O crescimento do potencial energético a partir da biomassa estimula o desenvolvimento e a criação de novas tecnologias neste setor. Neste trabalho realizou-se uma ampla pesquisa da produção, compressão e acondicionamento do biogás. Constatou-se durante essa pesquisa a necessidade da busca por alternativas que possibilitem a utilização eficiente deste biocombustível. Analisou-se a possibilidade da fabricação de um compressor alternativo para biogás que possa ser aplicado em pequenas unidades de produção por meio da modelagem das partes componentes. Primeiro efetuou-se a escolha do material considerando-se as características adequadas para construção do sistema de compressão. Depois disto dimensionou-se a camisa de compressão e a sua modelagem tridimensional com software Inventor 2010 (versão Student), além de válvulas e matrizes para fabricação. Complementarmente foi simulado o funcionamento do compressor (gráfico do deslocamento, velocidade e força com o software FluidSim da Festo Didatic). Por último executou-se o projeto eletropneumático, energização e lista de dispositivos necessários para montagem do compressor. Observou-se que essa tecnologia pode ser aplicada em pequenas plantas de produção de biogás. A comparação com outros sistemas de compressão revelou vantagens como a não haver contaminantes na compressão e acionamento, além da compressão poder se dar em ambiente separado do seu acionamento. / The growth of the energy potential from the biomass stimulates development and creation of new technologies in this sector. In this work is carried out extensive research in production, compression and biogas bottling. The need to search for alternatives has been evidenced during the research to make possible the efficient use of biofuel. After it analyzed the possibility of manufacturing of an alternative compressor for biogas which can be applied in small production units through the modeling of the contracting parties. At first it was effected the material choice considering the characteristics for the construction of the compression system. After this, was dimensioned a compression jacket, valves and matrices with the Student software Inventor 2010. Moreover the functioning of the compressor was simulated (its graphical of the displacement, speed and force with a FluidSim software from Festo Didatic). Finally was made a pneumatic project and was executed a list of necessary devices for the compressor assembly. It was observed to that this technology can be applied in small plants of production of biogas. The comparison with other systems of compression demonstrates that tis compressor haven’t contaminants, beyond the compression to be able to give itself in separate environment of its drive.

209f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-03-13T14:06:58Z No. of bitstreams: 1 Sheyla%20Haackseg.pdf: 3752782 bytes, checksum: 430294cbdab383756652a1b69de0efd2 (MD5) / Approved for entry into archive by Vania Magalhaes(magal@ufba.br) on 2013-03-14T13:21:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Sheyla%20Haackseg.pdf: 3752782 bytes, checksum: 430294cbdab383756652a1b69de0efd2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-14T13:21:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sheyla%20Haackseg.pdf: 3752782 bytes, checksum: 430294cbdab383756652a1b69de0efd2 (MD5) Previous issue date: 2009 / O esgotamento de algumas fontes de energia de origem fóssil gerado pelo aumento da demanda dos últimos anos, e a conscientização mundial quanto às questões ambientais, têm levado a uma busca contínua por novas formas sustentáveis de produção. Nesse novo contexto a tecnologia da biodigestão representa uma possibilidade na geração de energia limpa e, ao mesmo tempo, de redução dos impactos ambientais. O estado da Bahia possui o maior rebanho de caprino do Brasil, cuja geração de dejetos pode propiciar problemas de ordem sanitária. O aproveitamento desses resíduos, através do processo de biodigestão, além de tratar esses agentes poluentes, gera biogás, energia renovável e limpa, e biofertilizante, uma grade fonte de nutrientes para o solo. Este estudo avalia a viabilidade técnica e econômica para implantação de biodigestores no semiárido baiano, tendo como base o aproveitamento dos dejetos de caprinos. A metodologia aplicada partiu do processo de biodigestão e dos conceitos de sustentabilidade. Para tanto, foi realizado um mapeamento dos municípios baianos selecionados de acordo com critérios de regiões com rebanhos de caprinos, disponibilidade e qualidade