Avaliação técnica e econômica de um biodigestor de fluxo tubular: estudo de caso do modelo implantado na etec "orlando quagliato" em Santa Cruz do Rio Pardo, SP

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

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.

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).

Parâmetros de dimensionamento para biodigestores batelada operados com dejetos de vacas leiteiras com e sem uso de inóculo

Objetivou-se avaliar a adição de inóculo na biodigestão anaeróbia de dejetos de vacas leiteiras reciclados em biodigestores bateladas pela quantidade de biogás produzida, pela redução dos sólidos voláteis e pelos potenciais de produção de biogás para obtenção de parâmetros de dimensionamento. Foram utilizados 12 biodigestores bateladas de campo de 60 L, cujos substratos continham dejetos de vacas leiteiras, água e quatro adições de inóculo (0; 20; 30 e 40% v/v). Adotaram-se tempos médios de retenção hidráulica de 75 e 150 dias para os tratamentos contendo inóculo e sem inóculo, respectivamente, nos períodos intermediário, chuvoso e seco do ano. Maiores produções de biogás ocorreram com maiores temperaturas médias do ar. Maiores potenciais de produção de biogás foram obtidas com uso de 40% de inóculo, de 0,07 m³ de biogás por kg de dejetos, com a utilização rápida do biogás, a partir de quatro dias. Tempos de retenção hidráulica de 45 dias podem ser adotados, o que reduz o volume do biodigestor e custos de implantação.

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 animal e o meio ambiente: uma comparação entre potencial de emissão de metano dos dejetos e a quantidade de alimento produzido

O objetivo do trabalho foi efetuar a comparação das principais espécies de interesse agropecuário, em relação à eficiência de conversão das dietas em produtos de origem animal (carne ou ovo), produção de resíduo e potencial de emissão de metano, a partir da fermentação dos resíduos. Para isso, foram selecionadas cinco espécies de animais durante a fase de produção: 1) suínos, do nascimento ao abate (peso vivo (PV) final de 90 kg) ; 2) bovinos, do desmame ao abate (PV: 520 kg); 3) caprinos, do desmame ao abate (PV: 30 kg); 4) aves, durante toda a fase de postura (14,7 kg de ovos); 5) frango de corte, do nascimento ao abate (PV: 3,1 kg). Para a estimativa dos parâmetros propostos, foram medidos os dados do desempenho e efetuou-se a biodigestão anaeróbia dos dejetos produzidos pelos animais. De maneira geral, os dejetos dos ruminantes apresentaram altas concentrações de fibra e baixos potenciais de produção de biogás; no entanto, o menor desempenho destes animais na conversão do alimento em produto e a maior produção de dejetos fizeram com que eles apresentassem maiores produções de metano por kg de alimento produzido.

Parâmetros de dimensionamento para biodigestores batelada operados com dejetos de vacas leiteiras com e sem uso de inóculo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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.

Balanço energético em galpão de frangos de corte

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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).

Produção animal e o meio ambiente: uma comparação entre potencial de emissão de metano dos dejetos e a quantidade de alimento produzido

O objetivo do trabalho foi efetuar a comparação das principais espécies de interesse agropecuário, em relação à eficiência de conversão das dietas em produtos de origem animal (carne ou ovo), produção de resíduo e potencial de emissão de metano, a partir da fermentação dos resíduos. Para isso, foram selecionadas cinco espécies de animais durante a fase de produção: 1) suínos, do nascimento ao abate (peso vivo (PV) final de 90 kg) ; 2) bovinos, do desmame ao abate (PV: 520 kg); 3) caprinos, do desmame ao abate (PV: 30 kg); 4) aves, durante toda a fase de postura (14,7 kg de ovos); 5) frango de corte, do nascimento ao abate (PV: 3,1 kg). Para a estimativa dos parâmetros propostos, foram medidos os dados do desempenho e efetuou-se a biodigestão anaeróbia dos dejetos produzidos pelos animais. de maneira geral, os dejetos dos ruminantes apresentaram altas concentrações de fibra e baixos potenciais de produção de biogás; no entanto, o menor desempenho destes animais na conversão do alimento em produto e a maior produção de dejetos fizeram com que eles apresentassem maiores produções de metano por kg de alimento produzido.

Cassava wastewater (manipueira) treatment using a two-phase anaerobic biodigestor

Um biodigestor anaeróbio de duas fases foi utilizado para se analisar a produção de metano com diferentes cargas de entrada de manipueira. A fase acidogênica foi realizada em processo de batelada e a metanogênica em biodigestor anaeróbio de fluxo ascendente e leito fixo com alimentação contínua. As cargas orgânicas de entrada variaram de 0,33 a 8,48 gDQO (Demanda Química de Oxigênio)/L.dia. A maior porcentagem de metano encontrada foi de 80,9%, com carga orgânica de 0,33g e a menor, 56,8%, obtida com 8,49gDQO/L.d. A maior taxa de redução de DQO foi de 88,89%, obtida com carga orgânica de 2,25g e a menor, 54,95%, com 8,48gDQO/L.d. Analisando-se os dados apresentados verificou-se que a biodigestão anaeróbia pode ser conduzida, pelo menos, de duas maneiras, ou seja, para produção de energia (metano) ou para redução de carga orgânica. A carga orgânica de entrada deve ser calculada em função do objetivo a ser alcançado com a biodigestão anaeróbia.

Start-up adjustment of a plug-flow digester for cassava wastewater (manipueira) treatment

Um dos resíduos gerados no processamento da mandioca (Manihot esculenta) é a manipueira, passível de tratamento por biodigestão anaeróbia. Este trabalho objetivou estudar o processo de partida de um biodigestor tipo plug-flow, tratando manipueira de duas maneiras: diminuindo-se gradativamente o tempo de retenção hidráulica (TRH) até se chegar ao tempo pré-estabelecido, quatro dias; ou mantendo-se o TRH fixo em quatro dias e aumentando-se gradativamente a concentração do afluente. O biodigestor, com capacidade 1980 mL, foi mantido a temperatura de 32ºC ± 1. Empregou-se como substrato manipueira e ajustou-se o pH entre 5,5 e 6,0. A primeira etapa foi caracterizada empregando-se TRH de 16,6; 13,6; 11,6 e 9,6 dias e 3,1; 2,0; 2,3 e 2,9 g DQO L-1 d-1 de carga orgânica, respectivamente. Na segunda etapa manteve-se TRH fixo, 4 dias, porém cargas orgânicas de 0,48, 0,86, 1,65 e 2,46 g DQO L-1 d-1. Determinaram-se no afluente e efluente, sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV), demanda química de oxigênio (DQO), alcalinidade e acidez volátil. Na primeira etapa, melhores resultados foram observados trabalhando com TRH 9,6 dias e carga orgânica 2,9 g DQO L-1 d-1, quando houve redução de DQO, ST e SV de 60%, 44% e 60%, respectivamente. Na segunda etapa o TRH de 4 dias apresentou melhores resultados empregando-se carga orgânica de 0,86 g DQO L-1 d-1, houve redução de 71%, 58% e 79% de DQO, ST e SV, respectivamente. A partida do biodigestor plug-flow tratando manipueira, pode ser realizada tanto diminuindo-se o TRH, quanto mantendo-o fixo e aumentado-se a concentração do afluente.

Avaliação dos resíduos sólidos e líquidos num sistema de abate de bovinos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Função Gompertz aplicada a modelagem de produção do biogás em biodigestor tipo batelada

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA