Teses e Dissertações
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Item Co-digestão de biomassa residual de microalga com água residuária do processamento do café(Universidade Federal de Viçosa, 2022-06-21) Nascimento, Larissa Almeida; Rosa, André Pereira; Martins, Marcio Arêdes; Borges, Alisson CarraroA co-digestão de microalgas brutas, bem como os resíduos e matérias-primas ricas em carbono aparenta ser interessante para melhoria do processo de digestão. Nesse sentido, este trabalho objetivou o estudo da co-digestão da ARC e a biomassa de Scenedesmus obliquus bruta (MB), rompida (MR) e após a extração de proteínas (MPE). Para isso, também foram feitas a caracterização dos substratos, bem como a análise sinérgica e cinética. A ARC apresentou 92% da demanda química de oxigênio (DQO) na sua forma dissolvida e pH de 4,2. Por outro lado, as biomassas detinham pH de cerca de 9,5. Para MB, 3,9% da DQO estava na forma solúvel, sendo que o rompimento permitiu um aumento de 15% do teor DQO solúvel em MR. MPE apresentou menores valores de matéria orgânica em forma de DQO, uma vez que o processo de extração de proteína removeu também outros compostos, além de proteína. A maior produção acumulada de CH 4 foi para a mono-digestão de ARC de 343,3 mL CH4 g SV-1 . Na co- digestão, as produções acumuladas de metano variaram entre 269,6 a 116,4 mL CH4 g SV-1 (65 a 75% do biogás). O rendimento de metano decresceu à medida que a quantidade de microalgas (MB, MR e MPE) presente na mistura aumentou. Por outro lado, a adição de microalgas proporcionou uma melhora na relação AI/AP em comparação com os testes de mono-digestão. O efeito sinérgico foi observado apenas evidenciado nos tratamentos ARC:MB (50:50) e (25:75). As digestões de microalgas atingiram os menores rendimentos: 18,2 mL CH4 g SV-1 para MB, 70,6 para MR e 39,6 para MPE, porém com biogás com teores de metano de 90%. No estudo cinético da digestão anaeróbia (DA), verificou-se um melhor ajuste dos resultados observados com o modelo tipo Cone. Além disso, na co-digestão com MPE não se observou efeito expressivo sobre o coeficiente cinético k h , com resultado de 1,0 e 1,3 vezes superior que a mono-digestão da ARC e MPE, respectivamente. Nos ensaios de co-digestão da ARC com MB e MR, os resultados de k h foram superiores, em média, 1,2 e 2,7 vezes à mono-digestão da ARC e microalgas, respectivamente. As condições alcalinas promoveram um enriquecimento do biogás. Além disso, as análises sugerem que a co-digestão contribui para a alcalinidade da DA da ARC e o aumento da biodegradabilidade das microalgas. Por outro lado, o efeito dos processamentos das microalgas foi menos evidente quando aplicadas como co-substrato do que na mono-digestão. Palavra-chave: Extração de proteínas. Biodegradabilidade. Efluente do café.Item Produção de biogás no tratamento dos efluentes líquidos de Coffea arabica L. em reator UASB para o potencial aproveitamento na secagem do café(Universidade Federal de Lavras, 2006-10-30) Prado, Marco Antônio Calil; Sousa, Frederico Faúla deEste trabalho teve como objetivo o estudo da produção de biogás no tratamento das águas residuárias do processamento por via úmida do café (ARC) em sistema de tratamento anaeróbio em escala de laboratório. O sistema utilizado era composto de um tanque de acidificação e equalização (TAE), um trocador de calor, um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB – UpFlow Anaerobic Sludge Blanket), uma lagoa aerada facultativa (LAF), um tanque de equalização e um gasômetro, localizado no Laboratório de Análise de Água (LAADEG), do Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Lavras (UFLA). As ARC foram preparadas a partir do processamento por via úmida de café coco. O monitoramento do sistema foi realizado por meio de análises químicas e físico-químicas; pelo monitoramento dos parâmetros de funcionamento do processo; pela quantificação da produção de biogás no reator UASB e análise da porcentagem de metano, utilizando cromatografia gasosa e pelos cálculos dos poderes caloríficos e da permutabilidade do biogás. As análises de cromatografia gasosa foram realizadas na Central de Análises e Prospecção Química (CAPQ), do Departamento de Química, da UFLA. O tratamento foi realizado durante 190 dias e o pH foi controlado em alguns períodos de tempo, pela adição de hidróxido de sódio no TAE ou no reator UASB. Considerando apenas o reator UASB, os valores máximos e mínimos obtidos na entrada foram de 235 a 7.064 mg.L -1 para DQO; 200 a 3.913 mg.L -1 para DBO 5 , 500 a 11.153 mg.L -1 para STV e 4,5 a 7,8 para o pH. Na saída do reator UASB, os valores foram de 39 a 2.333 mg.L -1 para DQO; 15 a 1.300 mg.L -1 para DBO 5 , 272 a 2.749 mg.L -1 para STV e 6,16 a 7,93 para o pH. As eficiências de remoção de DQO, DBO 5 e STV no UASB foram de 32,7 a 93,1%, 44,7 a 94,6 e 24,2 a 90,2%, respectivamente. Considerando o sistema todo, os valores mínimos e máximos de DQO, DBO 5 , STV e pH na entrada foram de 305 a 7.233 mg.L -1 , 235 a 3.562 mg.L -1 , 665 a 4.873 mg.L -1 , 4,5 a 7,8, respectivamente. Os valores mínimos e máximos de DQO, DBO 5 , STV e pH, na saída do sistema, foram de 13 a 1.944 mg.L -1 , 10 a 580 mg.L -1 , 215 a 2.487 mg.L -1 , 6,6 a 8,7, respectivamente. Os valores mínimos e máximos de vazão foram de 0,0043 a 0,0374 m 3 .d -1 e de COV foram 0,14 a 20,29 kgDQO.m -3 d -1 . A eficiência de remoção da DQO, da DBO 5 e dos STV do sistema apresentou variações de 46,4 a 98,2%, 64,6 a 97,9% e 41,9 a 89,0%, respectivamente. A produção teórica de biogás no reator UASB apresentou valores entre 0,537 a 0,580 m 3 .kg -1 DQO e de 0,537 a de 0,580 m 3 .kg -1 DBO 5 . A porcentagem de metano no biogás variou de 48,60 a 68,14%, variações estas devido às diversas condições do processo de tratamento. A massa específica média encontrada para o biogás foi de 0,665 kg.m -3 . De uma maneira geral, os resultados obtidos foram satisfatórios e próximos dos valores de pesquisas referenciadas neste trabalho.