Anais do I Seminário do Projeto Temático - Escola de Engenharia ...

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se necessário o aperfeiçoamento dos métodos de tratamento existentes, partindo-se do
conhecimento das vantagens e desvantagens reais associadas a cada um deles.
Embora a vinhaça apresente valor para uso como fertilizante, sua disposição final pode
ser considerada problemática devido a sua composição. Deste modo, a digestão anaeróbia
aplicada à mesma representa uma eficiente alternativa, tanto em aspectos ambientais como em
energéticos, ao permitir a redução de sua carga poluidora e possibilitar a produção de energia
a partir do gás metano gerado no processo. A energia gerada pode ser destinada ao
abastecimento da própria planta de tratamento, contribuindo positivamente no balanço
energético da cadeia produtiva do etanol.
Considerando-se que os trabalhos científicos normalmente indicam a possibilidade de
utilização do gás metano como um aspecto positivo intrínseco do processo anaeróbio, neste
trabalho procurou-se avaliar (i) a eficiência do processo de produção de metano em trabalhos
científicos baseados no tratamento anaeróbio da vinhaça; bem como (ii) a capacidade de
recuperação de energia em um reator aplicado ao tratamento do resíduo em questão. A
avaliação da capacidade de recuperação de energia foi realizada empregando-se os dados
experimentais apresentados no trabalho de Agler et al. (2008), no qual foi feita a otimização
do tempo de detenção hidráulica (TDH) e da carga orgânica volumétrica (COV) aplicada a
um reator anaeróbio operado em escala laboratorial.
Metodologia
Eficiência do processo de produção de metano
O cálculo da eficiência do processo de produção de metano foi aplicado aos resultados
de alguns trabalhos científicos consultados na literatura, dentre os quais pode-se citar Agler et
al. (2008), Cassidy et al. (2008), Goyal et al. (1996), Harada et al. (1996), Hutnan et al.
(2003), Seth et al. (1995), Wilkie et al. (2000), dentre outros. Procurou-se selecionar casos
nos quais foram empregadas matérias-primas convencionais para a produção do etanol (canade-açúcar,
beterraba e milho), independente do tipo de reator utilizado e das condições de
alimentação e operação do mesmo.
O procedimento empregado no cálculo foi baseado na (i) descrição das reações de
degradação anaeróbia das macromoléculas (carboidratos, proteínas e lipídeos) presentes na
composição da vinhaça; (ii) obtenção da razão entre a quantidade de metano produzida e a
quantidade de macromoléculas consumida (em termos de g CH4.g -1 macromolécula) a partir das
relações estequiométricas entre os compostos; (iii) expressão da razão calculada em termos de
volume, empregando-se a densidade do metano na respectiva temperatura em que cada
tratamento foi realizado, obtendo-se um resultado em unidades de L CH4.g -1 macromolécula; (iv)
conversão da razão para termos de L CH4.g -1 DQO, de modo a se obter a produção teórica de
metano (Y t ) para cada trabalho; (v) pesquisa da produção efetiva de metano (Y e ) obtida com o
tratamento anaeróbio nos trabalhos consultados, em termos de L CH4.g -1 DQO – a produção
efetiva de metano é reportada nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0°C,
1atm; (vi) correção dos valores de Y e para cada caso, tendo-se como base a temperatura em
que o processo anaeróbio foi realizado (a pressão foi mantida a 1atm); e (vii) divisão do valor
da produção efetiva de metano corrigida pelo valor teórico e, posteriormente, multiplicação
do resultado por 100, obtendo-se a eficiência da produção em termos de porcentagem E(%).
Balanço energético
A metodologia empregada na determinação da capacidade (percentual) de recuperação
de energia do reator anaeróbio fundamentou-se no cálculo do balanço energético do sistema
de tratamento utilizado por Agler et al. (2008), fazendo-se o uso de parâmetros préestabelecidos
de operação e monitoramento do reator. O procedimento empregado no cálculo
do balanço energético baseou-se nas seguintes etapas: (i) cálculo do consumo de energia dos
equipamentos empregados no tratamento da vinhaça multiplicando-se a potência elétrica do