da água. Foram caracterizados os dejetos caprinos para a geração de energia (biogás) e dos efluentes (biofertilizante), quantificando-se os resíduos e a produção de biogás e de biofertilizantes. Posteriormente foram calculados indicadores técnicos como: volume de biogás gerado, composição química, equivalência energética como GLP, a conversão do biogás em eletricidade, o volume de biofertilizante, equivalência ao fertilizante sintético e o crédito de carbono. A viabilidade técnica e econômica envolveu a análise do desempenho do processo de biodigestão, sua conversão em valores econômicos e os cálculos B/C, VPL, TIR e Payback. Para tanto, estimaram-se investimentos para implantação de biodigestores em função da quantidade de caprinos, incluindo ou não, os custos de mão de obra. Os resultados encontrados evidenciam que em certas condições, a implantação não é viável para o horizonte de vida útil do biodigestor e para tamanhos reduzidos de rebanho. Os principais aspectos encontrados estiveram vinculados aos casos de incorporação da mão de obra e do crédito de carbono. Os estudos também evidenciaram forte viabilidade para o uso em unidades de agricultura familiar em que a mão de obra não está incorporada, principalmente quando há aproveitamento dos dejetos na geração de biogás para uso como GLP e geração de eletricidade e do biofertilizante, chegando a apresentar um payback menor que dois anos e taxas de retorno TIR de até 66% para o aproveitamento combinado de GLP e biofertilizante. / Salvador

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225988.pdf: 2360252 bytes, checksum: 8fc5874c3ccd880a8b934bf9c5e577f6 (MD5) / Nesta dissertação foi estudado o manejo dos dejetos suínos em uma propriedade localizada no município de Braço do Norte no sul do estado de Santa Catarina. Com Aproximadamente 500 animais, a propriedade em questão é caracterizada como de pequeno porte e o objetivo dos sistemas de armazenamento é dar ao dejeto condições ideais, mantendo o potencial nutritivo, para posterior aplicação no solo. A produção diária de dejetos tem volume de 3 m3 os quais são bombeados, a partir de uma caixa de passagem, para os dois sistemas de armazenamento. O primeiro é composto por uma lagoa de armazenamento de 240 m3 e o segundo por um biodigestor de 90 m3 ligado em série com uma lagoa de 360 m3. Para a remoção de matéria orgânica e na manutenção do potencial nutritivo do dejeto o segundo sistema foi o mais eficiente. Os sistemas foram submetidos a seis situações com diferentes cargas volumétricas aplicadas num tempo total de 246 dias e, de maneira comparativa relacionaram-se os resultados encontrados nesta pesquisa com os obtidos por Henn (2005), onde o autor avaliou, o mesmo sistema, nos primeiros 150 dias de operação. As cargas volumétricas aplicadas em ambos sistemas variaram de 1,4 a 0,15 g/Kg.dia e a concentração efluente de DQO foi de cerca 8,50; 2,86 e 1,29 g DQO/kg respectivamente para o biodigestor e para as lagoas, apresentando uma remoção de carga orgânica acima de 90%. Para os sólidos totais esse comportamento foi semelhante, apresentando remoção de 85% para o biodigestor e 94% para as lagoas, sendo que a concentração do dejeto bruto para este parâmetro foi igual a 73 gST/Kg. A concentração dos nutrientes (NTK, NH3-N e PO4) no efluente foi baixa, porém justificada pelo modo como as coletas foram realizadas nas lagoas e pela análise do lodo realizada tanto no biodigestor quanto na lagoa do segundo sistema. A produção de biogás chegou a apresentar 32m3.dia-1 e a análise cromatográfica exibe uma concentração média de 54,4% de CH4. Contudo pode-se concluir que os sistemas minimizam o impacto causado pelo dejeto no meio ambiente e permitem que a propriedade atenda os requisitos da Legislação. This research aimed at studying the handling of swine manure in a property located in Braço do Norte, a city in the south of Santa Catarina. With approximately 500 animals, the property studied has small bearing characteristics, and the objective of the storage systems is to give ideal conditions for the dejection, keeping its nutritional potential for later application in the ground. The daily production of manure has a volume of 3m3 which is pumped from a passage box toward two storage systems. The first consists of a 240m3 storage pond, and the second is a 90m3 biodigester followed by a 360m3 pond. The second system presented more efficiency. The systems were submitted to six situations with different applied volumetric loads in a period of 246 days, and these results were compared to the ones found in a study conducted by Henn (2005), where the author evaluated the same system in the first 150 days of operation. The applied volumetric loads in both systems varied from 0,15 to 1,4 g/Kg.d and the effluent concentration of COD was 8,50; 2,86 and 1,29 g COD/kg respectively for the biodigester and ponds, presenting an organic load removal above 90%. For the total solids, this behavior was similar, presenting a removal of 85% for the biodigester and 94% for the ponds, being that the concentration of the rude dejection for this parameter was 73 g ST/Kg. The concentration of the nutrients (NTK, NH3-N and PO4) in the effluent was low, however this was justified by the way the collection had been realized in the ponds and by the analysis of the sludge carried both in the biodigester and in the pond of the second system. The production of biogas presented 32m3/d and the chromatographic analysis showed an average concentration of 54,4% of CH4. However, it can be concluded that the systems minimize the impact caused by the manure in the environment, and are in accordance with the requirements in the Legislation.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-03-26T12:53:51Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1380851 bytes, checksum: e5ee300e167112e4fcab92c274dfde00 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-26T12:53:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1380851 bytes, checksum: e5ee300e167112e4fcab92c274dfde00 (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A demanda mundial por energia e a preocupação com o meio ambiente são crescentes. O biogás responde essas duas questões uma vez que é uma fonte de energia renovável obtida por meio do tratamento ambiental de dejetos orgânicos. O potencial de produção de biogás de determinada matéria orgânica depende de variáveis físicas e bioquímicas do processo de biodigestão, como temperatura e pH, que podem ser controladas visando uma maior eficiência do processo. Esta dissertação analisa algumas circunstâncias políticas e estratégicas acerca da criação de um programa nacional de incentivos à produção e uso de biogás no Brasil por meio de uma análise crítica do tema feita a partir de uma ampla revisão de literatura. O potencial brasileiro de geração de biogás em sistemas automatizados é calculado por meio de uma metodologia simples baseada em dados práticos de plantas dinamarquesas e do condomínio de agroenergia Ajuricaba, no sul do Brasil. O Brasil tem programas de incentivos ao uso e produção de energias renováveis, como o álcool e o biodiesel. A experiência adquirida com a aplicação desses programas serve de aprendizado para a criação de um programa nacional de biogás. Outros países alcançaram a viabilidade econômica da exploração comercial do biogás após incentivos governamentais. O Brasil enfrenta desafios políticos e tecnológicos para fazer funcionar um programa nacional de biogás que é uma fonte estratégica para redução de demanda no horário de ponta do sistema elétrico de potência, devido ao seu fácil armazenamento e confiabilidade. Os resultados deste trabalho mostram que sistemas automatizados, de forma geral, elevam em 133% a produção de biogás, quando comparados com sistemas simples, dando ao Brasil um potencial de geração de biogás de 22,81 bilhões de m 3 /ano, em uma perspectiva conservadora. A implantação de políticas que incentivem o uso e produção de biogás no Brasil é necessária e traria diversos benefícios econômicos, sociais, ambientais e tecnológicos, assim como ocorreu em países como a Alemanha e Dinamarca, além de viabilizar a exploração do grande potencial energético brasileiro a partir dessa fonte renovável. / Global demand for energy and concern for the environment is increasing. Biogas responds to these two issues since it is a source of renewable energy obtained through the environmental treatment of organic waste. The biogas production potential of organic matter depends on the physical and biochemical variables of the digestion process, such as temperature and pH, which can be controlled for a higher efficiency of the process. This masters thesis analyzes some political and strategic circumstances about the creation of a national incentive program for the production and use of biogas in Brazil through a critical analysis of the theme made from literature review. The Brazilian potential for biogas generation in automated systems is calculated using a simple methodology based on practical data from Danish plants and