram determinados: 1) as melhores condições para transesterificação básica metílica de óleo vegetal do farelo de arroz para produção de biodiesel; 2) o potencial de inibição e potencialização do glicerol do biodiesel à Atividade Metanogênica Especifica (AME) do lodo da parboilização de arroz, e em quais proporções tais efeitos estão presentes; 3) o potencial de produção de biodiesel e metano das indústrias de arroz do estado do Rio Grande do Sul, assim como o potencial de geração de energia térmica e elétrica oriundas de tais biocombustíveis. O estudo se complementa, portanto, em três frentes: experimental, de planejamento energético e de aplicação da energia gerada. Os resultados mostraram que além de estar dentro dos parâmetros exigidos pela ANP, ASTM e EN, o biodiesel produzido com uma razão molar de 6:1 de óleo para álcool, 1,0% de catalisador e 120 minutos apresentou o maior rendimento obtido nesse estudo, igual a 98,09%. Já com relação a produção de metano a adição de 1% de glicerol promoveu o período de fase estacionária mais longa para os microrganismos do lodo, resultando em 539,45% de geração, superior ao sistema sem glicerol, totalizando um volume de 945,23±5,34 mL de metano produzido em 168 horas de experimento. Considerando o potencial energético levantado nesse estudo o Rio Grande do Sul (RS) possui potencial de produção de 8.34E+02 m3.d-1 de biodiesel de óleo vegetal de farelo de arroz e um potencial médio de gerar 8.44E+04 Nm3.d-1 de metano através da digestão individual do efluente no Rio Grande do Sul. Com a adição de 1% glicerol bruto no processo de digestão anaeróbia do efluente da parboilização do arroz, o RS alcança um potencial de atingir uma produção média de 4.55E+05 Nm3.d-1. Assim, análise mostrou que podem ser gerados 2.93E+06 kWh.d-1 de energia elétrica e 5.55E+06 kWh.d-1 de energia térmica no estado através da produção e uso do biodiesel e do metano como fontes de energia.