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Título: Avaliação da viabilidade técnica e econômica da produção de biogás a partir de resíduo do processamento industrial de vegetais
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the technical and economic viability of biogas production from waste from industrial vegetable
Autor(es): Arruda, Heder Jobbins de
Orientador(es): Sydney, Alessandra Cristine Novak
Palavras-chave: Biogás
Energia - Fontes alternativas
Digestão anaeróbia
Resíduos industriais
Estudos de viabilidade
Biogas
Renewable energy sources
Anaerobic digestion
Factory and trade waste
Feasibility studies
Data do documento: 21-Fev-2020
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Dois Vizinhos
Ponta Grossa
Citação: ARRUDA, Heder Jobbins de. Avaliação da viabilidade técnica e econômica da produção de biogás a partir de resíduo do processamento industrial de vegetais. 2020. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2020.
Resumo: A substituição de fontes de energias fósseis por energias renováveis é uma preocupação constante. A demanda por produtos prontos para o consumo ou de preparo rápido tem aumentado e as empresas que atuam neste ramo tem se deparado com o aumento no consumo de energia e da geração de passivo ambiental. A industrialização de vegetais gera uma grande quantidade de resíduos orgânicos como casca, polpa, partes não comestíveis da planta e água residuária do processo. Assim, se faz necessária a destinação adequada desses resíduos, enquadrando-se na legislação vigente e reduzindo o impacto ao meio ambiente. A biodigestão ou digestão anaeróbia é um processo que além de estabilizar compostos orgânicos gera o biogás, gás combustível composto basicamente por CH4 e CO2, e uma nova biomassa, material líquido/sólido que pode ser utilizada como biofertilizante. O objetivo deste trabalho é verificar a viabilidade técnica e econômica da digestão anaeróbia do resíduo de processamento de vegetais de uma indústria no estado do Paraná, visando a produção de energia e a destinação adequada dos resíduos sólidos. Para atender ao objetivo, foram identificados os resíduos com potencial teórico de conversão a metano, realizou-se análises físico-químicas para caracterizar aspectos importantes na biodigestão, verificou-se o máximo potencial bioquímico de metano do resíduo aplicando a metodologia VDI 4630 e estimou-se o retorno financeiro que pode ser obtido com a produção energia. Foi possível constatar um potencial teórico semelhante entre os resíduos vegetais, e assim, a sazonalidade da produção não afetaria significativamente o desempenho do biodigestor. Selecionou-se o resíduo do processamento de batatas inglesas, por representar quase a totalidade do resíduo gerado pela empresa, e este apresentou uma relação C:N de 42,04, um teor de SVT de 8,68% e pH de 7,33. No ensaio de Potencial Bioquímico de Biogás, obteve-se uma produção acumulada de 615 L/kgSVT em 31 dias, sendo que no décimo quinto dia atingiu-se 600 L/kgSVT, com uma média de 50,89% de metano. O melhor aproveitamento deste volume de biogás observado é em substituição aos combustíveis GNV e GLP consumidos pela própria unidade industrial. Subprodutos como o gás carbônico e o biofertilizante, ou mesmo o próprio biogás, poderão ser negociados em parcerias com produtores da região.
Abstract: The replacement of fossil energy sources by renewable energy is a constant concern. The demand for ready-to-eat or fast-prepared products has increased and companies operating in this field have faced an increase in energy consumption and the generation of environmental liabilities. The industrialization of vegetables generates a large amount of organic waste such as peel, pulp, inedible parts of the plant and wastewater from the process. Thus, it is necessary to properly dispose of these residues, in accordance with current legislation and reducing the impact on the environment. Biodigestion or anaerobic digestion is a process that in addition to stabilizing organic compounds generates biogas, a fuel gas basically composed of CH4 and CO2, and a new biomass, liquid/solid material that can be used as a biofertilizer. The objective of this work is to verify the technical and economic feasibility of anaerobic digestion of vegetable processing waste from an industry in the state of Paraná aiming at energy production with biogas and the proper disposal of solid waste. To meet the objective, the residues with the theoretical potential for conversion to methane were identified, physicochemical analyzes were performed to characterize important aspects in biodigestion, the maximum biochemical potential of methane in the residue was verified using the VDI 4630 methodology and estimated the financial return that can be obtained from energy production. It was possible to verify a similar theoretical potential among the vegetal residues, and thus, the seasonality of the production does not significantly affect the biodigester performance. The potato processing residue was selected because it represents almost all of the waste generated for industry, and it had a C:N ratio of 42,04, an VS content of 8.68% and a pH of 7,33. In the Biochemical Biogas Potential test, an accumulated production of 615 L/kgVS was obtained in 31 days, and on the fifteenth day it reached 600 L/kgVS, with an average of 50,89% of methane. The best use of this volume of biogas observed is to replace the CNG and LPG fuels consumed in the industrial unit itself. By-products such as carbon dioxide and biofertilizer, or even biogas itself, may be negotiated in partnership with producers in the region.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4867
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