Produção de Biogás e Biofertilizante a partir da Digestão Anaeróbia de Cama de Frango
The objective of this work is to characterize and quantify the biogas production from poultry litter (Napier grass) as a substrate of the anaerobic digestion process for the generation and use of energy. The study was carried out in a biogas plant, in real scale, located at Bom Tempo Farm (Tocantins...
| Autor principal: | Silva, Wanderson Gomes da |
|---|---|
| Grau: | Dissertação |
| Idioma: | pt_BR |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Tocantins
2019
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://hdl.handle.net/11612/1448 |
| id |
ir-11612-1448 |
|---|---|
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ir-11612-14482019-10-26T06:01:06Z Produção de Biogás e Biofertilizante a partir da Digestão Anaeróbia de Cama de Frango Silva, Wanderson Gomes da Pedroza, Marcelo Mendes Reator Anaeróbio Metano Biofertilizante Resíduos Sólidos Animal Biogás Aproveitamento Energético CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS The objective of this work is to characterize and quantify the biogas production from poultry litter (Napier grass) as a substrate of the anaerobic digestion process for the generation and use of energy. The study was carried out in a biogas plant, in real scale, located at Bom Tempo Farm (Tocantins). The biogas plant uses four substrate feed tanks, followed by four anaerobic reactors (with their respective gas meters) and a stabilization pond, used to receive effluents from all anaerobic reactors. The system has a generator set, responsible for the "burning" of biogas and the production of electric energy. Poultry litter was analyzed for the chemical determination of its main constituents. During the monitoring of the plant under study, samples were collected at the entrance and exit of the system in order to verify the efficiency of removal of organic matter in the biodigester and the chemical characteristics of the biofertilizer produced. Biogas collection was carried out directly in the reactor gasometer at ambient temperatures (23, 28 and 34 oC). Biogas production and consumption of the entire system were monitored on the motor-generator panel. The temperature profile of the exhaust gases was determined during the combustion of the biogas. The results of N, P, K in the biofertilizer samples were, respectively, 45, 33 and 88 g / kg. The values of CH4 and CO2 concentrations in the biogas were, respectively, 52.5 and 47.5%. A positive correlation was observed between the internal temperature of the biodigester and the methane concentration in the biogas. The highest energy production occurred in September (9280 kWh / month), and in February the system produced the lowest amount of energy in the period studied (4064 kWh / month). In the months of July and September, the highest values of energy demand in the farm were observed (around 2000 kWh / month), with extractors and fans being the main responsible for energy consumption (48% of the total). During biogas burning, the engine-generator releases gases with temperatures above 400 oC. The recovery of the thermal energy of the exhaust gas represents another alternative for the generation of energy in the farm studied. The research addressed a correct way for the use of poultry manure, aiming the generation of bioenergy. The technology employed in this scientific research can contribute to a decrease in the cost of electric power of rural properties, providing the economic development and the improvement of the local energy sector. Este trabalho tem por objetivo caracterizar e quantificar a produção de biogás a partir da cama de frango a base de Capim Napier como substrato do processo de digestão anaeróbia, para a geração e aproveitamento de energia. O estudo foi realizado em uma planta de biogás, em escala real, localizada na Fazenda Bom Tempo (Tocantins). A planta de biogás utiliza quatro tanques de alimentação de substrato, seguidos de quatro reatores anaeróbios (com seus respectivos gasômetros) e uma lagoa de estabilização, utilizada para receber os efluentes de todos os reatores anaeróbios. O sistema possui um grupo gerador, responsável pela “queima” de biogás e produção de energia elétrica. A cama de frango foi analisada para a determinação química dos seus principais constituintes. Durante o monitoramento da planta em estudo, foram realizadas coletas de amostras na entrada e saída do sistema com o intuito de se verificar a eficiência de remoção de matéria orgânica no reator e as características químicas do biofertilizante produzido. A coleta de biogás foi realizada diretamente no gasômetro do reator, nas temperaturas ambientes (23, 28 e 34 oC). A produção e o consumo do biogás de todo o sistema foram monitorados no painel do motor-gerador. Foi determinado