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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37253| Título: | Codigestão anaeróbia do resíduo da produção de cogumelos Agaricus bisporus e soro de leite para a produção de biogás |
| Título(s) alternativo(s): | Anaerobic co-digestion of Agaricus bisporus mushroom production waste and whey to produce biogas |
| Autor(es): | Cirqueira, Natália de Oliveira |
| Orientador(es): | Pietrobelli, Juliana Martins Teixeira de Abreu |
| Palavras-chave: | Agaricus (Cogumelo) Resíduos agrícolas Soro Leite Biogás Digestão anaeróbia Agaricus Agricultural wastes Serum Milk Biogas |
| Data do documento: | 17-Fev-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | CIRQUEIRA, Natália de Oliveira. Codigestão anaeróbia do resíduo da produção de cogumelos Agaricus bisporus e soro de leite para a produção de biogás. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025. |
| Resumo: | As transformações globais recentes, impulsionadas pelo crescimento populacional acelerado e por conflitos geopolíticos, reforçaram a necessidade de investir em fontes de energia renováveis e sustentáveis como alternativas aos combustíveis fósseis. Nesse contexto, a otimização dos processos produtivos e o aproveitamento de resíduos, alinhados ao conceito de economia circular, têm ganhado destaque na produção de biocombustíveis e na geração de energia. Este estudo avaliou o potencial bioquímico de biogás (PBB) a partir da digestão anaeróbia de resíduos exauridos de cogumelos e da codigestão desse resíduo com soro de leite. Para garantir uma relação substrato/inóculo ideal (0,5), conforme a norma VDI 4630 (2016), foram realizadas análises de sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV). Além disso, os substratos foram submetidos a um pré-tratamento alcalino com NaOH 1% (v/v), na proporção 1:9 (substrato/hidróxido de sódio, p/p). Os experimentos foram conduzidos por 25 dias sob temperatura mesofílica. Os resultados mostraram que a maior produção de biogás foi obtida na monodigestão do resíduo de cogumelo pré-tratado, com um volume acumulado de 76,2 LN.(kg.SV)⁻¹, seguida pela codigestão do resíduo de cogumelos com soro de leite (67,6 LN.(kg.SV)⁻¹), monodigestão da celulose microcristalina (51,7 LN.(kg.SV)⁻¹), monodigestão do resíduo de cogumelo natural (46,6 LN.(kg.SV)⁻¹) e, por fim, pelo sistema contendo apenas inóculo (25,6 LN.(kg.SV)⁻¹). A modelagem cinética da produção de biogás, utilizando o modelo de Gompertz modificado, apresentou um bom ajuste aos dados experimentais (R²≥0,96). Embora a digestão do resíduo de cogumelo pré-tratado tenha gerado o maior volume de biogás, a codigestão com soro de leite demonstrou potencial promissor, sugerindo a necessidade de ajustes nas condições experimentais para otimizar o processo e direcionar futuras pesquisas. |
| Abstract: | Recent global transformations, driven by rapid population growth and geopolitical conflicts, have reinforced the need to invest in renewable and sustainable energy sources as alternatives to fossil fuels. In this context, optimizing production processes and utilizing waste, in line with the concept of a circular economy, have gained prominence in biofuel production and energy generation. This study evaluated the biochemical methane potential (BMP) from the anaerobic digestion of spent mushroom substrate and its co-digestion with whey. To ensure an optimal substrate/inoculum ratio (0.5), in accordance with VDI 4630 (2016), total solids (TS) and volatile solids (VS) analyses were performed. Additionally, the substrates underwent alkaline pretreatment with 1% NaOH (v/v) at a 1:9 ratio (substrate/sodium hydroxide, w/w). The experiments were conducted over 25 days under mesophilic conditions. The results showed that the highest biogas production was obtained in the mono-digestion of pretreated mushroom residue, with a cumulative volume of 76.2 LN.(kg.VS)⁻¹, followed by the codigestion of mushroom residue with whey (67.6 LN.(kg.VS)⁻¹), mono-digestion of microcrystalline cellulose (51.7 LN.(kg.VS)⁻¹), mono-digestion of raw mushroom residue (46.6 LN.(kg.VS)⁻¹), and, finally, the inoculum-only system (25.6 LN.(kg.VS)⁻¹). The kinetic modeling of biogas production using the modified Gompertz model showed a good fit to the experimental data (R²≥0.96). Although the digestion of pretreated mushroom residue yielded the highest biogas volume, co-digestion with whey demonstrated promising potential, highlighting the need for adjustments in experimental conditions to optimize the process and guide future research. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37253 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
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