Desempenho de um aquecedor de água a biogás

Estudos foram desenvolvidos para dimensionar e adaptar o injetor do queimador principal de um aquecedor de água tipo acumulação de 75 L. O diâmetro do injetor foi redimensionado em função da pressão de serviço de 100 mm H2O e poder calorífico inferior do biogás de 21.600 kJ m-3 n, garantindo a manutenção da potência calorífica do equipamento de 20.900 kJ h-1. Os resultados demonstraram que o queimador adaptado operou com biogás adequadamente, com chama estável. A eficiência média do aquecedor foi de 68%, para ganho térmico de 36,7 ºC, correspondendo à temperatura final da água igual a 62,7 ºC, sendo consumido 0,796 m³n de biogás, aquecendo 75 L de água em 72 minutos.

Viabilidade técnica e econômica da substituição de fontes convencionais de energia por biogás em assentamento rural do Estado de São Paulo

O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade econômica da implantação de dois biodigestores com uso de dejetos animais em área do Assentamento de Trabalhadores Rurais no município de Itaberá - SP, no ano de 2005; um deles para o fornecimento de energia para os domicílios e outro para as atividades produtivas. Foram avaliados os benefícios referentes ao fornecimento de energia elétrica e térmica, a partir do biogás, para cinco domicílios da agrovila do assentamento e para as atividades produtivas, comparativamente aos custos de construção e operação para produção de biogás. Os resultados mostraram a viabilidade econômica da produção de gás em ambos os biodigestores. Foram gerados benefícios no valor de R$ 3.698,00 por ano e R$ 9.080,57 por ano, nos biodigestores para os domicílios e produção, respectivamente; bem como o equivalente a R$ 1.478,28 por ano referentes à produção de biofertilizante. O custo anual do processo é de R$ 1.218,50 em cada biodigestor. O prazo de recuperação do investimento é de 2,5 anos e 11 meses, para a produção de biogás nos domicílios e na produção, respectivamente. Os resultados podem ser utilizados para subsidiar políticas públicas direcionadas ao aproveitamento de biomassa para a produção de energia a baixos custos no segmento da agricultura familiar.

Avaliação do desempenho de um aquecedor para aves adaptado para utilizar biogás como combustível

Desenvolveu-se ensaio para avaliar a adaptação (diâmetro do injetor) e o desempenho (consumo e eficiência de aquecimento) de um aquecedor tipo campânula, adaptado para queimar biogás. Foi testado um aquecedor comum que, queimando gás liquefeito de petróleo (GLP), opera à baixa pressão (28 cm.c.a.), com capacidade calorífica de 5.024 kJ h-1 e recomendado para 500 aves. O aquecedor foi avaliado com o combustível original (GLP), sem qualquer modificação no injetor de gás, e após adaptação para o funcionamento a biogás. Na adaptação, foi mantida a mesma grelha do queimador principal, aumentando-se a perfuração do injetor para permitir o funcionamento e a avaliação. Foram avaliados cinco injetores com perfurações de 1,0053; 1,5080; 1,5708; 1,7672 e 1,980 mm². Também se variaram as pressões do biogás na entrada do aquecedor de 10; 12; 15; 17 e 20 cm de coluna d'água (cm.c.a.). Os resultados indicaram que as expressões de cálculo teórico e parâmetros propostos na bibliografia podem ser utilizados com segurança na adaptação de aquecedores do tipo campânula utilizados em aviários; que a adaptação é de simples execução, indicando a viabilidade da utilização dos aquecedores já existentes em granjas e no mercado, e que as temperaturas do ar foram semelhantes às obtidas com o combustível original (GLP).

