BRAÚNA, C. H. da C. Co-digestão anaeróbia de tortas de oleaginosas visando à produção de metano. 2012. 157 f. Tese (Doutorado em Engenharia Cívil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-27T18:34:52Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_chcbrauna.pdf: 2056496 bytes, checksum: a468435e9cc9d38ede31017b0ce616e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-01T18:05:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_chcbrauna.pdf: 2056496 bytes, checksum: a468435e9cc9d38ede31017b0ce616e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-01T18:05:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_chcbrauna.pdf: 2056496 bytes, checksum: a468435e9cc9d38ede31017b0ce616e4 (MD5) Previous issue date: 2012-07 / This research aimed to study the anaerobic treatment of different oilcake, biodiesel production waste using anaerobic batch reactors with different configurations, in order to generate biogas and a more stable waste in a environmental point of view. We studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake inoculated with sludge from a UASB reactor. The study was divided into three phases. In the first phase, we studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake, with two different inoculum:substrate ratios based volatile solids. In the second phase, we studied the impact of the zeolite adsorbent to reduce the concentration of ammonia and its influence on the biogas production of castor oilcake. Two natural zeolites with different physical characteristics were tested and compared to reactors without the inclusion of the adsorbent. In the third phase, were avaliated physicochemical treatments to accelerate the hydrolysis rate of substrate and thereby improve the performance of the reactors. It were tested thermal, ultrasonic, acid and alkaline treatment, and their effects on methane production were analyzed by means of multivariate factorial experiment. Research has shown that methane can be produced from oilseed cakes, with up to 0.194 LCH4.g-1VS for castor oilcake, and 0.243 LCH4.g-1VS and 70% methane in the biogas, for both substrates. Recalcitrant compounds present in the composition of oicake and the production of inhibitory substances prevent further degradation of the substrates and increased production of methane. A higher ratio of inoculum and volatile solids provides more favorable conditions for anaerobic digestion with biogas production increased by volatile solids added, however, results in lower production of methane per reactor volume. Adding zeolite to the medium led to a reduction of the ammonia concentration and consequent increase in methane production while the cost of application should be assessed. The multifatorial experiment showed the influence of substrate in methane production, however, the use of pre-treatments had no effect on the production of methane. / Nesta pesquisa buscou-se estudar o tratamento anaeróbio de diferentes tortas de oleaginosas, resíduos da produção do biodiesel, usando reatores anaeróbios em batelada com diferentes configurações, a fim de gerar biogás e um resíduo mais estável do ponto de vista ambiental. Foi estudada a digestão anaeróbia das tortas de mamona e algodão, inoculadas com lodo de reator UASB. A pesquisa foi dividida em três fases. Na primeira fase, estudou-se a digestão anaeróbia das tortas de mamona e algodão, com duas proporções entre inóculo e sólidos voláteis. Na segunda fase, verificou-se o impacto do adsorvente zeolita na redução da concentração de amônia e avaliou-se sua influência na produção de biogás da torta de mamona. Foram testadas duas zeolitas naturais com diferentes características físicas e comparadas com reatores sem a inclusão do adsorvente. Na terceira fase, foram desenvolvidos experimentos físico-químicos a fim de acelerar a hidrólise dos substratos e, consequentemente, melhorar o desempenho dos reatores. Testaram-se pré-tratamentos térmico, ultrasônico, ácido e alcalino, e seus efeitos na produção de metano foram avaliados estatisticamente por meio de experimento fatorial multivariado. A pesquisa mostrou que é possível produzir metano a partir das tortas de oleaginosas, com até 0,194 CH4 g-1SV, para a torta de mamona, e 0,243 L CH4 g-1SV e 65 % de metano no biogás, para ambos os substratos. Compostos recalcitrantes presentes na composição das tortas e a produção de substâncias inibidoras impedem uma maior degradação dos substratos e consequente maior produção de metano. Uma maior relação entre inóculo e sólidos voláteis proporciona condições mais favoráveis à digestão anaeróbia, com maior produção de biogás por sólidos adicionados, contudo, resulta numa menor produção de metano por volume de reator. A adição de zeolita ao meio proporcionou uma redução da concentração de amônia e consequente aumento da produção de metano, embora o seu custo de aplicação deva ser avaliado. O experimento multifatorial mostrou a influência do substrato na produção de metano, no entanto, o uso dos pré-tratamentos não surtiram efeito na produção de metano. A produção de metano através da digestão anaeróbia de tortas de oleaginosas é possível, contudo uma maior eficiência do processo ainda é necessária.

