Desenvolvimento de sistema de produção de biogás para uma unidade rural produtora de leite bovino utilizando esterco bovino como substrato
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal da Paraíba
Brasil Engenharia Mecânica Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica UFPB |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35920 |
Resumo: | Nowadays, there is an increasing amount of research into the search for new renewable energy sources. In Brazil, although the main source of electricity is hydroelectric, this is not proving to be the solution. The objective of this work is to present a biogas production chain model for a dairy in the state of Paraíba with 12 animals. The research begins with tests for the energetic evaluation of bovine manure, presenting drying and carbonization tests to define the volatile solids and fixed carbon content, following the NBR 8112 methodology. Based on this validation, the paper presents the modeling of a Canadian model biodigester for application at the study site, defining feeding parameters, volume and hydraulic retention time. In order to carry out validations, two biodigester models were built for generation at the Sustainable Energy Laboratory of the Federal University of Paraíba. Through energy analysis, a value of 91.38% fixed carbon was obtained, thus affirming bovine manure as an energy solution. After testing the biogas generated in the laboratory with a thermal camera that showed favorable temperatures for microorganisms in the methanogenesis phase, as well as the flame test, it was possible to see a high methane content in the mixture. The results show a monthly electricity generation of 969 KW, based on a monthly biogas generation of 353 m3. An economic analysis of the system shows a financial return in 26 months. The system developed is modular and can be implemented with other types of substrates. |
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Desenvolvimento de sistema de produção de biogás para uma unidade rural produtora de leite bovino utilizando esterco bovino como substratoAnálise energéticaBiocombustívelBiogásEnergia renovávelBiofuelEnergy analysisRenewable energyCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICANowadays, there is an increasing amount of research into the search for new renewable energy sources. In Brazil, although the main source of electricity is hydroelectric, this is not proving to be the solution. The objective of this work is to present a biogas production chain model for a dairy in the state of Paraíba with 12 animals. The research begins with tests for the energetic evaluation of bovine manure, presenting drying and carbonization tests to define the volatile solids and fixed carbon content, following the NBR 8112 methodology. Based on this validation, the paper presents the modeling of a Canadian model biodigester for application at the study site, defining feeding parameters, volume and hydraulic retention time. In order to carry out validations, two biodigester models were built for generation at the Sustainable Energy Laboratory of the Federal University of Paraíba. Through energy analysis, a value of 91.38% fixed carbon was obtained, thus affirming bovine manure as an energy solution. After testing the biogas generated in the laboratory with a thermal camera that showed favorable temperatures for microorganisms in the methanogenesis phase, as well as the flame test, it was possible to see a high methane content in the mixture. The results show a monthly electricity generation of 969 KW, based on a monthly biogas generation of 353 m3. An economic analysis of the system shows a financial return in 26 months. The system developed is modular and can be implemented with other types of substrates.Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado da Paraíba - FAPESQAtualmente é crescente o número de pesquisas relacionadas a busca de novas fontes energéticas renováveis, no Brasil, apesar da principal fonte de energia elétrica ser a hidroelétrica, essa não se mostra como solução. Este trabalho tem como objetivo apresentar um modelo de cadeia produtiva de biogás para uma unidade produtora de leite no estado da Paraíba com 12 animais. A pesquisa se inicia com os ensaios para avaliação energética do esterco bovino, apresentando testes de secagem e carbonização para definição de teor de sólidos voláteis e carbono fixo, seguindo a metodologia da NBR 8112. Com base dessa validação, o trabalho apresenta a modelagem de biodigestor de modelo canadense para aplicação no local de estudo, definindo parâmetros de alimentação, volume e tempo de retenção hidráulica. Com fins de realizar validações, dois modelos de biodigestores são construídos para geração no Laboratório de Energia Sustentável da Universidade Federal da Paraíba. Através da análise energética foi obtido o valor de 91,38% de carbono fixo, afirmando então o esterco bovino como uma solução energética. O biogás gerado em laboratório após testes com câmera térmica que apresentaram temperaturas favoráveis para microrganismos da fase da metanogênese, como também o teste em chama, foi possível constatar alto teor de metano na mistura. Nos resultados é apresentado uma geração de energia elétrica mensal de 969 KW, partindo de uma geração mensal de biogás de 353 m3. Ao se analisar economicamente o sistema é apresentado um retorno financeiro em 26 meses. O sistema desenvolvido é modulado e possível de implementação para outros tipos de substratos.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBSantos, Carlos Antonio Cabral doshttp://lattes.cnpq.br/9774109887296955Sales, Matheus dos Santos2025-09-22T13:21:44Z2025-02-252025-09-22T13:21:44Z2025-01-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35920porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2025-09-23T06:06:10Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/35920Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpb.br/oai/requestdiretoria@ufpb.br||bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:25462025-09-23T06:06:10Repositório Institucional da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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