Potencial de produção de biogás remanescente nos efluentes de biodigestores abastecidos com dejetos de suínos, com e sem separação da fração sólida, e conduzidos sob diferentes tempos de retenção hidráulica

O objetivo foi avaliar o potencial poluidor remanescente dos efluentes de biodigestores abastecidos com dejetos de suínos com separação da fração sólida (CSFS) e sem separação da fração sólida (SSFS), e conduzidos sob diferentes tempos de retenção hidráulica (TRH). Os efluentes utilizados eram de biodigestores semicontínuos manejados com TRH de 15; 22; 29 e 36 dias, com e sem separação da fração sólida. Foram utilizados biodigestores batelada, que permaneceram em operação por todo o tempo em que houve produção de biogás (60 dias). Foram avaliadas a produção e a qualidade do biogás, bem como os potenciais de produção por kg de sólidos totais e sólidos voláteis, e as demandas química e bioquímica de oxigênio. Utilizou-se do delineamento inteiramente casualisado, em esquema fatorial 2x4, com três repetições por tratamento. Foram encontrados potenciais de produção de 385 e 117 litros de CH4kg-1 de SV adicionados no material SSFS e CSFS, respectivamente, no menor TRH (15 dias), e potenciais de produção de 74 e 18 litros de CH4kg-1 de SV adicionados no material SSFS e CSFS, respectivamente, no maior TRH (36 dias).

Viabilidade econômica da utilização do biogás produzido em granja suínícola para geração de energia elétrica

A produção de biogás por meio de biodigestão anaeróbia representa um avanço para equacionar o problema dos dejetos produzidos pela suinocultura e disponibilidade de energia no meio rural. Este trabalho teve como objetivo estimar a viabilidade econômica de um sistema biointegrado para geração de eletricidade a partir do aproveitamento de dejetos de suínos. Os dados para este estudo foram coletados em uma agroindústria, onde são realizadas diversas atividades agrícolas; entretanto, a suinocultura foi selecionada para o processo de análise de biodigestão anaeróbia, pelo fato de gerar uma grande quantidade de dejetos, com dificuldade de disposição no meio ambiente, configurando um estudo de caso. O biodigestor analisado é um modelo tubular contínuo, com calha de água em alvenaria e com uma manta plástica como gasômetro, onde são depositados diariamente os dejetos de 2.300 suínos em fase de terminação. O investimento inicial para implantação foi estimado em R$ 51.537,17, e os custos anuais do sistema foram de R$ 5.708,20 com manutenção, R$ 4.390,40 com depreciação e R$ 1.366,77 com juros. Concluiu-se que o sistema de produção de biogás é viável do ponto de vista econômico, se o consumo de energia elétrica for de 35 kWh por dia, em média, onde o valor presente líquido (VLP) é de R$ 9.494,90, e a taxa interna de retorno (TIR) é de 9,34% ao ano.

Produção específica de biogás a partir de manipueira em reator de fase única

O presente artigo mostra um estudo sobre a produção de biogás a partir de manipueira, considerando o volume de um reator de fluxo tubular horizontal de fase única. O objetivo do trabalho foi avaliar a produção de biogás aumentando-se as cargas orgânicas e os volumes de alimentação, o que resultou em redução do tempo de retenção hidráulica (TRH). O reator foi alimentado continuamente, com cargas orgânicas de 1,18; 1,28; 1,57 e 2,68 g DQO L-1rd-1 (gramas de demanda química de oxigênio por litro de reator por dia) em TRHs de 15; 13,0; 8,3; 6,6 dias, respectivamente. As produções de biogás foram de 0,52; 0,41; 0,65 e 0,63 L L-1rd-1, destacando-se que o primeiro TRH avaliado foi o de 13 dias, seguido de 8,3; 6,6 e 15 dias. Do estudo, concluiu-se que, com a diminuição do TRH, ocorre maior produção de biogás por volume de reator. Consequentemente, através da utilização do TRH adequado, pode-se aproveitar melhor o volume do reator, fato que resultará em economia na implantação da tecnologia em indústrias processadoras de mandioca.

Análise econômica da geração de energia elétrica a partir do biogás na suinocultura

A demanda por fontes alternativas de energia tem crescido nos últimos anos em função das variações do preço do petróleo aliadas à recente crise energética. Por meio da digestão anaeróbia é possível transformar os dejetos de suínos em biogás. No presente trabalho, estudou-se a viabilidade econômica do uso do biogás como fonte alternativa para a geração de energia elétrica para diferentes períodos de geração. O método utilizado para a avaliação econômica foi o Valor Presente Líquido. O tempo de retorno do capital investido também foi calculado levando em consideração o desconto da taxa de juros nos fluxos de caixa. O estudo demonstrou ser economicamente viável a utilização do biogás da suinocultura, como fonte para geração de energia elétrica. O aumento da demanda de energia elétrica na propriedade aumenta o Valor Presente Líquido e diminui o tempo de retorno do investimento.