the Ajuricaba agroenergy condominium in southern Brazil. Brazil has incentive programs for the use and production of renewable energy, such as ethanol and biodiesel. The background from the application of these programs serves as a learning tool for the creation of a national biogas program. Other countries have achieved the economic viability of commercial biogas exploitation because of government incentives. Brazil faces political and technological challenges to run a national biogas program that is a strategic source for demand reduction in the peak hours of the power system due to its easy storage and reliability. This research results show that automated systems, in general, increase biogas production by 133% when compared to simple systems, giving Brazil a potential biogas generation of 22.81 billion m 3 /year, in a conservative perspective. The implementation of policies that encourage the use and production of biogas in Brazil is necessary and would bring several economic, social, environmental and technological benefits, as it has occurred in countries such as Germany and Denmark, as well as making feasible the exploitation of the great Brazilian energy potential from this renewable source.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-12-17Bitstream added on 2014-06-13T21:02:56Z : No. of bitstreams: 1 000751281.pdf: 1417271 bytes, checksum: fa65857f4f8010ff39d07e4ccfef8730 (MD5) / A glicerina bruta é um resíduo da produção de biodiesel de baixo valor agregado, no entanto, possui alto teor de carbono e potencial para produzir bons resultados se co-digerida de maneira anaeróbia com um material rico em nitrogênio como os dejetos de animais. Sendo assim, objetivou-se com este trabalho avaliar a co-digestão de dejetos de bovinos leiteiros e dois tipos de glicerina bruta: bruta e bruta loira, em biodigestores anaeróbios operados em sistema semi-contínuo, sob delineamento experimental inteiramente casualizado com cinco repetições por tratamento, sendo DBL – dejetos de bovinos leiteiros + água; DBL+GB – dejetos de bovinos leiteiros + glicerina bruta + água; DBL+GL – dejetos de bovinos leiteiros + glicerina bruta loira + água. As cargas diárias foram iniciadas tanto no DBL+GB como no DBL+GL com 1,25% de glicerina bruta passando em seguida para 2,5; 5; 7,5, 10, 15 e 20%; os aumentos nas porcentagens foram graduais e realizados a cada 30 dias, sendo este o TRH estabelecido. Os parâmetros avaliados foram: pH, acidez volátil (AV), alcalinidade total (AT), relação AV/AT, temperatura, reduções dos teores de sólidos totais (ST) e de sólidos voláteis (SV), produção de biogás/dia, teor de metano (CH4), potencial de produção de biogás por quilograma: de substrato (m3 kg-1 subst.), de sólidos totais adicionados (m3 kg-1ST adic.), de sólidos voláteis adicionados (m3 kg-1 SV adic.) e de dejetos de bovinos leiteiros (m3 kg-1 dej.), teores de... / Crude glycerin is a waste from biodiesel production with a low added value, however, it has a high carbon content and potential to produce good results if it is co-digested with a rich nitrogen material as animal manures. This way, the aim of this study was the co-digestion evaluation of dairy cattle manures and two types of crude glycerin: crude and blonde crude, in anaerobic digesters operated in semi-continuous system, under experimental design entirely randomized with 5 repetitions for each treatment, DBL – dairy cattle manures + water; DBL+GB - dairy cattle manures + crude glycerin + water; DBL+GL - dairy cattle manures + blonde crude glycerin + water. Daily loads were initiated both in DBL+GB and DBL+GL with 1,25% of crude glycerin and then rising to 2,5; 5; 7,5, 10, 15 and 20%; increases in percentages were made gradually and every 30 days. The parameters assessed were: pH, volatile fatty acids (VFA), total alkalinity (TA), VFA/TA ratio, temperature, removal of total solids (TS) and volatile solids (VS), biogas production, methane rate (CH4), potential of biogas production per kilogram: of substrate (m3 kg-1 subst.), total solids added (m3 kg-1 TS add.), volatile solids added (m3 kg-1 VS add.) and dairy cattle manures (m3 kg-1 dej.), nitrogen, phosphorus, potassium, carbon and organic matter content and carbon/nitrogen ratio. Least Square Means statistics was used to analyze the data (p<0,05). DBL+GB and DBL+GL treatments provided increments in biogas production in relation to DBL in all crude glycerin percentages tested. CH4 contents have been satisfactory and always above 59%, in all treatments. The ST and VS removals from DBL were less than DBL+GB and DBL+GL, and in these, increases in crude glycerin quantities accompanied. Potentials of biogas production varied according to the analyzed parameter: per kg of substrate and per kg of manures were higher in DBL+GB and in DBL+GL ...