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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30179| Título: | Bioprocessos únicos e integrados na estabilização de resíduos de restaurante |
| Título(s) alternativo(s): | Unique and integrated bioprocessesin the stabilization of restaurant waste |
| Autor(es): | Poncio, Anna Paula |
| Orientador(es): | Tavares, Maria Herminia Ferreira |
| Palavras-chave: | Resíduos orgânicos Vermicompostagem Gestão integrada de resíduos sólidos Organic wastes Vermicomposting Integrated solid waste mangement |
| Data do documento: | 12-Ago-2022 |
| Editor: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | PONCIO, Anna Paula. Bioprocessos únicos e integrados na estabilização de resíduos de restaurante. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2022. Disponível em: https://tede.unioeste.br/handle/tede/6196. Acesso em: 25 nov. 2022. |
| Resumo: | A gestão de resíduos é um grande desafio nas sociedades modernas, fundamental para a sustentabilidade ambiental e melhoria da qualidade de vida. O setor de alimentação tem sido uma das principais fontes de geração de resíduos nos últimos anos e os restaurantes se destacam pela abundância de resíduos alimentares gerados, classificados como resíduos sólidos orgânicos (RSO). Estima-se que 931 milhões de toneladas de resíduos alimentares (RA) foram gerados em 2019, sendo 26% provenientes de food service. Quando dispostos no meio ambiente de forma incorreta, geram problemas como lixiviação de nutrientes, emissão de gases poluentes e contaminação, sendo considerado um problema de saúde pública. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes bioprocessos de estabilização sobre RSO gerados em restaurantes, com relação às características físico-químicas e ao valor agronômico do produto final. Para tanto, foram realizados tratamentos aeróbios de compostagem, vermicompostagem direta e vermicompostagem integrada com pré-tratamento de compostagem e tratamentos anaeróbios por meio de monodigestão anaeróbia (MonoDA) e codigestão anaeróbia (CoDA). A compostagem foi realizada durante 100 dias, por meio de composteiras fechadas. Foram realizados três tratamentos, todos em triplicata, com diferentes proporções em volume de RA e aparas de grama, como agente estruturante. O desempenho do processo foi avaliado quanto à temperatura e reduções de massa e volume, os compostos orgânicos quanto às características físico-químicas e espectroscópicas. A vermicompostagem foi realizada por meio de seis tratamentos, sendo três com resíduos pré-compostados por 25 dias (T4, T5 e T6), oriundos dos tratamentos de compostagem citados e três tratamentos com as mesmas proporções, porém com resíduos crus (T1, T2 e T3). Ao final, foram avaliadas as características físico-químicas e espectroscópicas dos vermicompostos, número de ovos, minhocas jovens e adultas. Para os ensaios anaeróbios foram utilizados RA diluídos com água para a MonoDA e água residuária de bovinocultura de leite para a CoDA. Estes foram conduzidos por 60 dias. O desempenho dos processos foi avaliado por meio do potencial de produção de biogás, potencial de produção de metano, teor de metano no biogás e características físico-químicas do digestato. No resultado da compostagem, observou-se interferência do percentual de RA em alguns parâmetros. O tratamento T2, realizado com o maior percentual de alimento, apresentou o menor índice exotérmico (2329,9 °C), em relação aos demais tratamentos e menores valores de pH, CTC e relação CTC:COT. A análise dos componentes principais (ACP) revelou semelhança entre os compostos de T1 e T3 aos 100 dias de processo e maior proximidade com parâmetros de maturidade, enquanto T2 apresentou tendência oposta. Os processos de vermicompostagem direta e vermicompostagem integrada, com pré-tratamento em composteiras fechadas, apresentaram resultado semelhante quanto à adaptação e sobrevivência das minhocas e quanto à análise espectroscópica. Com relação às características físico-químicas, a análise multivariada permitiu concluir que apenas o tratamento T6 se diferenciou dos demais. Nas condições estudadas a qualidade do vermicomposto sofreu influência pela integração dos bioprocessos apenas na proporção 40% RA e 60% aparas de grama (T6). Nos tratamentos anaeróbios, a melhor condição de recuperação de energia ocorreu por meio de CoDA, com teor de metano de 56,22%, produção de biogás em 0,642 L g-1SVadd d-1 e produção de metano em 0,352 L CH4g-1SVadd d-1, porém o processo demonstrou indícios de desequilíbrio e acidificação ao final de60 dias. A MonoDA produziu menor quantidade de biogás e teor de metano, com acidificação anterior à CoDA. As análises permitiram concluir que os processos realizados são alternativas viáveis para a reciclagem de nutrientes contidos nos RA e para geração de energia limpa, porém a integração de processos não trouxe vantagens adicionais para a vermicompostagem. |
