Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25465| Título: | Digestão anaeróbia de bagaço de cana-de-açúcar: otimização de parâmetros operacionais de pré-tratamento alcalino |
| Título(s) alternativo(s): | Anaerobic digestion of sugarcane bagasse: optimization of alkaline pretreatment operational parameters |
| Autor(es): | Remor, Paula Verônica |
| Orientador(es): | Edwiges, Thiago |
| Palavras-chave: | Metano Indústria açucareira - Subprodutos Bagaço de cana - Indústria Methane Sugar - Manufacture and refining - By-products Bagasse industry |
| Data do documento: | 26-Nov-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | REMOR, Paula Verônica. Digestão anaeróbia de bagaço de cana-de-açúcar: otimização de parâmetros operacionais de pré-tratamento alcalino. 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2020. |
| Resumo: | 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. |
| Abstract: | Sugarcane is the most traded crop in the world and Brazil is the largest global producer. Sugarcane processing generates about 28% of waste in the form of bagasse (SB) with only 50% being used to generate energy from burning in the industries themselves. BC is a lignocellulosic substrate that, if pretreated, can be easily converted into biogas from anaerobic digestion. However, the application of pretreatments on a full scale is limited due to the lack of optimal parameters (chemical concentration and pretreatment time). This study evaluated the alkaline pretreatmentof SBon the Biochemical Methane Potential (BMP) and estimated ideal operational conditions for pretreatment. The SBwas pretreated with NaOH and KOH solutions with different concentrations between 1% and 10% (w/v) and contact times between 1 h and 12 h. The BMP for SBwith and without pretreatment was evaluated in batch mode with 125 mL bottles and an inoculum/substrate ratio of 3. The estimate of optimal pretreatment conditions was obtained through empirical statistical modeling. After generating the models, validation of predicted and observed values were performed. BMP for SBwithout pretreatment varied between 297-306 LNCH4kg VS-1and pretreatment with KOH and NaOH resulted in production values 19% and 20% higher. The optimum operating conditions were 7.7% and 8.3% for NaOH and KOH and contact time of about 12 h, being similar for both solutions. The statistical design indicated that concentrations between 4% and 10% NaOH and 6% and 10% KOH with the optimized contact time result in statistically similar BMP. The validation of the mathematical model indicated a satisfactory adjustment of the results predicted and observed with errors of only 4.5% for the NaOH model and 5.2% for the KOH. In this sense, the optimization of the pretreatment conditions allows a betterfull-scale processapplication because it allows the use of smaller quantities of chemical products and increased methane production. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25465 |
| Aparece nas coleções: | MD - Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| digestaoanaerobiabagacocana.pdf | 1,77 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.