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-05Bitstream added on 2014-06-13T19:20:54Z : No. of bitstreams: 1 colen_f_dr_botfca.pdf: 239462 bytes, checksum: 1ed52d4de7249d54e3e75c8f7842afae (MD5) / O estudo do potencial energético do caldo de cana-de-açúcar foi conduzido em laboratório, num reator anaeróbio de fluxo ascendente e leito de lodo (UASB) de volume total de 9,72 litros e volume útil de 7,78 litros. A temperatura de funcionamento do reator foi de 35oC ± 1oC. A cana utilizada no experimento era cortada uma vez por semana, moída e armazenada em geladeira à temperatura de 4oC pelo mesmo período. O substrato ou afluente foi caracterizado como o caldo de cana fermentado naturalmente (azedado) por 24 horas, no qual eram acrescentados bicarbonato de sódio, uréia e fosfato diácido de potássio para correção do pH e das relações carbono/nitrogênio e carbono/fósforo, respectivamente, o pH do afluente ficou fixado na faixa de 6,00 a 6,60. O inóculo utilizado no estudo foi cedido por uma cervejaria e o reator recebeu 4,5 litros de lodo granulado. Os parâmetros analisados foram: demanda química de oxigênio, sólidos totais e voláteis, alcalinidade total, acidez volátil, pH, composição química do caldo, açúcar redutor e redutor total, volume e composição do biogás. Na partida do reator colocou-se o lodo e completou-se o volume restante com uma solução de água destilada e caldo de cana com uma DQO aproximada de 200 mg.L-1 e esperou-se 48 horas; após este período começou-se a bombear 5 mL diariamente até que se chegou a um volume de 510 mL por dia, distribuídos em três períodos: primeiro das 12:00 às 12:30 horas; segundo das 18:00 às 18:30 horas e o terceiro das 00:00 às 00:30 horas, sendo que para isto utilizou-se um temporizador... .

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-04Bitstream added on 2014-06-13T20:42:15Z : No. of bitstreams: 1 queiroz_sc_dr_botfca.pdf: 1047820 bytes, checksum: 48cd59deba03da3e476920a2851482af (MD5) / O presente trabalho teve por objetivo a modelagem estatística da produção acumulada de biogás utilizando-se de modelos de regressão não linear, a partir do estudo no processo de biodigestão anaeróbia, em 4 tratamentos com três repetições em 12 biodigestores do tipo batelada abastecidos com dejetos bovinos, inóculo e água, em 3 ciclos de fermentação. Conduziu-se um estudo para determinar os efeitos da variação da quantidade de estrume, água e inóculo na produção de biogás e reduções nos teores de sólidos totais (ST) e voláteis (SV). A partir dos dados de produção diária de biogás e da temperatura do ar, foi feita uma correção no volume de biogás para 1 atm e 20 oC. Com os dados já corrigidos, foram feitas avaliações semanais da produção de biogás ao longo do experimento. Foram obtidos dados relativos as produções diárias de biogás, nos 3 ciclos, apresentados sob forma de totais, em m3 e em valores acumulados para cada tratamento. Assim, foi feita a modelagem estatística, a partir dos tratamentos definidos, utilizando-se dos modelos de Gompertz e Exponencial (regressão não-linear), seguindo duas linhas metodológicas distintas. Inicialmente foram considerados modelos de regressão não-linear somente com um componente determinístico (Gompertz) e posteriormente com dois componentes (mistura de Exponencial com Gompertz). Nas duas linhas metodológicas os ajustes do volume acumulado foram feitos para a média e para as 3 repetições dos tratamentos, em cada ciclo. Os ajustes de uma Gompertz e mistura de Exponencial com Gompertz dos modelos estatísticos propostos para o volume acumulado de biogás para todos tratamentos dos três ciclos, se mostraram adequadas em todas as situações experimentais. Foram estudadas as propriedades amostrais dos estimadores através de simulações sob ótica distribucional e, devido à não-normalidade dos mesmos... . / This study aimed at the statistical modeling of the accumulated biogas production by using non-linear regression models from the study of the anaerobic biodigestion process, in 4 treatments with three repetitions in 12 batch biodigesters fed with bovine faeces, inoculant and water, in 3 fermentation cycles. A study was conducted in order to determine the effects of the manure, water and inoculant amount variation in biogas production