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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/6002
Tipo do documento: Tese
Title: Pré-tratamentos térmicos e alcalinos aplicados em lodo de flotador proveniente de abatedouro de frango visando melhorar o potencial bioquímico de metano
Other Titles: Thermal and alkaline pre-treatments applied to float sludge from a chicken slaughterhouse to improve the biochemical potential of methane.
Autor: Damaceno , Felippe Martins 
Primeiro orientador: Costa , Mônica Sarolli Silva de Mendonça
Primeiro coorientador: Edwiges , Thiago
Primeiro membro da banca: Edwiges , Thiago
Segundo membro da banca: Gomes , Simone Damasceno
Terceiro membro da banca: Castro , Thiago Morais de
Quarto membro da banca: Tavares , Maria Herminia Ferreira
Resumo: Resíduos ricos em proteínas e lipídios são gerados diariamente em abatedouros de frangos e podem ser usados para gerar energia por meio da digestão anaeróbia. No entanto, esses resíduos são pouco solúveis e tendem a formar crostas dentro dos reatores, causando redução e atraso à produção de biogás. Além disso, podem gerar dificuldades operacionais por obstrução de tubulações. Essas desvantagens apresentam a possibilidade de serem superadas por meio de pré-tratamentos físicos e químicos. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de pré-tratamentos térmicos, alcalinos e termoalcalinos aplicados ao lodo de flotador de abatedouro de frangos (LFAF). A fim de determinar o tipo de pré-tratamento com maior eficácia em relação à solubilização, degradação e produções de biogás e metano, quando aplicado ao LFAF, foram testados pré-tratamentos em duas fases. Na primeira fase, foram avaliados os pré-tratamentos térmicos (120 e 190°C), alcalinos (0,3 e 0,6 gNaOH/gVSsubstrato) e termoalcalinos (0,6 gNaOH/gVSsubstrato a 120 e 190°C). Em relação ao controle (lodo bruto), o pré-tratamento térmico reduziu o rendimento de metano em 14,3% (a 120°C) e 35,9% (a 190°C). O pré-tratamento alcalino resultou no melhor desempenho de digestão anaeróbia, sendo que, com 0,3 gNaOH/gVSsubstrato, houve aumento na solubilização do lodo em 48,1% e, no rendimento de metano, em 20%, quando comparado ao controle. O aumento da concentração de NaOH para 0,6 gNaOH/gVSsubstrato melhorou a solubilização do lodo em 52,1% e o rendimento de metano em 42,3%, no entanto, atrasou o início da atividade de degradação da matéria orgânica e o pico de produção de biogás em 21 dias. O pré-tratamento termoalcalino apresentou resultados intermediários entre os pré tratamentos térmico e alcalino. Verificada a maior eficácia dos pré-tratamentos alcalinos, na segunda fase, foram avaliados os pré-tratamentos com NaOH e KOH nas concentrações de 0,02, 0,05, 0,15, 0,25 e 0,5 g / gSVsubstrato. Os pré-tratamentos, nas concentrações de 0,02 e 0,05 g de NaOH e KOH / g SVsubstrato, não melhoraram de forma expressiva as características do substrato e o desempenho da digestão anaeróbia, tanto que a similaridade entre eles e o controle variou de 86 a 99%. Os pré-tratamentos, nas concentrações de 0,15, 0,25 e 0,50 g de NaOH e KOH / g SVsubstrato, resultaram, quando comparados com o controle, em melhorias de 23 a 55% na solubilização do lodo, aumentos entre 8,8 e 53,2%, nas produções de biogás e metano, bem como em maiores eficiências de remoção de proteínas (de 61,7 a 68,1%) e de lipídios (de 89,7 a 93,4%). Os pré-tratamentos com KOH mostraram-se menos inibidores quando comparados com os pré-tratamentos com NaOH, nas concentrações mais elevadas (0,50 g de base por g de sólidos voláteis de lodo).
Abstract: Residues rich in proteins and lipids are generated daily in poultry slaughterhouses and can be used to generate energy through anaerobic digestion. However, these residues are poorly soluble and tend to form crusts inside the reactors, causing a reduction and delay in the production of biogas. In addition, they can generate operational difficulties due to obstruction of pipes. These disadvantages can be overcome through physical and chemical pretreatments. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of thermal, alkaline and thermoalkaline pre-treatments applied to chicken slaughterhouse flotation sludge (CSFS). In order to determine the type of pre-treatment with greater effectiveness in relation to solubilization, degradation and production of biogas and methane, when applied to CSFS, pre-treatments were tested in two phases. In the first phase, the thermal pretreatments (120 and 190 °C), alkaline (0.3 and 0.6 gNaOH/gVSsubstrate) and thermoalkaline (0.6 gNaOH/gVSsubstrate at 120 and 190 °C) were evaluated. In relation to the control (raw sludge), the heat pretreatment reduced the methane yield by 14.3% (at 120 °C) and 35.9% (at 190 °C). The alkaline pre-treatment resulted in the best anaerobic digestion performance, with 0.3 gNaOH/gVSsubstrate increasing sludge solubilization by 48.1% and methane yield by 20% when compared to the control. Increasing the NaOH concentration to 0.6 gNaOH/gVSsubstrate improved sludge solubilization by 52.1% and methane yield by 42.3%, however, it delayed the onset of organic matter degradation activity and the peak of biogas production in 21 days. The thermoalkaline pretreatment showed intermediate results between the thermal and alkaline pretreatments. After the greater effectiveness of alkaline pre-treatments was verified, in the second phase, pre-treatments with NaOH and KOH were evaluated at concentrations of 0.02, 0.05, 0.15, 0.25 and 0.5 g / gSVsubstrate. The pretreatments at concentrations of 0.02 and 0.05 g of NaOH and KOH / g SVsubstrate did not significantly improve the substrate characteristics and the anaerobic digestion performance, so much so that the similarity between them and the control ranged from 86 at 99%. Pre-treatments at concentrations of 0.15, 0.25 and 0.50 g of NaOH and KOH / g SVsubstrate resulted, when compared with the control, in improvements of 23 to 55% in sludge solubilization, increases between 8, 8 and 53.2% in the production of biogas and methane, as well as in higher efficiencies of removing proteins (from 61.7 to 68.1%) and lipids (from 89.7 to 93.4%). KOH pretreatments were less inhibitory when compared to NaOH pretreatments at higher concentrations (0.50 g base per g of sludge volatile solids).
Keywords: Ensaios batelada
Hidrólise
Resíduo de abate
Solubilização do lodo
Batch tests
Hydrolysis
Slaughter residue
Sludge solubilization.
CNPq areas: ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOS
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Campun: Cascavel
Citation: Damaceno , Felippe Martins. Pré-tratamentos térmicos e alcalinos aplicados em lodo de flotador proveniente de abatedouro de frango visando melhorar o potencial bioquímico de metano. 2022. 77 f. Tese( Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/6002
Issue Date: 4-Mar-2022
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Agrícola (CVL)

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