Banca de DEFESA: MANOEL DAS VIRGENS SOUZA XAVIER

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : MANOEL DAS VIRGENS SOUZA XAVIER
DATA : 22/04/2025
HORA: 13:30
LOCAL: online
TÍTULO:

Produção de biohitano a partir da vinhaça e melaço de cana-de-açúcar via digestão anaeróbia em dois estágios

PALAVRAS-CHAVES:

Co-digestão. Reatores anaeróbios de leito fluidizado. Produção de hidrogênio e metano. Resíduos agroindustriais.

PÁGINAS: 84
RESUMO:

A busca por fontes de energia alternativas e sustentáveis tem se intensificado, sobretudo no contexto da transição energética e da necessidade de reduzir a dependência dos combustíveis fósseis. Entre essas alternativas, destaca-se o biohitano, uma mistura biológica de hidrogênio (H₂) e metano (CH₄) gerada a partir da digestão anaeróbia de resíduos orgânicos. Sua combustão resulta, principalmente, na emissão de vapor de água, além de apresentar um elevado conteúdo energético superior ao dos combustíveis fósseis. Ademais, sua produção a partir de substratos renováveis, como resíduos industriais e domésticos ricos em carboidratos, torna-se uma solução promissora para a geração de energia limpa. Nesse cenário, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a produção de biohitano em reatores anaeróbios de leito fluidificado (RALFs) utilizando a co-digestão de vinhaça e melaço de cana-de-açúcar como substrato. Esses resíduos agroindustriais, oriundos do processamento da cana-de-açúcar, possuem elevadas concentrações de carbono, favorecendo a digestão anaeróbia e a conversão da matéria orgânica em biogás. O melaço, subproduto rico em matéria orgânica, é amplamente empregado na produção de biogás por processos biológicos, enquanto a vinhaça, resultante da fabricação de etanol, também se destaca como fonte potencial para a produção de biohitano. Assim, a integração desses resíduos em sistemas anaeróbios constitui uma alternativa viável e ambientalmente sustentável para a geração de energia renovável. Para a realização do estudo, foram operados dois RALFs sob aumento progressivo da carga orgânica volumétrica (COV), com tempos de detenção hidráulica (TDH) variando entre 6h, 4h e 2h para o reator acidogênico enquanto o metanogênico foi mantido com TDH de 16 h. Os reatores apresentavam volumes total e útil de 1,2 L e 0,9 L, respectivamente. Utilizou-se lodo oriundo de reator UASB de efluente de suinocultura como inóculo e argila expandida triturada (diâmetro entre 2,8 – 3,35 mm) foi empregada como material suporte para a aderência microbiana. O primeiro reator foi operado por 102 dias e o segundo por 51 dias, sendo avaliadas proporções de alimentação com 50% de vinhaça e 50% de melaço, mantendo-se a concentração de DQO afluente fixa em 25 g.L⁻¹. Os resultados indicaram que a produção de hidrogênio foi significativamente influenciada pelo tempo de detenção hidráulica, atingindo seu maior rendimento médio na terceira fase experimental. Observou-se um aumento expressivo da produção volumétrica de hidrogênio de 0,20 L.h⁻¹.L⁻¹ (TDH de 6 h) para 8,90 L.h⁻¹.L⁻¹ (TDH de 2 h), com um incremento do rendimento de 0,74 mol H₂.mol⁻¹ de glicose para 1,12 mol H₂.mol⁻¹ de glicose no TDH de 2h. Quanto à produção de metano, os melhores resultados foram observados no TDH de 16 horas, com rendimento médio de 1,22 ± 0,64 L CH₄/g DQO e produção volumétrica de 1,9 ± 4,6 L CH₄/L. Durante a operação dos reatores, foi observada, em todas as fases, a presença dos ácidos acético (HAc) e etanol (EtOH), com concentrações relativas de HAc variando entre 74,2 ± 73,0 % no TDH de 6 h, entre 70,2 ± 54,8 % no TDH de 4 h e 68,7 ± 64, 4 % no TDH de 2h. Já nas concentrações de EtOH oscilaram entre 25,8 ± 11,5 % no TDH 6 h, entre 29,8 ± 9,6% no TDH 4 h e 31,3 ± 11,8 % no TDH 2 h. Os dados evidenciam o potencial da co-digestão de vinhaça e melaço em duas fases para geração de biohitano, configurando uma alternativa viável e sustentável para produção de energia renovável.

MEMBROS DA BANCA:
Interno(a) - 1774383 - EDUARDO LUCENA CAVALCANTE DE AMORIM
Interno(a) - 1287004 - MANOEL MARIANO NETO DA SILVA
Externo(a) à Instituição - GEORGIA NAYANE SILVA BELO GOIS - IFAL
Externo(a) à Instituição - LUCIANO FARIAS DE NOVAES - URP