| Abstract: | Waste management is a major challenge within modern societies, fundamental for environmental sustainability and the improvement of life quality. The food sector has been one of the main sources of waste generation in recent years and restaurants stand out for the abundance of food waste that is generated, classified as solid organic waste (SOW). It is estimated that 931 million tons of food waste (FW) were generated in 2019, 26% of which came from the food service industry. When disposed of in the environment incorrectly, food waste generates problems such as nutrient leaching, emission of polluting gases and contamination, as it is considered a public health problem. This dissertation aimed to evaluate the effect of different stabilization bioprocesses on SOW generated in restaurants, regarding its physicochemical characteristics as well as the agronomic value of the final product. For this purpose, the research carried out aerobic composting treatments, direct vermicomposting and vermicomposting integrated with composting pretreatment and anaerobic treatments by means of anaerobicmonodigestion (MonoDA) and anaerobic codigestion (CoDA). The composting process was executed for 100 days using closed compost bins. Three treatments were performed, all in triplicate, with different proportions in volume of FW and grass clippings as structuring agent. The performance of the process was evaluated in terms of temperature and mass and volume reductions, the organic compounds in terms of physicochemical and spectroscopic characteristics. Vermicomposting was conducted through six treatments, three of which with waste that had been pre-composted for 25 days (T4, T5 and T6), coming from the aforementioned composting treatments and three treatments with the same proportions, but with raw waste instead (T1, T2 and T3). At the end, the physicochemical and spectroscopic characteristics of the vermicomposts, number of eggs, young and adult earthworms were evaluated. The anaerobic assays utilized FW diluted with water for the MonoDA and dairy cattle wastewater for the CoDA, which were conducted for 60 days. Process performance was evaluated through biogas production potential, methane production potential, methane content in the biogas and physicochemical characteristics of the digestate. In some parameters of the composting result, an interference of the FW percentage was observed. Treatment T2, performed with the highest percentage of food, displayed the lowest exothermic index (2329.9 °C) when compared to the other treatments and the lowest values of pH, CTC and CTC:COT ratio. Main component analysis(MCA) revealed similarity between the compounds of T1 and T3 at 100 days of process and greater proximity to maturity parameters, whilst T2 exhibited the opposite trend. The direct vermicomposting and integrated vermicomposting processes, with pre-treatment in closed compost bins, showed similar results in relation to the adaptation and survival of the earthworms and regarding the spectroscopic analysis. When it comes to the physicochemical characteristics, the multivariate analysis allowed the research toconclude that only the treatment T6 was different from the others. Under the conditions studied, the quality of the vermicompost was influenced by the bioprocesses integration only in the proportion of 40% FW and 60% grass clippings (T6). In the anaerobictreatments, the best energy recovery condition occurred through CoDA, with methane content of 56.22%, biogas production in 0.642 L g-1SVadd d-1and methane production in 0.352 L CH4g-1SVadd d-1; however, the process showed signs of imbalance and acidification at the end of 60 days. The MonoDA produced less biogas and methane content, with acidification prior to CoDA. The analyzes allowed this study to conclude that the processes carried out are viable alternatives for the recycling of nutrients contained in the FW and for the generation of clean energy. On the other hand, the integration of processes did not engender additional advantages to vermicomposting. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30179 |
| Aparece nas coleções: | PCS - Teses |
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