Produção e purificação de biogás utilizando biotecnologia de microalgas como alternativa energética renovável

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Castro, Aline Antonia
• Orientador(a): Konrad, Odorico
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Lajeado
• Palavras-chave em Português: Purificação de biogás; Microalga; Biofixação; Sustentabilidade energética
• Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/2928

RESUMO: A fonte de energia renovável verde é uma promissora opção para superar a instabilidade energética, reduzir o lançamento na atmosfera de gases do efeito estufa e alcançar a sustentabilidade na produção de energia, e assim, cumprir os objetivos da Agenda 2030, que requer substituir as reservas de combustíveis fósseis por recursos renováveis. A geração de biogás a partir de microalgas por digestão anaeróbia é uma tecnologia que oferece vantagens sobre outras rotas de produção de biocombustíveis, como, por exemplo, a de apresentar elevada concentração de metano e baixas concentrações de enxofre quando comparado ao biogás oriundo de outros substratos. A aplicação de métodos biológicos tem se tornado uma alternativa atraente para o desenvolvimento sustentável na purificação do biogás. Suas principais vantagens são a facilidade e simplicidade de operação, baixo custo e preservação do meio ambiente. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o potencial de geração e de purificação biológica de biogás utilizando microalgas. A purificação biológica por processo fotossintético foi realizada em protótipo de purificador em escala piloto, composto por um sistema de dois estágios, constituído um por reator interligado a uma coluna de absorção, utilizando como microrganismos um consórcio de microalgas/bactérias. A avaliação da produção de biogás foi realizada por digestão anaeróbia em escala laboratorial, utilizando a microalga Euglena sanguinea. Para os ensaios de dessulfurização, as análises mostraram concentrações de H2S acima de 1.000 ppm no biogás bruto e sua remoção completa (eficiência de remoção de 100%) por meio do processo biológico com microalgas/bactérias aos 180 minutos de operação do sistema. Para os ensaios de verificação dos teores de CO2, CH4 e O2, o biogás bruto apresentou concentração de CO2 em torno de 32%; CH4 variando de 63,08% a 64,32 %; e O2 de 0,17% a 0,71%. Após a purificação biológica, o biogás apresentava concentrações de CO2 variando de 9,15% a 18,46%; CH4 de 71,4% a 76,2%; e de O2 entre 1,24% a 3,26%. Eficiências de remoção de CO2 de 42,46% a 72,02% foram registradas no biogás purificado. Na avaliação da produção de biogás, foi utilizada a biomassa da microalga Euglena sanguinea, que apresentou uma produção média acumulada de biogás de 1.619,63 ± 283,00 mL e o volume de metano de 746,27 ± 140,85 mL, atingindo o máximo de 65,54 ± 1,97% no 31° dia. O Potencial Bioquímico de Biogás obtido foi de 703,19 ± 127,31 mL.gVS -1 e o Potencial Bioquímico de Metano de 334,37 ± 63,35 mL.gVS -1 , o que representa um rendimento de 27,02 ± 4,89 m³ de biogás por tonelada de microalgas e 12,85 ± 2,43 m³ de metano. Assim, os resultados demonstraram que o processo biológico com microalgas se mostrou satisfatório e promissor para a purificação do biogás e que a microalga Euglena sanguinea apresentou potencial para uso como substrato para geração de biogás e metano.