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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83531| Tipo: | TCC |
| Título: | Potencialização da produção de biogás e metano com adição de carvão ativado granular na digestão anaeróbia semisseca de dejeto suíno |
| Título em inglês: | Enhancement of biogas and methane production with the addition of granular activated carbon in the semi-dry anaerobic digestion of swine manure |
| Autor(es): | Malveira, Isabele Clara Cavalcante |
| Orientador: | Santos, André Bezerra dos |
| Palavras-chave em português: | Digestão anaeróbia;Dejeto suíno;Materiais condutores;Carvão ativado granular;Pré-tratamento;Biogás |
| Palavras-chave em inglês: | Anaerobic digestion;Swine manure;Conductive material;Granular activated carbon;Pretreatment;Biogas |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
| Data do documento: | 2023 |
| Citação: | MALVEIRA, Isabele Clara Cavalcante. Potencialização da produção de biogás e metano com adição de carvão ativado granular na digestão anaeróbia semisseca de dejeto suíno. 2025. 46 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
| Resumo: | A suinocultura é uma importante atividade agropecuária responsável por uma das maiores ofertas de proteína animal do mundo. Porém, há a falta de infraestrutura para o manejo dos dejetos suínos, depositados em lagoas anaeróbias ou lançados diretamente no meio ambiente, sendo responsáveis por uma alta emissão de gases de efeito estufa (GEE). Desse modo, destaca-se a recuperação de energia a partir da digestão anaeróbia (DA) de dejeto suíno mediante bioprocessos que são capazes de converter esse resíduo orgânico em um biogás rico em metano (CH4), de produzir fertilizantes e de diminuir a poluição ambiental. Contudo, a DA dessa matéria orgânica complexa sofre interferências, causadas pelo seu alto teor de sólidos, dificultando a conversão do substrato pelos microrganismos durante as etapas de hidrólise e metanogênese. Por isso, esse processo biológico foi aprimorado a partir do pré-tratamento térmico-alcalino do dejeto suíno, visando melhorar a biodisponibilização do substrato, e da adição do material condutor carvão ativado granular (CAG), a fim de auxiliar na atividade sintrófica dos microrganismos. O objetivo deste trabalho foi avaliar cineticamente o aumento da produção de metano com adição de diferentes concentrações de CAG na digestão anaeróbia semisseca de dejeto suíno tendo como fonte de inoculação um consórcio microbiano proveniente do lodo de cervejaria. O experimento foi conduzido em batelada, com reatores de 300 mL e volume útil de 70 mL, com teor de sólidos totais em torno de 10%, inoculados com lodo anaeróbio na relação substrato/inóculo igual a 1, à temperatura mesofílica de 37 °C sob agitação orbital de 150 rpm durante 90 dias. Os resultados mostraram que o rendimento de biogás do reator que continha 10 g/L de CAG foi de 360,8 mL/gSV, aproximadamente 31% maior que os reatores com as demais concentrações do material condutor, e o rendimento de metano foi de 190,2 mL/gSV, em média 22% maior que os reatores adicionados com 20 e 30 g/L de CAG. Cada reator obteve um modelo cinético adequado para descrever a respectiva curva de produção de biogás, sendo possível avaliar matematicamente o bioprocesso. Portanto, a adição de carvão ativado granular na digestão anaeróbia sob condição semisseca do dejeto suíno é uma alternativa biotecnológica sustentável para o destino desse resíduo potencialmente tóxico para o meio ambiente. |
| Abstract: | Pig farming is an important agricultural activity responsible for one of the largest supplies of animal protein in the world. However, there is a lack of infrastructure for the management of swine waste, deposited in anaerobic ponds or released directly into the environment, being responsible for a high emission of greenhouse gases (GHG). Thus, energy recovery from the anaerobic digestion (AD) of swine manure through bioprocesses that are capable of converting this organic waste into a biogas rich in methane (CH4), producing fertilizers and reducing environmental pollution stands out. However, the AD of this complex organic matter suffers interference, caused by its high solids content, making it difficult for microorganisms to convert the substrate during the hydrolysis and methanogenesis steps. Therefore, this biological process was improved from the thermo-alkaline pretreatment of swine manure, aiming to improve the bioavailability of the substrate, and the addition of the conductive material granular activated carbon (GAC), in order to assist in the syntrophic activity of microorganisms. The objective of this work was to kinetically evaluate the increase in biomethane production with the addition of different concentrations of GAC in the semi-dry anaerobic digestion of swine manure using a microbial consortium from brewery sludge as the source of inoculation. The experiment was carried out in batch, with 300 mL reactors and a useful volume of 70 mL, with a total solids content around 10%, inoculated with anaerobic sludge at a substrate/inoculum ratio equal to 1, at a mesophilic temperature of 37ºC under agitation orbital of 150 rpm for 90 days. The results showed that the biogas yield of the reactor that contained 10 g/L of CAG was 360.8 mL/gSV, approximately 31% higher than the reactors with the other concentrations of conductive material, and the biomethane yield was 190.2 mL/gSV, on average 22% higher than the reactors with 20 and 30 g/L of GAC added. Each reactor obtained an adequate kinetic model to describe the respective biogas production curve, making it possible to mathematically evaluate the bioprocess. Therefore, the addition of granular activated carbon in the anaerobic digestion of swine manure under semi-dry conditions is a sustainable biotechnological alternative for the destination of this potentially toxic residue for the environment. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83531 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0009-0003-6728-2241 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/3179741119314571 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0002-3395-8878 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/3626519258208111 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | BIOTECNOLOGIA - Monografias |
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