Avaliação do potencial metanogênico na codigestão do pó de tabaco com dejeto suíno
| Orientador(a) (dc.contributor.advisor) | Miranda, Luis Alcides Schiavo | |
| Coorientador(a) (dc.contributor.advisor-co1) | Konrad, Odorico | |
| Lattes Coorientador(a) (dc.contributor.advisor-co1Lattes) | http://lattes.cnpq.br/9946679953072196 | pt_BR |
| Lattes Orientador(a) (dc.contributor.advisorLattes) | http://lattes.cnpq.br/1383059721484641 | pt_BR |
| Autor(a) (dc.contributor.author) | Mallmann, Paula Sabrina | |
| Autor(a) Lattes (dc.contributor.authorLattes) | http://lattes.cnpq.br/8368421703670418 | pt_BR |
| Data de Disponibilização (dc.date.accessioned) | 2020-02-14T12:59:54Z | |
| dc.date.available (dc.date.available) | 2020-02-14T12:59:54Z | |
| Data da defesa / Data do evento (dc.date.issued) | 2019-12-18 | |
| Abstract (dc.description.abstract) | Anaerobic digestion (AD) is a biochemical treatment that makes it possible to produce energy from biogas and decrease the final disposal volume of different organic wastes. In this work, swine manure (SM) and tobacco powder were used, both produced in large volume and harmful to the environment when improperly disposed of. The differences in physicochemical properties amongst these residues are significant. The tobacco powder has a high cellulose content which can retard its degradability rate if used as a monosubstrate. In addition its concentration of organic carbon in relation to the concentration of nitrogen is high and it has little humidity. In contrast, SM have high water content and low organic carbon concentration. These differences prompt the development of anaerobic codigestion studies as an alternative to balance the nutrient/carbon/water ratio, improving process efficiency and; the use of tobacco powder as a potentiator of the AD process. This research aimed to identify the best biochemical condition to produce biogas and methane amongst different mixtures of tobacco powder and SM. The study was carried out on a laboratory scale in four phases on a batch scale at 35 °C using 1000 mL glass reactors with a workload of 500 mL. Inoculum and substrates were added in compliance with the requirements of the German standard VDI 4630 (2006). In Phase I, anaerobic sludge activity was tested by using microcrystalline cellulose as a reference substrate. In Phase II, preliminary tests were performed with this sludge and residues (tobacco powder and SM) to prepare a new inoculum for Phases III and IV AD and to identify the formulation that has the best BPB and MBP in Phase III, a test for the anaerobic activity of the digestate was performed (inoculum for the next phase), where the Phase I method was replicated. In Phase IV, this new inoculum was tested to identify the formulation that presented the best BPB and MBP. Based on the volatile solids mass of the residues in Phases II and IV, different tobacco powder dust:SM mixing ratios (1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, and 6:1) were used. Simultaneously, tobacco powder and SM were digested as monosubstrates and comparative controls. The results indicate that the best BPB and MBP among different tobacco powder and SM mixtures presented a 6:1 ratio (tobacco powder:SM) during Phase IV and generated 683.30 m³ Biogas/tVS and 339.61m³ Methane/tVS, respectively. In general, the addition of tobacco powder, in terms of VS, provided a higher synergistic effect between the substrates favoring the production of biogas and methane. | en |
| Resumo (dc.description.resumo) | A digestão anaeróbia (DA) possibilita gerar energia a partir do biogás, tratar e diminuir o volume de disposição final de diferentes resíduos orgânicos. Neste trabalho foram utilizados o dejeto suíno (DS) e o pó de tabaco (PTabaco), ambos produzidos em grande volume e agressivos ao meio ambiente quando destinados de forma incorreta. As diferenças nas propriedades físico-químicas entre esses resíduos são expressivas. O PTabaco possui elevado teor de celulose o que pode retardar sua taxa de degradabilidade caso for utilizado como mono substrato. Ademais sua concentração de carbono orgânico em relação a concentração de nitrogênio é alta e possui pouca umidade. Em contraponto, os DS possuem elevado teor de água e baixa concentração de carbono orgânico. Essas diferenças instigam o desenvolvimento de estudos de codigestão anaeróbia como alternativa para equilibrar a relação entre nutrientes/carbono/água, melhorando a eficiência do processo e; a utilização do PTabaco como potencialisador do processo de DA. Esta pesquisa teve como objetivo identificar o potencial bioquímico de produção de biogás e metano entre diferentes misturas de PTabaco e DS. O estudo foi realizado em 04 fases em regime de batelada a 35°C, em escala laboratorial, utilizando reatores de vidro de 1000 mL, com volume de trabalho de 500 mL. A adição do inóculo e dos substratos respeitou as premissas da norma alemã VDI 4630 (2006). Na Fase I realizou-se o teste da atividade anaeróbia do lodo através da utilização da celulose microcristalina como substrato de referência. Na Fase II fez-se os testes preliminares com esse lodo e os resíduos (PTabaco e DS) a fim de preparar um novo inóculo para digestão anaeróbia das Fases III e IV e identificar a formulação que apresenta o melhor potencial bioquímico de biogás e de metano. Na Fase III, realizou-se o teste da atividade anaeróbia do digestato (inóculo para fase seguinte), onde repetiu-se os mesmos procedimentos da Fase I. Na Fase IV utilizou-se esse novo inóculo, com o objetivo de identificar a formulação que apresentasse o melhor PBB e PBM. Com base na massa de SV dos resíduos, nas Fases II e IV, utilizou-se diferentes proporções de mistura PTabaco:DS (1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1 e 6:1). Paralelamente fez-se a digestão do PTabaco e do DS como mono substratos e controles comparativos. Os resultados indicam que o melhor potencial bioquímico de biogás e de metano entre as diferentes misturas de PTabaco e DS testadas foi da relação PTabaco:DS 6:1 durante a Fase IV, com uma geração de 683,30 m³Biogás/tSV e 339,61 m³Metano/tSV. De forma geral, o acréscimo de PTabaco, em termos de SV, proporcionou maior efeito sinérgico entre os substratos, favorecendo à produção de biogás e metano. | pt_BR |
| Agência de fomento (dc.description.sponsorship) | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
| URI (dc.identifier.uri) | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/9059 | |
| Idioma (dc.language) | pt_BR | pt_BR |
| Nome da instituição (dc.publisher) | Universidade do Vale do Rio dos Sinos | pt_BR |
| País da Instituição (dc.publisher.country) | Brasil | pt_BR |
| Departamento (dc.publisher.department) | Escola Politécnica | pt_BR |
| Sigla da Instituição (dc.publisher.initials) | Unisinos | pt_BR |
| Programa (dc.publisher.program) | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil | pt_BR |
| Direitos de acesso ao documento (dc.rights) | openAccess | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Codigestão Anaeróbia | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Dejeto Suíno | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Pó de Tabaco | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Potencial Bioquímico de Produção de Biogás e Metano | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Anaerobic co-digestion | en |
| Assunto (dc.subject) | Swine Manure | en |
| Assunto (dc.subject) | Tobacco Powder | en |
| Assunto (dc.subject) | Biochemical Potential of Biogas production and Methane | en |
| Tema (CNPq) (dc.subject.cnpq) | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil | pt_BR |
| Título (dc.title) | Avaliação do potencial metanogênico na codigestão do pó de tabaco com dejeto suíno | pt_BR |
| Tipo de arquivo (dc.type) | Dissertação | pt_BR |
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