AVALIAÇÃO DA PRÉ-HIDRÓLISE QUÍMICA E ENZIMÁTICA NO TRATAMENTO DA BIOMASSA RESIDUAL DA SUINOCULTURA VISANDO A OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE GERAÇÃO DE ENERGIA (PIBIC) Engenharia Química Dr. Jair Juarez João (Orientador), Maria Alice Prado Cechinel. (PIBIC). Curso de Engenharia Química , Campus Tubarão. Introdução Segundo a ANEEL, biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica proveniente da agricultura, da silvicultura e das indústrias conexas, como também da fração biodegradável dos resíduos industriais e urbanos que pode ser utilizada na produção de energia. Biogás é a mistura gasosa produzida por intermédio do processo fermentativo da biomassa, “essencialmente constituída por metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), estando o seu poder calorífico diretamente relacionado com a quantidade de metano existente na mistura gasosa.” (COELHO, et al, 2006). O acelerado avanço tecnológico, associado a um intenso processo de urbanização, tem causado sérios problemas ambientais ao planeta, sobretudo nas nações menos desenvolvidas ou em estágio de desenvolvimento. Em Santa Catarina, o agronegócio promove a geração de resíduos como subprodutos, que são classificados como biomassas residuais e podem ser convertidos em energia elétrica produzida a partir do seu poder calorífico. Atualmente esses resíduos ainda são subutilizados causando sérios problemas ambientais. Atualmente, pode-se ter o aproveitamento do biogás em duas situações: o primeiro caso consiste na queima direta e o segundo diz respeito à conversão energética, processo que transforma um tipo de energia em outro e, no caso do biogás, “a energia química contida em suas moléculas é convertida em energia mecânica por um processo de combustão controlada. Essa energia mecânica ativa um gerador que a converte em energia elétrica.” (COELHO, et al, 2006). Objetivo Avaliar a capacidade da conversão da biomassa residual proveniente da suinocultura como fonte de geração de biogás. Metodologia A coleta da biomassa residual líquida e sólida (lodo) foi realizada na entrada da estação de tratamento de efluentes na granja da empresa JCW LTDA, localizada na cidade de Armazém/SC. Os parâmetros analisados e as metodologias utilizadas para cada análise estão descritas na tabela 1 e tabela 2, para o efluente e o lodo, respectivamente. Tabela 1 – Método de análises físico-químicas do efluente de suinocultura. Tabela 2 – Método de análises físico-químicas do lodo de suinocultura. No processo e avaliação da geração do biogás pelo efluente líquido foram utilizadas 4 soluções com concentrações diferentes de material orgânico A, B, C e D com valores de 6.899, 13.985, 17.306 e 19.477, respectivamente. O biodigestor de bancada foi montado como mostra as Figuras 1 e 2. O volume de biogás gerado foi mensurado através do seu depósito no reservatório que se equivale ao volume de solução básica depositado na proveta. As amostras permaneceram com pH entre 6,5 e 7,5 e temperatura entre 35 e 37ºC. A coleta de dados foi realizada 11 vezes num período de 21 dias, anotando-se os valores de volume gerado e o tempo, assim como a temperatura ambiente nesse período. Figura 1 – Ilustração do biodigestor em Figura 2 – lustração de geração de escala laboratorial. biogás em escala laboratorial. Resultados Os resultados obtidos para as análises físico-química do efluente e lodo da suinocultura são mostrados na tabela 3 e tabela 4. Quanto à quantidade de biogás gerado no processo de biodigestão, os resultados obtidos estão dispostos na Figura 3. Tabela 4 – Análises físico-químicas do Tabela 5 – Análises físico-químicas do efluente de suinocultura. lodo de suinocultura. Figura 4 – Volume de gás gerado com diferentes concentrações de matéria orgânica pelo tempo de análise Conclusões Conclui-se que existe viabilidade no processo de biodigestão da biomassa de suinocultura, visto que esta apresenta um alto teor de matéria orgânica e sólidos biodegradáveis. A amostra contendo concentração de 13.985 mg.L-1 foi a que apresentou melhor eficiência na produção de biogás, com valor aproximado de 800 cm³ de biogás produzido em 21 dias de digestão. Conclui-se que, apesar de não apresentar biodegradabilidade comparável ao efluente líquido, a biomassa residual sólida (lodo) pode ser aproveitada na geração de biogás como elemento enriquecedor de material orgânico ao efluente. Bibliografia ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br>. Acesso em: 05/06/2010. CASSINI, S. T. Digestão de resíduos orgânicos e aproveitamento do biogás. Rio de Janeiro: RiMa, 2003. COELHO, S. T. A conversão da fonte renovável biogás em energia. V CBPE - Congresso Brasileiro de Planejamento Energético. Brasília, 2006. LEITE, V.D. et al. Tratamento de resíduos sólidos de centrais de abastecimento e feiras livres em reator anaeróbio de batelada. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. Vol. 7, nº 2. Campina Grande, 2003. Apoio Financeiro: CNPq Parâmetros Resultados DBO5 (mg.L-1) 7811 DQO (mg.L-1) 10.240 Fósforo Total (%) 2,46 Nitrogênio Total (mg.L-1) 221,1 Óleos e Graxas (mg.L-1) 613,3 pH 6,87 Sólidos Fixos (mg.L-1) 13.985 Sólidos Totais (mg.L-1) 71.176 Sólidos Voláteis (mg.L-1) 57.191 Sulfato (mg.L-1) 0,15 Parâmetros Resultados Fósforo (%) 2,50 Matéria Orgânica (g/kg) 165,88 Nitrogênio (mg/Kg) 1448,07 Óleos e Graxas (mg/Kg) 39189,6 Potássio (%) 0,71 Sódio (%) 0,12 Parâmetros Metodologia Demanda Biológica de Oxigênio Respirométrico Demanda Química de Oxigênio Titrimetria de oxi-redução Fósforo Total Spectroquant NOVA-60-MERCK Nitrogênio Total Nitrogênio Kjeldhl Total Óleos e Graxas Extrator Soxhlet pH Potenciométrica Sólidos Fixos Gravimétrica Sólidos Totais Sólidos Voláteis Sulfato Gravimétrica, precipitação Parâmetros Metodologia Fósforo Gravimétrica - QUIMOCIAC Matéria Orgânica Gravimétrica Nitrogênio Nitrogênio Kjeldhl Total Óleos e Graxas Extrator de Soxhlet Potássio Absorção Atômica Sódio