and in the reduction of total solids (TS) and total volatile (VS) values. Based on the data relating to the daily production of biogas and air temperature, a correction in the biogas volume to 1 atm and 20oC was made. With the corrected data, weekly evaluations of the biogas production along the experiment were performed. After the corrections in the biogas volume for each treatment in the 3 cycles, we obtained data related to the daily biogas production, which were presented in totals, in m3 and in accumulated values for each treatment. Therefore, the statistical modeling was made from the defined treatments using the Gompertz and the Exponential models of non-linear regression, according to two distinct methodological lines. Firstly we considered a non-linear regression model containing only one determining component (Gompertz), and later the two-component model (a mixture of the Exponential and Gompertz models). In both methodological lines the adjustments of the accumulated volume were made for the average and repetition of treatments in each cycle. The adjustments of one Gompertz, and a mixture of Exponential with Gompertz of the statistical models proposed for the accumulated volume of biogas for all treatments, in the three cycles, was adequate in all experimental situations. The sampling properties of the estimators were studied through simulations performed under a distribution point of view. This study found out... (Complete abstract, click electronic address below).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000-06-02Bitstream added on 2014-06-13T19:02:06Z : No. of bitstreams: 1 barana_ac_dr_botfca.pdf: 290669 bytes, checksum: 49423519af96902f8d4f492037f21e42 (MD5) / Um grande problema enfrentado pelas indústrias produtoras de farinha de mandioca é o destino da manipueira, resíduo líquido gerado na proporção de 300L/ton de raiz processada. Poluente devido à alta carga orgânica e tóxico pela presença do glicosídeo cianogênico Linamarina, potencialmente hidrolisável a cianeto. Sem solução a baixo custo, as empresas descartam o efluente em rios e terrenos próximos. Com a promulgação da Lei Federal nº9433, sancionada em 8 de janeiro de 1997, que instituiu sobre a Política Nacional de Recursos Hídricos, maior atenção deve ser dada aos resíduos industriais. Por essa lei as empresas passam a pagar não apenas pela água consumida, mas pela quantidade e qualidade do efluente descartado em corpos d'água. As farinheiras também utilizam grande quantidade de lenha para secagem da farinha em fornos de baixa eficiência. Para tentar solucionar os dois problemas, poluição ambiental e energético, pesquisas têm sido feitas no CERAT, Centro de raízes e Amidos Tropicais, sobre tratamento anaeróbio de manipueira. Nesse processo, além de redução da carga orgânica, ocorre produção de gás metano, que pode ser queimado, substituindo parte da lenha na secagem da farinha. Pesquisas anteriores comprovaram que o tratamento da manipueira em biodigestores de fase única não é viável, devido à acidificação excessiva do meio. Neste trabalho, foi feita a avaliação do tratamento de manipueira em biodigestores fase acidogênica e metanogênica. O reator acidogênico utilizado foi do tipo fluxo ascendente, TRH (Tempo de Retenção Hidráulica) de um dia e temperatura mantida em 35 1ºC. O metanogênico, um filtro anaeróbio de fluxo ascendente, foi operado com TRH de três dias e temperatura de 32º 1C. O efluente do reator acidogênico foi utilizado como afluente do reator metanogênico. Foram analisados nos afluentes e efluentes de cada reator... / One of the biggest problems faced by cassava flour factories is the destination of manipueira, a liquid waste generated in large amounts (300L/ton of processed roots). This waste causes pollution due to its high organic load and is toxic because contains lynamarine, a cyanogenic glycoside potentially convertible to cyanide. Without any low-cost solution, cassava flour factories discard this waste in rivers or in areas close to them. After implementation of Brazilian law nº9433, from January 8th, 1997 that is related to the National Policy for Water Resources more attention should be paid relatively to industrial waste treatment. The industries will have to pay not only for the consumed water, but also for the amount and quality of the waste discharged in the rivers. Cassava factories also need large amounts of firewood for drying flour on low-efficiency ovens. Searching for a solution for these problems, environmental and energy, researches are being