Digestão anaeróbia de efluente de liquefação hidrotérmica de borra de café

Autor(es)

Maria Eduarda Simões Dias

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2020-02-18

Membros da banca

Giovana Tommaso; Marcia Helena Rissato Zamariolli Damianovic; Kelly Johana Dussan Medina

• Orientador: Giovana Tommaso

Resumo

O presente trabalho propôs a estruturação de balanço energético do processo que engloba a produção de óleo bruto por liquefação hidrotérmica da borra de café em água, e a recuperação de biogás a partir da digestão anaeróbia da fração líquida resultante desse processo físico-químico emergente. O sistema propõe a valorização do resíduo empregando-o na produção de biocombustíveis, a fim de atender a demanda energética crescente, minimizando o uso de combustíveis fósseis. O processo de liquefação hidrotérmica foi conduzido por meio de associação entre a borra de café (fração sólida de alto teor úmido, resíduo do processo de produção de café solúvel) e água na proporção 1:20, a temperatura de 275 °C e tempo de reação de 10 minutos. Após a reação de liquefação hidrotérmica, o efluente gerado foi caracterizado. Feita a caracterização, passou-se ao estudo da digestão anaeróbia do efluente. O lodo previamente exposto ao efluente foi aplicado em ensaios com concentrações iniciais de matéria orgânica crescentes voltadas à determinação da produção de biogás, para que parâmetros cinéticos da digestão anaeróbia do efluente como substrato fossem estimados. Os ensaios foram conduzidos em frascos de 1000 mL operados em bateladas sequenciais e submetidos à atmosfera de N2, mantidos à temperatura de 37 °C. De posse da quantificação dos ácidos voláteis e das constantes cinéticas estimadas foi feita a modelagem matemática de acordo com o Anaerobic Digestion Model No 01 (ADM1). O modelo proposto por Wu et al. (1988) apresentou o maior coeficiente de correlação (R²) quando ajustado aos dados experimentais da cinética de degradação do efluente como substrato. Para tal ajuste, o índice n teve valor de 4,61 ± 0,93, o que indica inibição intensa pelo excesso de substrato em concentrações superiores a de 5304 ± 235 mg L-1. A modelagem em ADM1 modificado dos dados apontou para inibição da metanogênese hidrogenotrófica e acetoclástica devido à toxidade do efluente degradado. (AU)

• Processo FAPESP: 18/16268-6 - Digestão anaeróbia de efluente de liquefação hidrotermal de borra de café
• Beneficiário: Maria Eduarda Simoes Dias
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado