Eliminação/valorização de resíduos de frutas (kiwi) por digestão anaeróbia

Este estudo tem como objetivo a valorização económica de resíduos agroindustriais, nomeadamente resíduos de kiwi, por digestão anaeróbia de forma a otimizar a produção de biogás e a sua qualidade (% CH4). Trata-se de uma pesquisa experimental que consistiu na avaliação da produção de biogás usando diferentes proporções de substrato e inóculo, quatro valores distintos para a razão C:N, inóculo de diferentes digestores e colheita do inóculo em épocas distintas do ano. Os ensaios foram desenvolvidos num reator batch em condições mesofílicas, sendo o processo acompanhado por monitorização dos parâmetros: pH, Alcalinidade, Ácidos Gordos Voláteis (AGV), Sólidos Totais (ST), Sólidos Voláteis (SV), Carência Química de Oxigénio (CQO) e Carbono. Para a totalidade dos ensaios, o valor de pH no reator praticamente não apresentou variação, mantendo-se em torno de 7,0; a alcalinidade do meio, 1500 mg CaCO3/L, revelou-se adequada uma vez que no final do processo de DA a concentração de AGV (400-600 mg/L), nunca excede os valores considerados críticos. Os resultados obtidos apresentam valores interessantes para um número considerável de ensaios. Das 10 experiências realizadas, em duas foram obtidos resultados muito significativos em relação à literatura; o ensaio com 1% de substrato (experiência 2) registou uma produção de biogás de 1628 L/kg SV com uma %CH4 de 57% e o biogás de maior qualidade, 85% de metano, foi obtido no ensaio com 5% de resíduo de kiwi (experiência 10). As experiências em que se avaliou o efeito da razão C:N foram as menos produtivas, possivelmente devido à inibição da atividade da população microbiana pelo KNO3. A qualidade do inóculo revelou-se determinante num conjunto de ensaios, nomeadamente quando a sua colheita foi realizada no inverno, com o digestor a apresentar temperaturas bastante baixas. De acordo com os valores mais favoráveis para a produção de biogás, por tonelada de resíduo de kiwi poderá ser obtido um valor monetário bruto de 102 €, resolvendo-se um problema de eliminação deste resíduo, com valorização energética simultaneamente.

This study aims to analyze the economical valorization of agroindustrial waste, specifically kiwi waste, by anaerobic digestion in order to optimize biogas production and its quality (% CH4). This is an experimental research that evaluates biogas production using different proportions of substrate and inoculum, four distinct values for C:N ratio, inoculum of different digesters and harvest of the inoculum in different times of the year. The experiments were developed in a batch reactor under mesophilic conditions, and the process was conducted by monitoring parameters: pH, alkalinity, Volatile Fatty Acids (VFA), Total Solids (TS), Volatile Solids (VS), Chemical Oxygen Demand (COD) and Carbon. For all the tests, the pH value in the reactor practically did not change and remained around 7,0; the alkalinity, 1500 mg CaCO3/L, proved to be adequate since at the end of the AD process the VFA concentration (400-600 mg/L) did not exceed the values considered critical. The results showed interesting values for the number of tests done. 10 experiments were conducted in which two were very significant according to the literature; the test with 1% of substrate (experiment 2) showed a biogas production of 1628 L/kg VS with a %CH4 of 57% and a higher quality biogas, 85% of methane, was obtained in the experiment using 5% of kiwi waste (experiment 10). The experiments which evaluated the effect of C:N ratio were the least productive, possibly due to inhibition of the activity of the microbial population by KNO3. The quality of the inoculum was determinant in a set of trials, especially when the crop was harvested during the winter, the digester presented very low temperatures. According to the most favorable values for biogas production, it could be obtained a gross monetary value of 102 € per tonne of kiwi waste, solving the problem of disposal of this waste, with energy recovery simultaneously.

Este trabalho foi em parte financiado pelo Projeto POCI-01-0145-FEDER-006984 - Laboratório Associado LSRE-LCM - financiado pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER), através do COMPETE2020 – Programa Operacional Competitividade e Internacionalização (POCI) e por fundos nacionais através da Fundação para a Ciência e a Tecnologia.