Avaliação dos custos de implantação de biodigestores e da energia produzida pelo biogás

RESUMO Este trabalho objetivou avaliar os custos envolvidos na construção de modelos de biodigestores (indiano, chinês e canadense) no município de Cascavel – PR. Determinaram-se os custos de produção de energia a partir do biogás produzido por dejetos de caprinos, bovinos e suínos, para sistemas de semiconfinamento. Foram utilizadas propriedades rurais com 20; 40; 60; 80 e 100 animais de cada um dos três grupos avaliados. A partir do volume de dejetos produzidos por animal, foram dimensionados os biodigestores e calculados os custos para a construção e a implantação de cada modelo, e o custo total da produção anual de energia em função do número de animais. O biodigestor modelo canadense apresentou o menor custo de construção e de implantação, variando de R$ 2.104,00 a R$ 7.266,00. A geração de energia com dejetos de suínos apresentou o menor custo, variando de 0,015 a 0,050 R$/KWh em biodigestor modelo canadense. A maior produção anual de energia foi verificada para bovinos, variando de 24.090 kWh/ano a 120.450 kWh/ano, para os três modelos de biodigestor em estudo.

Biodigestão anaeróbia de efluente de abatedouro avícola

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o processo de biodigestão anaeróbia no tratamento de efluentes de abatedouro avícola, considerando-se os TRH de 7, 14 e 21 dias, além da adição de enzima lipolítica aos substratos, nas concentrações de 0; 0,5; 1,0 e 1,5 g L-1 de carga adicionada aos biodigestores. A influência dos TRH e da adição de enzima lipolítica aos substratos foi avaliada por meio das produções de biogás e CH4, dos potenciais de produção por DQO, adicionada e removida, bem como pelas reduções dos teores de DQO, concentrações de N, P e K e dos valores de pH. Os resultados obtidos demonstraram que houve influência dos TRH (em que o TRH 7 expressou os melhores resultados, para produção semanal média de biogás, com 40,7 L, e CH4, com 32,2 L) e das concentrações de enzimas, com maiores valores de produção para os tratamentos 1,0 (24,6 L) e 1,5 g L-1 (26,2 L), que não diferiram entre si. As concentrações de enzimas de 1,0 e 1,5 g L-1 apresentaram maiores potenciais de produção de biogás (1,1 e 1,1 L g-1 de DQO adicionada, respectivamente) e metano (0,9 e 0,8 L g¹ de DQO adicionada, respectivamente), quando comparadas com as da 0,5 g L-1 (0,8 e 0,7 L g-1 biogás e CH4, respectivamente) e 0 (0,7 e 0,5 L g-1 biogás e CH4, respectivamente). As maiores remoções de DQO foram alcançadas nas concentrações de 0,5 g L-1 (83,3%) e TRH de 21 dias (74,4%). Contudo, para que haja maior eficiência na reciclagem energética, recomenda-se a utilização de concentrações de 1,0 g L-1 de efluente e tempo de retenção hidráulica de 7 dias.