developed at CERAT about anaerobic treatment of manipueira. In this process, beyond reducing organic load there is production of methane a fuel gas that can advantageously substitute firewood in flour drying. Previous researches showed that treating manipueira in one-phase biodigestors was not viable due to excessive acidification. In the present work acidogenic and methanogenic biodigestors were evaluated for treating manipueira. The acidogenic reactor was an upflow reactor, one-day HRT (Hydraulic Retention Time) and temperature kept at 35 l 1ºC. The methanogenic reactor, an anaerobic upflow filter, was operated with a three-day HRT, temperature of 32 l 1ºC. The acidogenic reactor effluent was employed as influent of the methanogenic reactor. Total and volatile solids, pH, alkalinity and acidity, COD (Chemical Demand Oxygen) and minerals were analysed for both influent and effluent, as well as the amount and composition of the produced biogas...(Complete abstract, click electronic access below)

Orientador : Profª. Drª. Daniela Neuffer / Co-orientador : Prof. Dr. Klaus Fischer e Profª. Msc. Marielle Feilstrecker / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 05/08/2015 / Inclui referências: f. 60-65 / Resumo: Nos anos recentes, o uso de fontes de energias renováveis, como eólica, solar, biomassa e hidrelétrica, cresceu ao redor do mundo. Todavia, um problema relacionado com essas fontes de energia é que elas podem apresentar um fornecimento intermitente. Uma opção versátil para compensar as diferenças entre a demanda e o fornecimento de energia por outras fontes renováveis é o uso da produção flexível do biogás. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi de avaliar a influência da alimentação de uma mistura de cereais e lodo digerido na produção flexível de biogás. Os experimentos foram realizados em um reator anaeróbico piloto de 250 l, com temperatura de operação mantida na faixa de 31 ± 1 °C, com uma alimentação diária e cargas orgânicas volumétricas progressivas da mistura a ser testada (0,70, 0,94, 1,19 e 1,43 gMOS/(l·d)). As condições do processo analisadas durante o experimento foram: a temperatura de operação do reator, o volume e a composição do gás produzido, o pH, o teor de matéria seca e o teor de matéria orgânica seca do lodo formado no biodigestor. Os resultados mostraram que o aumento da carga volumétrica utilizada provocou o crescimento da produção de gás, mas também a redução do teor de metano do biogás de 58% para até 46%. O rendimento de metano no biogás produzido variou de 188,31 Nm³/tMOS a 201,59 Nm³/tMOS. A taxa de degradação do substrato apresentou valores médios de 69%. Não foi possível observar uma tendência similar de crescimento do volume de gás entre os experimentos realizados. Após 96 h sem alimentação, a produção de gás seguiu uma tendência de decaimento logarítmico. A comparação dos resultados obtidos com os de um estudo similar, mostrou que a mistura utilizada para a co-digestão nesse trabalho apresenta um maior potencial para a produção flexível. Todavia, por se tratar de um assunto recente, os estudos de flexibilidade e de produção orientada com a demanda ainda carecem da criação de critérios e valores de referência a serem seguidos para atingir a flexibilidade. Palavras-chave: Energia renovável. Co-digestão. Lodo digerido. Mistura de cereais. Produção orientada com a demanda. / Abstract: In recent years, the use of energy from renewable sources like wind, solar, biomass and hydropower, increased around the world. However, a problem related to these energy sources is that they can provide an intermittent power supply. A versatile option to compensate the discrepancy between the demand and the energy supply from other renewable sources is the use of flexible production of biogas. In this context, the aim of this study was to evaluate the influence of feeding a mixture of cereals and digested sludge in a flexible production of biogas. The experiments were performed in a pilot anaerobic reactor of 250 l, with operating temperature maintained in the range of 31 ± 1 °C, with daily feeding and step by step increasing volume loads of the mixture to be tested (0.70, 0.94, 1.19 and 1.43 gODS/(l·d)). The process conditions analyzed during the experiment were: the reactor operating temperature, the volume and the composition of the produced gas, pH, dry matter content and the organic dry matter content of the sludge formed in the digester. The results showed that the use of higher volume loads caused an increase of the