nÃo hà / Este trabalho teve como objetivos avaliar a biodegradabilidade anaerÃbia e o potencial de produÃÃo de metano (PPM) de trÃs resÃduos lignocelulÃsicos proveniente da cadeia produtiva do biocombustÃvel (fibra do mesocarpo do dendà - FMD), (bagaÃo de cana-de-aÃÃcar - BCA) e lÃnter de algodÃo tipo 4 - (LA4). Para tanto, empregou-se trÃs diferentes tipos de prÃ-tratamentos fÃsico-quÃmicos (hidrÃlise hidrotÃrmica, hidrÃlise Ãcida e hidrÃlise alcalina), onde foram usados diversos tempos de reaÃÃo, temperaturas, razÃes massa/volume e concentraÃÃes de Ãcido ou Ãlcali, de forma a buscar o melhor mÃtodo para facilitar a digestÃo anaerÃbia do material. Os prÃ-tratamentos foram avaliados usando-se planejamento fatorial multivariado 22 ou 23, com ponto central em triplicata. O PPM e a biodegradabilidade anaerÃbia obtidos com FMD, BCA e LA4 sem prÃ-tratamento foram, respectivamente, 77,8, 35,6 e 165,3 L CH4/kg substrato e 8,7, 4,4 e 24,1%. Os resultados obtidos com a FMD mostraram que o melhor PPM (199 L CH4/kg substrato) foi obtido utilizando o prÃ-tratamento Ãcido com [HCl] de 1,97 M , durante 34 min, a 103 ÂC, o qual promoveu 19% de biodegradabilidade. A digestÃo anaerÃbia do BCA à mais beneficiada quando se utiliza hidrÃlise hidrotÃrmica (10 min, 200 ÂC), resultando em PPM de 199 LCH4/kg Subst. e biodegradabilidade anaerÃbia de 27,4%. Os melhores resultados de PPM e biodegradabilidade do LA4 foram de 397,1 L CH4/kg Subst e 49,1%, obtidos com o prÃ-tratamento Ãcido ([HCl] 1M, 136 ÂC, 20 min). Apesar dos diversos prÃ-tratamento causarem aumento significativo da hidrÃlise anaerÃbia destes resÃduos lignocelulÃsicos, a energia gerada a partir do metano (FMD = 6,9 MJ/kg Subst.; BCA = 6,8 MJ/kg Subst. e LA4 = 13,2 MJ/kg Subst.) foi menor do que a obtida por uma eventual queima direta da fibra (FMD = 9,6 MJ/kg Subst.; BCA = 7,2 MJ/kg Subst. e LA4 = 17,3 MJ/kg Subst. â na forma de briquete). Uma alternativa à utilizar o prÃ-tratamento alcalino para reaproveitamento da lignina extraÃda, alÃm da geraÃÃo de energia. Desta forma, pode-se extrair atà 91% da lignina presente em FMD e 80% em BCA, que pode ser utilizada na indÃstria quÃmica em geral, e gerar 180 e 313,4 L CH4/kg de FMD e BCA hidrolisados, respectivamente. Estes valores sÃo suficientes para gerar 6,2 e 11,2 MJ/kg Subst, respectivamente. / This study aimed the evaluation of the anaerobic biodegradability and methane production potential (MPP) of three lignocellulosic wastes derived from the biofuels production chain: palm oil mesocarp fiber (PMF), sugarcane bagasse (SCB) and cotton linter type 4 (CL4). Three different types of physico-chemical pretreatments were used (hydrothermal hydrolysis, acid hydrolysis and alkaline hydrolysis), which were evaluated based on the solubilisation of sugars or extraction of lignin. Different reaction times, temperatures, mass/volume ratios, and concentrations of acid or alkali were used for seeking the best pretreatment that improves the anaerobic digestion of the material. The data of the pretreatments were analysed using multivariate factorial design 22 or 23, with the central point in triplicate (level 0) and six star-points (when necessary). The MPP and anaerobic biodegradability obtained with PMF, SCB and CL4 without pretreatment were, respectively, 77.8, 35.6 and 165.3 L CH4/kg substrate and 8.7, 4.4 and 24.1%. The results obtained with the PMF showed that the best MPP (199 L CH4/kg substrate) was obtained using acid hydrolysis with [HCl] of 1.97 M, during 34 min, at 103  C, which promoted 19% of biodegradability. Anaerobic digestion SCB is improved when using hydrothermal hydrolysis (10 min, 200 ÂC) resulting in a MPP of 199 L CH4/kg substrate and an anaerobic biodegradability of 27.4%. The best results of CL4 were MPP of 397.1 L CH4/kg substrate and biodegradability of 49.1% obtained with acid hydrolysis ([HCl] of 1 M, 136 ÂC, 20 min). Despite the several pretreatment cause significant increase in the anaerobic hydrolysis of these lignocellulosic wastes, the power generated from methane (PMF = 6.9 MJ/kg Subst, SCB = 6.8 MJ/kg Subst, CL4 = 13.2 MJ/kg Subst.) were lower than that obtained by the eventual direct combustion of the fibre (PMF = 9.6 MJ/kg Subst, SCB = 7.2 MJ/kg Subst, CL4 = 17.3 MJ/kg Subst. CL4 in the form of briquette). An alternative is to use the alkaline hydrolysis for extracting lignin and further use in the chemical industry, as well as for power generation. The results show that it is possible to extract up to 91% of the lignin present in the PMF and 80% in the SCB, which can generate up to 180 and 313.4 L CH4/kg of the hydrolysed PMF and SCB, respectively. These values are sufficient to produce 6.2 and 11.2 MJ/kg Subst, respectively.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:6998 |
| Date | 17 July 2013 |
| Creators | Adriana GuimarÃes Costa |
| Contributors | Andrà Bezerra dos Santos, Morsyleide de Freitas Rosa, Renato Carrhà LeitÃo, Adrianus CornÃlius Van Haandel, Alexandre Colzi Lopes |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia Civil, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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