Digestão anaeróbia de bagaço de cana-de-açúcar: otimização de parâmetros operacionais de pré-tratamento alcalino

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Remor, Paula Verônica
• Orientador(a): Edwiges, Thiago
• Banca de defesa: Kunz, Airton , Eyng, Eduardo , Edwiges, Thiago
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Medianeira
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Metano; Indústria açucareira - Subprodutos; Bagaço de cana - Indústria; Methane; Sugar - Manufacture and refining - By-products; Bagasse industry
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25465

A cana-de-açúcar é a cultura mais comercializada no mundo e o Brasil o maior produtor global. O processamento da cana gera cerca 28% de resíduo na forma de bagaço (BC)sendo que apenas 50% é utilizado para a geração de energia a partir da queima nas próprias indústrias. O BC é um substrato lignocelulósico que se pré-tratado pode ser facilmente convertido em biogás a partir da digestão anaeróbia.Contudo, a aplicação de pré-tratamentos em escala real é limitada devido à falta de parâmetros ótimos (concentração química e tempo de pré-tratamento). Este estudo avaliou o pré-tratamento alcalino do BC no potencial bioquímico de metano (PBM)e estimou condições operacionais ideais de pré-tratamento. O BC foi pré-tratado com soluções de NaOH e KOH com diferentes concentrações entre 1% e 10%(m/v)e tempos de contato entre1h e12 h.O PBM do BC com e sem pré-tratamento foi avaliado em regime de batelada com garrafas de 125 mL e relação inóculo/substrato de 3. A estimativa das condições ótimas de pré-tratamento foram obtidas por meio de modelagem estatística empírica.Após a geração dos modelos, foi realizada validação dos valores preditos e observados.O PBM do BC sem pré-tratamento variou entre 297-306 LNCH4kg SV-1e o pré-tratamento com KOH e NaOH resultou em valores de produção até 19% e 20% superiores. As condições operacionais ótimas foram de 7,7% e 8,3%para NaOH e KOHe tempo de contato de cerca de 12 h,sendo semelhantes para as duas soluções. O delineamento estatístico indicou que concentrações entre 4% e 10% de NaOH e 6% e 10% de KOH com o tempo de contato otimizado resultam em PBM estatisticamente semelhantes.A validação do modelo matemático indicou um ajuste satisfatório dos resultados preditos e observados com erros de apenas 4,5% para o modelo de NaOH e de 5,2% para o KOH. Neste sentido, a otimização das condições de pré-tratamento possibilita melhor aplicação do processo em escala real pois permite ouso de menores quantidades de produtos químicos e o aumento da produção de metano.