Produção de biogás

PRODUÇÃO DE BIOGÁS: BIODEGRADABILIDADE DOS CALDOS ESGOTADOS DE FERMENTAÇÃO

Abordagem

Dentro do projeto Biovino, a Universidade de León está a estudar o uso de um caldo esgotado de fermentação como substrato de digestão anaeróbia, a fim de avaliar a sua capacidade de degradação e produção de biogás. Neste estudo, o caldo esgotado de fermentação procede da fermentação ABE de um hidrolisado de sarmentos de videira. Os caldos esgotados de fermentação são o resíduo que fica depois de retirar os produtos de interesse (acetona, butanol e etanol) do caldo de fermentação, no final do processo.

Os testes de biodegradabilidade são um método rápido para conhecer a capacidade que têm os resíduos para produzirem um recurso renovável, como o biogás. Ao mesmo tempo, pode determinar-se a degradabilidade do resíduo, o qualterá uma menor carga orgânica no final da digestão anaeróbia, o que abre a possibilidade do seu uso como corretor orgânico.

O biogás é uma mistura de metano (CH₄) e dióxido de carbono (CO₂) e pode utilizar-se como combustível em caldeiras, motores, etc. Além disso, o resíduo empregado para a produção de biogás tem uma menor carga orgânica após o processo.

Alguns fatores que influem na biodegradação são:

1. Concentração do substrato: deve ser suficientemente alta para os métodos analíticos elegidos, mas suficientemente baixa no caso de substancias tóxicas.
2. As propriedades físico-químicas das substancias do teste.
3. Composição e concentração de nutrientes no meio.
4. Condições e propriedades dos sistemas de teste: condições anaeróbias, temperatura e agitação, entre outros.
5. Seleção de um inóculo, que é a fonte de microrganismos.

Metodologia

1. Inóculo: Lodos de digestor de depuradora de águas residuais.
2. Caracterização do inóculo e do substrato: pH, condutividade, potencial redox, sólidos totais (ST) e voláteis (SV), carbono orgânico total (TOC), demanda química de oxigénio (DQO), ácidos gordos voláteis (VFA).
3. Determinar a Relação Inóculo/Substrato (RIS): [g] Inóculo/[g] Substrato (RIS) para 1 e 2 (nomenclatura: RIS1 – RIS2).
4. Reatores: 8 frascos de 250 mL: a) 4 frascos para RIS1, 2 deles destinados aos brancos (BL1); b) 4 frascos para RIS2 com os seus respetivos brancos (BL2).
5. Determinar as quantidades de inóculo e substrato para cada relação.
6. Conectar cada frasco a um medidor de gás. A medição de gás realiza-se mediante o deslocamento de líquido.
7. Uso de um banho termostático (37 °C) com agitação ligeira.
8. Comparar a produção de biogás com o seu respetivo branco.
9. Duração do teste: 30 dias.

Resultados

O reator que presenta menor carga de inóculo atrasa a sua fase metanogénica em comparação com o reator de maior carga de inóculo. Ainda assim, obtêm-se boas produções de biogás em termos de metano, atingindo 217-583 L CH₄/kg SV. Estes resultados mostram que, para ambos os casos, o caldo esgotado de sarmentos é um substrato viável para a digestão anaeróbia.