Potencial de produção de biometano a partir de subprodutos agroindustriais

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Costa, Vitória Franco
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Agro-industrial by-products; Anaerobic digestion; Biometano; Biomethane; Digestão anaeróbia; Energy production; Produção de energia; Subprodutos agroindustriais; Sustainability; Sustentabilidade
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/112/112131/tde-28012026-175606/

A indústria de alimentos gera grandes quantidades de subprodutos que, quando não gerenciados adequadamente, podem representar um grande passivo ambiental para as empresas e para o ecossistema. Subprodutos agroindustriais, como a água residuária de frigorífico de bovinos (ARF), os grãos gastos de cervejaria (BSG) e a água de lavagem dos evaporadores da indústria açucareira (ALE), são ricos em matéria orgânica, a qual, por meio da ação de microrganismos, pode ser convertida em fontes renováveis de energia, contribuindo diretamente para melhorar os índices de sustentabilidade da indústria alimentícia. Nesse contexto, a digestão anaeróbia é uma tecnologia amplamente reconhecida por sua capacidade de transformar esse material orgânico em biogás, uma mistura gasosa composta principalmente de metano (CH4). O processo de digestão anaeróbia é influenciado por diversos fatores, como pH, temperatura, relação carbono/nitrogênio e a presença de nutrientes, que afetam diretamente a produção e a qualidade final do biogás. Estudos na área têm demonstrado que a escolha adequada do substrato e o controle rigoroso das condições operacionais são fundamentais para maximizar o rendimento de metano, gás que possui um elevado potencial energético para a matriz brasileira. Ensaios de potencial bioquímico de metano (PBM) são utilizados para avaliar a eficiência de diferentes substratos na produção de biogás, oferecendo informações valiosas para o aprimoramento de reatores e sistemas de tratamento. O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial bioquímico de metano de três tipos de subprodutos: água residuária de frigorífico de bovinos (ARF), água de lavagem dos evaporadores da indústria de açúcar (ALE) e o bagaço de malte (BSG). Os ensaios foram conduzidos em reatores de batelada com capacidade de 500 mL, operados em condições mesofílicas (38 ± 2 °C) por um período de 30 dias, sob agitação constante de 60 rotações por minuto. Os parâmetros cinéticos foram ajustados com base no modelo de Gompertz modificado, incluindo o potencial acumulado de produção de metano (P), a taxa máxima de produção de metano (Rm) e o tempo de fase lag (L). Os resultados indicaram diferenças significativas entre os substratos analisados. O BSG apresentou o maior potencial acumulado de produção de metano, atingindo 135,84 ± 6,08 mL de metano por grama de sólidos voláteis (SV), seguido pelo ALE, com 94,67 ± 3,41 mL de metano por grama de SV, e pela ARF, com apenas 30,83 ± 3,43 mL de metano por grama de SV. O pH final nos ensaios manteve-se em uma faixa estável, variando entre 7,98 para o BSG, 8,01 para o ALE e 8,13 para o ARF. A remoção de carga orgânica também foi avaliada, mostrando eficiências de 85,32% para o ALE, 71,61% para o BSG e 76,02% para o ARF. Conclui-se que o BSG possui o maior potencial de aproveitamento energético, sendo o substrato mais eficiente em termos de digestão anaeróbia. Por outro lado, o ARF apresentou limitações devido à alta complexidade de sua composição, o que demanda maiores estudos para uma conversão eficiente. O ALE demonstrou resultados intermediários, sendo um substrato viável para a digestão anaeróbia, especialmente em processos combinados ou otimizados. A importância dessa tecnologia reside não apenas na redução da carga poluente, mas também na geração de energia limpa e renovável, proporcionando o reaproveitamento econômico estratégico dos subprodutos.