Nesta pesquisa buscou-se estudar o tratamento anaerÃbio de diferentes tortas de oleaginosas, resÃduos da produÃÃo do biodiesel, usando reatores anaerÃbios em batelada com diferentes configuraÃÃes, a fim de gerar biogÃs e um resÃduo mais estÃvel do ponto de vista ambiental. Foi estudada a digestÃo anaerÃbia das tortas de mamona e algodÃo, inoculadas com lodo de reator UASB. A pesquisa foi dividida em trÃs fases. Na primeira fase, estudou-se a digestÃo anaerÃbia das tortas de mamona e algodÃo, com duas proporÃÃes entre inÃculo e sÃlidos volÃteis. Na segunda fase, verificou-se o impacto do adsorvente zeolita na reduÃÃo da concentraÃÃo de amÃnia e avaliou-se sua influÃncia na produÃÃo de biogÃs da torta de mamona. Foram testadas duas zeolitas naturais com diferentes caracterÃsticas fÃsicas e comparadas com reatores sem a inclusÃo do adsorvente. Na terceira fase, foram desenvolvidos experimentos fÃsico-quÃmicos a fim de acelerar a hidrÃlise dos substratos e, consequentemente, melhorar o desempenho dos reatores. Testaram-se prÃ-tratamentos tÃrmico, ultrasÃnico, Ãcido e alcalino, e seus efeitos na produÃÃo de metano foram avaliados estatisticamente por meio de experimento fatorial multivariado. A pesquisa mostrou que à possÃvel produzir metano a partir das tortas de oleaginosas, com atà 0,194 CH4 g-1SV, para a torta de mamona, e 0,243 L CH4 g-1SV e 65 % de metano no biogÃs, para ambos os substratos. Compostos recalcitrantes presentes na composiÃÃo das tortas e a produÃÃo de substÃncias inibidoras impedem uma maior degradaÃÃo dos substratos e consequente maior produÃÃo de metano. Uma maior relaÃÃo entre inÃculo e sÃlidos volÃteis proporciona condiÃÃes mais favorÃveis à digestÃo anaerÃbia, com maior produÃÃo de biogÃs por sÃlidos adicionados, contudo, resulta numa menor produÃÃo de metano por volume de reator. A adiÃÃo de zeolita ao meio proporcionou uma reduÃÃo da concentraÃÃo de amÃnia e consequente aumento da produÃÃo de metano, embora o seu custo de aplicaÃÃo deva ser avaliado. O experimento multifatorial mostrou a influÃncia do substrato na produÃÃo de metano, no entanto, o uso dos prÃ-tratamentos nÃo surtiram efeito na produÃÃo de metano. A produÃÃo de metano atravÃs da digestÃo anaerÃbia de tortas de oleaginosas à possÃvel, contudo uma maior eficiÃncia do processo ainda à necessÃria. / This research aimed to study the anaerobic treatment of different oilcake, biodiesel production waste using anaerobic batch reactors with different configurations, in order to generate biogas and a more stable waste in a environmental point of view. We studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake inoculated with sludge from a UASB reactor. The study was divided into three phases. In the first phase, we studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake, with two different inoculum:substrate ratios based volatile solids. In the second phase, we studied the impact of the zeolite adsorbent to reduce the concentration of ammonia and its influence on the biogas production of castor oilcake. Two natural zeolites with different physical characteristics were tested and compared to reactors without the inclusion of the adsorbent. In the third phase, were avaliated physicochemical treatments to accelerate the hydrolysis rate of substrate and thereby improve the performance of the reactors. It were tested thermal, ultrasonic, acid and alkaline treatment, and their effects on methane production were analyzed by means of multivariate factorial experiment. Research has shown that methane can be produced from oilseed cakes, with up to 0.194 LCH4.g-1VS for castor oilcake, and 0.243 LCH4.g-1VS and 70% methane in the biogas, for both substrates. Recalcitrant compounds present in the composition of oicake and the production of inhibitory substances prevent further degradation of the substrates and increased production of methane. A higher ratio of inoculum and volatile solids provides more favorable conditions for anaerobic digestion with biogas production increased by volatile solids added, however, results in lower production of methane per reactor volume. Adding zeolite to the medium led to a reduction of the ammonia concentration and consequent increase in methane production while the cost of application should be assessed. The multifatorial experiment showed the influence of substrate in methane production, however, the use of pre-treatments had no effect on the production of methane.