Produção de biogás a partir da vinhaça na co-digestão anaeróbia com resíduos agroindustriais

Abstract

RESUMO: O desenvolvimento sustentável é um tema central em diversos países, especialmente no Brasil, que enfrenta desafios relacionados à gestão de resíduos agroindustriais. O reaproveitamento de resíduos para a produção de energias renováveis, como o biogás, é uma estratégia promissora para reduzir os impactos ambientais. As agroindústrias, especialmente o setor sucroenergetico, geram grandes volumes de resíduos, cuja destinação correta é obrigatória por legislação ambiental. Assim, o aproveitamento em biogás torna-se uma solução viável. A presente pesquisa visa contribuir com o avanço científico sobre a produção de biogás a partir da biomassa residual agroindustrial, com ênfase na co-digestão de resíduos, alinhando-se aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). A pesquisa foi realizada utilizando a co-digestão de três tipos de resíduos: vinhaça, torta-defiltro e dejetos bovinos. A caracterização das amostras envolveu análises de pH, sólidos, alcalinidade, ácidos orgânicos voláteis, carbono orgânico total, matéria orgânica, umidade e lignina. O teste do Potencial Bioquímico de Metano (PBM) foi determinado conforme a normativa alemã VDI 4630, com o objetivo de quantificar a produção acumulada de metano (CH4). Os experimentos indicaram volume acumulado de metano, com o melhor desempenho na razão de S/I de 0,25, com 87,86 mLNCH4/gSV. Em testes subsequentes, as razões S/I de 0,25 e 0,17, atingiram volumes de metano de 137,55 e 143,12 mLNCH4/gSV, respectivamente. Os resultados confirmam a co-digestão de resíduos agroindustriais melhora a produção de metano em sistemas de digestão anaeróbia

ABSTRACT: Sustainable development is a central theme in several countries, especially in Brazil, which faces challenges related to the management of agro-industrial waste. Reusing waste to produce renewable energy, such as biogas, is a promising strategy to reduce environmental impacts. Agro-industries, specially the sugar-energy sector, generate large volumes of waste, the correct disposal of which is mandatory by environmental legislation. Thus, the use of biogás becomes a viable solution. This research aims to contribute to scientific advancement in the production of biogas from agro-industrial residual biomass, with an emphasis on the co-digestion of waste, in line with the Sustainable Development Goals (SDGs). The research was carried out using the co-digestion of three types of waste: vinasse, filter cake and cattle manure. The characterization of the samples involved analyses of pH, solids, alkalinity, volatile organic acids, total organic carbon, organic matter, moisture and lignin. The Biochemical Potential of Methane (BMP) test was determined according to the German standard VDI 4630, with the objective of quantifying the accumulated production of methane (CH4). The experiments indicated an accumulated volume of methane, with the best performance at the S/I ratio of 0.25, with 87.86 mLNCH4/gSV. In subsequent tests, the S/I ratios of 0.25 and 0.17, reached methane volumes of 137.55 and 143.12 mLNCH4/gSV, respectively. The results confirm that co-digestion of agro-industrial residues improves methane production in anaerobic digestion system