gas production but also a reduction of the methane content up 58% to 46%. Methane yield in the produced biogas varied from 188.31 Nm³/tODS to 201.59 Nm³/tODS. The average substrate degradation rate was 69%. It was not possible to observe a similar trend in the growth of volume of gas between the experiments. After 96 h without feeding, the gas production follows a logarithmic decay. The comparison of results obtained with a similar study showed that the mixture used for the co-digestion in this work has a higher potential for flexible production. However, because it is a recent issue the studies related to flexible and the demand driven production still require the establishment of criteria and benchmarks to be followed, in order to be achieve flexibility. Keywords: Renewable energy. Co-digestion. Digested sludge. Cereal mixture. Demand driven production.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-20Bitstream added on 2014-06-13T19:23:36Z : No. of bitstreams: 1 miranda_ap_dr_jabo.pdf: 553828 bytes, checksum: d736c8d07571b50750a6e56f01d50fae (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Avaliaram-se dietas formuladas com milho ou sorgo para suínos nas fases inicial, crescimento e terminação sobre o desempenho dos animais, digestibilidade dos nutrientes, produção e características de fezes e urina e biodigestão anaeróbia dos dejetos. No ensaio de desempenho não foram verificadas diferenças quanto ao consumo médio diário de ração, ganho médio diário de peso e conversão alimentar. Foi realizado um ensaio de digestibilidade em cada fase de crescimento dos animais utilizando o método de coleta total de fezes, não se observando diferenças para coeficientes de digestibilidade da matéria seca e da energia bruta, coeficiente de metabolizabilidade, energia digestível e metabolizável. Os maiores coeficientes de digestibilidade da proteína bruta e proteína digestível foram verificados nos animais alimentados com dietas à base de milho na fase terminação. Para animais alimentados com dietas formuladas com sorgo foram verificados maiores valores de matéria seca digestível nas fases crescimento e terminação. Verificou-se maior produção média de fezes para animais alimentados com dietas formuladas com sorgo, gerando maiores coeficientes de resíduo. Os maiores teores de sólidos totais e voláteis foram verificados nas fezes de animais alimentados com dieta à base de milho, em todas as fases de crescimento. As concentrações médias dos nutrientes nas fezes e na urina variaram entre os tratamentos e fases. O abastecimento de 20 biodigestores indicou maiores reduções nos teores de sólidos voláteis e maiores produções de biogás quando se utilizaram fezes de suínos alimentados com dietas formuladas à base de milho. As concentrações médias dos nutrientes no afluente e efluente dos biodigestores variaram entre os tratamentos e fases. / There were evaluated diets formulated with corn or sorghum for pigs in the initial stages, growing and finishing on the growth performance of animals, digestibility of nutrients, production and characteristics of feces and urine and anaerobic digestion of pigs manure. In the test of growth performance were not found differences in the average daily consumption of feed, average daily weight gain and feed conversion. There was performed a test of digestibility at each stage of growth of animals using the total collection of feces, no difference was observed for digestibility coefficients of dry matter and gross energy, coefficient to metabolize, digestible and metabolizable energy. The highest rates of digestibility of crude protein and digestible protein were observed in animals fed with diets based on corn in the finishing stage. For animals fed diets formulated with sorghum there were observed higher values of digestible dry matter in growing and finishing phases. There was a greater average production of feces by animals fed with diets based on sorghum, generating higher coefficient of waste. The highest levels of total and volatile solids were found in the feces of animals fed with diets containing corn, in all the stages of growth. The average concentrations of minerals in feces and urine varied among treatments and stages. The supply of 20 anaerobic digesters indicated greater reductions in the volatile solids levels and greater production of biogas when using waste from pigs fed with diets based with corn. The average concentrations of minerals in the affluent and effluent in the anaerobic digesters varied among treatments and stages.