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Tipo do documento: Dissertação
Title: Codigestão de água residuária de fecularia de mandioca em reator contínuo de tubos múltiplos: efeito do percentual de glicerol sobre a produção de BioH2
Other Titles: Codigestion of cassava starch wastewater in a continuous multi-tube reactor: effect of glycerol percentage on BioH2 production.
Autor: Rossi, Luana Cristina Calliari Leite 
Primeiro orientador: Gomes, Simone Damasceno
Primeiro coorientador: Andreani, Cristiane Lurdes
Segundo coorientador: Gotardo, Jackeline Tatiane
Primeiro membro da banca: Gomes, Simone Damasceno 
Segundo membro da banca: Christ, Divair
Terceiro membro da banca: Trevisan, Ana Paula
Resumo: A codigestão anaeróbia promove a estabilização de resíduos que muitas vezes apresentam dificuldades para a biodigestão, aumentando a eficiência de produção de biogás. Estudos com efluente de fecularia de mandioca (ARFM) suplementada com glicerol do biodiesel foram conduzidos em alguns tipos de reatores, demonstrando que a codigestão desses resíduos melhorou o desempenho da produção de hidrogênio. Neste contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar a produção de hidrogênio a partir de ARFM suplementada com glicerol do biodiesel em reator contínuo de tubos múltiplos (RCTM), verificando o efeito do incremento da dosagem de glicerol na produção de hidrogênio e na estabilidade do reator. O RCTM é composto por 12 tubos paralelos por onde escoa o líquido, sendo constituído por 3 câmaras, sendo elas: câmara de entrada, região intermediária e câmara de saída, possuindo volume útil 1,13 mL e área de paredes de tubo de 2,511 cm² . O reator foi inoculado com lodo anaeróbio termicamente tratado (95 °C, 15 minutos) proveniente de um sistema de tratamento de esgoto sanitário. O RCTM foi alimentado com água residuária de indústria de fécula de mandioca suplementada com glicerol nas dosagens de 1,5 e 3,0% (v/v) e operado em duas condições de carga orgânica volumétrica (COV 39,1 e 74,6 gDQO L -1 .d-1 ), com TDH fixo de 4 h e temperatura de 30 graus. As condições experimentais avaliadas foram: C1: 1,5% e COV de 74,6 gDQO L-1 .d-1 ; C2: 3,0% e COV de 74,6 gDQO L-1 .d-1 ; C3: 1,5% e COV de 39,1 gDQO L-1 .d-1 e C4: 3,0% e COV de 39,1 gDQO L-1 .d-1 ). Os principais metabólitos quantificados em todas as condições operacionais foram os ácidos lático e acético. O desempenho médio de cada condição conduzida no RCTM foi avaliado por meio dos indicadores vazão de biogás (Qbiogás, em mL d-1 ) C1 = 1264,54; C2 = 23,48; C3 = 506,08 e C4 = 88,99, produção volumétrica de hidrogênio (PVH2 em mL H2 L -1 d -1 ) C1 = 161,33; C2 = 0,00; C3 = 109,46 e C4 = 0,00, vazão molar de hidrogênio (VMH, em mmol H2 d -1 ) C1 = 15,85; C2 = 0,00; C3 = 1,91 e C4 = 0,00 e rendimento de hidrogênio (YH2, em mmol H2. mol-1 sacarose) C1 = 16,33; C2 = 0,00; C3 = 15,27 e C4 = 0,00, proporção de hidrogênio (H2 (biogás) (%) C1 = 14,72; C2 = 0,04; C3 = 8,55 e C4 = 0,28. A partir do presente estudo, conclui-se que apesar da grande instabilidade, o RCTM produziu biohidrogênio, com a presença de metano no biogás. A maior PVH2 (808,49 mL H2 L -1 d -1 ) ocorreu na C3 (1,5% de glicerol e COV de 39,1 gDQO L -1 .d-1 ).
Abstract: The anaerobic co-digestion of substrates promotes the stabilization of residues that often present difficulties for biodigestion, increasing the efficiency of biogas production. Studies with real effluent from cassava starch supplemented with glycerol from biodiesel were conducted in some types of reactors and demonstrated that the co-digestion of these residues improved the performance of hydrogen production. In this context, the objective of the present study was to evaluate the production of hydrogen from MRA supplemented with glycerol from biodiesel in a continuous multi-tube reactor (RCTM), verifying the effect of increased glycerol dosage on hydrogen production and reactor stability. The profiles of metabolites generated in the process as a function of glycerol dosage were also evaluated. The RCTM is composed of 12 parallel tubes through which the liquid flows, consisting of 3 chambers: inlet chamber, intermediate region, and outlet chamber, with a useful volume of 1.13 mL and an area of tube walls of 2.511 cm². The reactor was inoculated with thermally treated anaerobic sludge (95 °C, 15 minutes) from a sanitary sewage treatment system. The RCTM was fed with wastewater from the cassava starch industry supplemented with glycerol at dosages of 1.5 and 3.0% (v/v) and operated under two conditions of volumetric organic load (VOC 39.1 and 74.6 gCOD L-1 .d-1 ), with fixed TDH of 4 h and temperature of 30 degrees. The experimental conditions evaluated were: C1: 1.5% and VOC of 74.6 gCOD L-1 .d-1 ; C2: 3.0% and VOC of 74.6 gCOD L-1 .d-1 ; C3: 1.5% and VOC of 39.1 gCOD L-1 .d-1 and C4: 3.0% and VOC of 39.1 gCOD L-1 .d-1 ). The main metabolites quantified under all operating conditions were lactic and acetic acids. The average performance of each condition conducted in the RCTM was evaluated by means of the indicators biogas flow (Qbiogas, in mL d-1 ) C1 = 1264.54; C2 = 23.48; C3 = 506.08 and C4 = 88.99, volumetric production of hydrogen (PVH2 in mL H2 L -1 d -1 ) C1 = 161.33; C2 = 0.00; C3 = 109.46 and C4 = 0.00, molar flow rate of hydrogen (VMH, in mmol H2 d -1 ) C1 = 15.85; C2 = 0.00; C3 = 1.91 and C4 = 0.00 and hydrogen yield (YH2, in mmol H2. mol-1 sucrose) C1 = 16.33; C2 = 0.00; C3 = 15.27 and C4 = 0.00, proportion of hydrogen (H2 (biogas) (%) C1 = 14.72; C2 = 0.04; C3 = 8.55 and C4 = 0.28. From the present study, it is concluded that despite the great instability, the RCTM produced biohydrogen, with the presence of methane in the biogas. The highest PVH2 (808.49 mL H2 L -1 d -1 ) occurred in C3 (1.5% glycerol and VOC of 39.1 gCOD L-1 .d-1 ).
Keywords: Biodiesel
Co-substrato
Reator acidogênico
Reator acidogênico
Biodiesel
Cosubstrate
Acidogenic reactor
Specific organic loading rate
CNPq areas: RECURSOS HÍDRICOS E SANEAMENTO AMBIENTAL
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: Rossi, Luana Cristina Calliari Leite. Codigestão de água residuária de fecularia de mandioca em reator contínuo de tubos múltiplos: efeito do percentual de glicerol sobre a produção de BioH2. 2023. 56 f. Dissertação( Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/7035
Issue Date: 17-Feb-2023
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Agrícola (CVL)

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