o perfil de temperatura dos gases de exaustão durante a combustão do biogás. Os valores de N, P, K obtidos durante a caracterização da cama de frango foram de, respectivamente, 2,92, 3,72 e 2,12 g/100g. A eficiência de remoção de DQO nos reatores foi de 51 %, representando uma carga de 79,8 kgDQO/dia. Os resultados dos teores de N, P, K nas amostras do biofertilizante foram de, respectivamente, 45, 33 e 88 g/kg. Os valores de concentrações de CH4 e CO2 no biogás, foram de, respectivamente, 52,5 e 47,5%. Foi verificada uma correlação positiva entre a temperatura interna do reator e a concentração de metano no biogás. A maior produção de energia ocorreu no mês de setembro (9280 kWhora/mês), e em fevereiro o sistema produziu a menor quantidade de energia no período estudado (4064 kWhora/mês). Nos meses de julho e setembro foram percebidos os maiores valores de demanda de energia na fazenda estudada (em torno de 2000 kWhora/mês), destacando os exaustores e ventiladores como os principais responsáveis pelo consumo de energia (48 % do total). Durante a queima de biogás, o motor-gerador libera gases com temperaturas superiores a 400 oC. A recuperação da energia térmica dos gases do sistema de exaustão representa uma outra alternativa para a geração de energia na fazenda estudada. A pesquisa abordou uma forma correta para o aproveitamento de dejetos de aviários, visando a geração de bioenergia. A tecnologia empregada nessa investigação científica pode contribuir com diminuição do custo de energia elétrica de propriedades rurais, proporcionando o desenvolvimento econômico e a melhoria do setor energético local. 2019-10-25T14:54:05Z 2019-10-25T14:54:05Z 2019 Dissertação SILVA, Wanderson Gomes da. Produção de Biogás e Biofertilizante a partir da Digestão Anaeróbia de Cama de Frango. 2019. 91f. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Palmas, 2019. http://hdl.handle.net/11612/1448 pt_BR Open Access application/pdf application/pdf Universidade Federal do Tocantins BR Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental - PPGEA Palmas |
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Repositório Institucional - Universidade Federal do Tocantins - UFT |
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The objective of this work is to characterize and quantify the biogas production from poultry litter (Napier grass) as a substrate of the anaerobic digestion process for the generation and use of energy. The study was carried out in a biogas plant, in real scale, located at Bom Tempo Farm (Tocantins). The biogas plant uses four substrate feed tanks, followed by four anaerobic reactors (with their respective gas meters) and a stabilization pond, used to receive effluents from all anaerobic reactors. The system has a generator set, responsible for the "burning" of biogas and the production of electric energy. Poultry litter was analyzed for the chemical determination of its main constituents. During the monitoring of the plant under study, samples were collected at the entrance and exit of the system in order to verify the efficiency of removal of organic matter in the biodigester and the chemical characteristics of the biofertilizer produced. Biogas collection was carried out directly in the reactor gasometer at ambient temperatures (23, 28 and 34 oC). Biogas production and consumption of the entire system were monitored on the motor-generator panel. The temperature profile of the exhaust gases was determined during the combustion of the biogas. The results of N, P, K in the biofertilizer samples were, respectively, 45, 33 and 88 g / kg. The values of CH4 and CO2 concentrations in the biogas were, respectively, 52.5 and 47.5%. A positive correlation was observed between the internal temperature of the biodigester and the methane concentration in the biogas. The highest energy production occurred in September (9280 kWh / month), and in February the system produced the lowest amount of energy in the period studied (4064 kWh / month). In the months of July and September, the highest values of energy demand in the farm were observed (around 2000 kWh / month), with extractors and fans being the main responsible for energy consumption (48% of the total). During biogas burning, the engine-generator releases gases with temperatures above 400 oC. The recovery of the thermal energy of the exhaust gas represents another alternative for the generation of energy in the farm studied. The research addressed a correct way for the use of poultry manure, aiming the generation of bioenergy. The technology employed in this scientific research can contribute to a decrease in the cost of electric power of rural properties, providing the economic development and the improvement of the local energy sector. |
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