Viabilidade do tratamento do soro de queijo com digestão anaeróbia

O principal objetivo deste trabalho con sistiu em avaliar a digestão anaeróbia de soro de queijo (68.000mg DQO/l), sem correção de pH, em digestores tipo mistura completa, semi-contínuos em escala laboratorial, mantidos à temperatura de 35° ± 1°C. Foi utilizado como inóculo estéreo bovino, com teor de sólidos totais igual a 8%. O experimento foi desenvolvido num período de 100 dias, onde os primeiros 20 dias foram caracterizados pela aclimatação do inóculo e quatro tempos de retenção (¸) de 20 dias. Foi adicionado em cada reator uma carga de 3,0g DQO/l de reator/dia. No primeiro ¸ a carga foi dividida em 3 partes e adicionada aos digestores em intervalos de 8 horas. No segundo ¸ a carga foi dividida em 2 partes e adicionada aos digestores em intervalos de 12 horas; no terceiro ¸ foi utilizado intervalo de 6 horas para a alimentação com a carga de DQO dividida em 4 porções; o quarto ¸ foi caracterizado pela alimentação da carga total de uma única vez. O acompanhamento do experimento foi feito por análises de acidez, alcalinidade e pH, juntamente com produção de biogás; foi avaliado também a DQO no efluente. Foi constatado que os sistemas de alimentação empregados no presente trabalho, influenciaram no desenvolvimento do processo, sendo que a produção de ácidos graxos voláteis foi acentuada durante os TRH estudados levando a um desequilíbrio populacional e, consequentemente, a uma baixa eficiência de tratamento. Nestas condições, a produção de biogás expressa em 1.biogás/g DQO destruído foi de 0,35 l/g.

Biodigestão anaeróbia de dejetos de caprinos obtidos nas diferentes estações do ano

Foram utilizados dejetos produzidos por caprinos, em diferentes estádios fisiológicos e submetidos ao mesmo regime alimentar, nas quatro estações do ano. O objetivo foi avaliar o efeito das estações do ano sobre a digestão anaeróbia de resíduos de caprinos em biodigestores modelo batelada com volume útil de 60 L de substrato em fermentação e mantidos sob temperatura ambiente. Foram avaliadas as produções de biogás, as reduções de sólidos voláteis (SV), os potenciais de produção (m³ de biogás/kg de substrato, de estrume, de sólidos totais (ST) ou sólidos voláteis), os números mais prováveis de coliformes totais e fecais, e a composição do biogás. As reduções de SV foram de 38; 34; 33 e 39% para o verão, outono, inverno e primavera, respectivamente. Os totais de biogás produzidos foram de 1,06 m³ no verão, 0,88 m³ no outono, 0,88 m³ no inverno e 0,99 m³ na primavera, e os potenciais de produção médios foram de 0,02 m³ de biogás/kg de substrato e 0,2 m³ de biogás/kg de estrume para todas as estações. As reduções médias de coliformes totais e fecais foram de 99,99% em todas as estações, e os teores máximos de CH4 no biogás foram 88,3; 84,6; 80,6 e 79,2%, para o verão, outono, inverno e primavera, respectivamente.

Balanço energético em galpão de frangos de corte

Com o objetivo de avaliar o fluxo de energia em galpão de frangos de corte, realizou-se estudo de balanço energético após acompanhamento de oito lotes de criação, em galpão comercial da empresa Frango Sertanejo, Sertãozinho - SP. Foi quantificado o poder calorífico de cada componente envolvido no processo de produção (direto e indireto, entradas e saídas), utilizando-os posteriormente para o cálculo do coeficiente de eficiência energética. Determinaram-se os consumos de ração (kg), produção de frango vivo (kg), aves mortas/descartadas (kg), produção de cama de frango (kg), água (L), gás liquefeito de petróleo - GLP (kg), energia elétrica (kWh), combustíveis (L), mão-de-obra (hora-homem), máquinas e implementos (horas) e instalações e equipamentos (m² e horas). O fluxo líquido de energia demonstrou que a atividade possui alto consumo energético, apresentando eficiência energética de 28%. Da energia direta de entrada, 10,2% corresponde à maravalha; 0,3% às aves; 86,5% à ração; 0,8% à eletricidade, e 2,1% ao GLP, e da energia de saída, 46,7% poderia retornar na forma de biogás, por meio da biodigestão anaeróbia da cama, gerando economia, já que se deixa de adquirir GLP para consumo no galpão.

Biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos sob efeito de três temperaturas e dois níveis de agitação do substrato: considerações sobre a partida

Neste trabalho, avaliou-se a biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos. Para isso, foi utilizado esquema laboratorial, constituído de 24 digestores com volume total de 14 L, sendo cada um abastecido com dejetos de suínos em fase de terminação, diluídos em água, perfazendo 10 L de volume útil de substrato com concentração inicial de sólidos totais de 6%. Três grupos formados por oito desses biodigestores foram expostos a três temperaturas (25; 35 e 40 ºC) e a dois níveis de agitação (com e sem) do substrato. A análise da fase de partida foi feita com base na produção média acumulada de biogás, num período de 71 dias. Os resultados demonstraram que a agitação não interferiu e que o melhor desempenho, inclusive o menor tempo gasto para atingir determinado nível de produção de biogás, foi verificado na temperatura de 35 ºC.

Desempenho de reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo em dois estágios tratando águas residuárias de suinocultura

Avaliou-se o desempenho de dois reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) em escala-piloto com volumes de 908 L e 188 L, instalados em série, alimentados com águas residuárias de suinocultura com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) variando de 2.216 mg L-1 a 7.131 mg L-1 e submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 62,3 e 31,1 h, no primeiro reator, e de 12,9 e 6,5 h, no segundo reator. As eficiências médias de remoção de DQOtotal variaram de 74,0% a 89,6% no Reator 1 e de 34,3% a 45,1% no Reator 2, resultando em valores médios de 86,6% a 93,1% para o sistema de tratamento em dois estágios com carga orgânica volumétrica (COV) na faixa de 3,40 a 14,44 kg DQOtotal m-3 reator d-1 no Reator 1. As concentrações de metano no biogás foram acima de 75% para o Reator 1 e de 80% para o Reator 2. Os valores médios de pH variaram na faixa de 6,9 a 8,2 para o efluente do Reator 1 e de 7,0 a 8,3 para o efluente do Reator 2. Os ácidos voláteis totais mantiveram-se estáveis com concentrações médias abaixo de 200 mg L-1. Esses resultados indicaram que as condições de carga orgânica, em termos de DQO e SSV, impostas ao sistema de tratamento anaeróbio em dois estágios, não foram limitantes para que houvesse o desenvolvimento de lodo com microbiota adaptada e com alta atividade, propiciando altas eficiências médias de remoção de matéria orgânica (86,6 a 93,1% para DQOtotal e 85,6 a 88,2% para SSV) e taxas de produção de metano de 0,156 a 0,289 m³ CH4 kg-1 de DQO removida.

Desempenho de processo anaeróbio em dois estágios (reator compartimentado seguido de reator UASB) para tratamento de águas residuárias de suinocultura

Avaliou-se o efeito das águas residuárias de suinocultura com concentrações de sólidos suspensos totais em torno de 6.000 mg L-1 (DQOtotal variando de 7.557 a 11.640 mg L-1) no desempenho de processo anaeróbio em dois estágios compostos por reator compartimentado (ABR) e reator de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), instalados em série, em escala-piloto (volumes de 530 e 120 L, respectivamente), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 56 a 18 h no primeiro reator e de 13 a 4 h no segundo reator. As eficiências médias de remoção de DQOtotal variaram de 71,1 a 87,5% no reator ABR e de 41,5 a 50,1% no reator UASB, resultando em valores médios de 86,8 a 94,9% para o sistema de tratamento anaeróbio em dois estágios com carga orgânica volumétrica (COV), na faixa de 5,05 a 10,12 kg DQOtotal (m³ d)-1, no reator ABR, e de 2,83 a 9,63 kg DQOtotal (m³ d)-1, no reator UASB. As eficiências de remoção de SST e SSV foram da ordem de 95,6%. O teor de metano no biogás manteve-se acima de 70% para os dois reatores. A produção volumétrica de metano máxima de 0,755 m³ CH4 (m³ d)-1 ocorreu no reator 1, com COV de 10,12 kg DQOtotal (m³ d)-1 e TDH de 18 h. Os valores médios de pH variaram na faixa de 7,2 a 8,0 para os efluentes dos reatores 1 e 2. Os ácidos voláteis totais mantiveram-se estáveis com concentrações abaixo de 200 mg L-1. Com variações abruptas e acentuadas de concentrações de SST e DQOtotal do afluente, os reatores mantiveram as eficiências de remoção de DQO e sólidos suspensos, em torno de 70%, e a qualidade do biogás, com 80% de CH4.