Radiação ionizante aplicada ao pré-tratamento da biomassa de macroalgas do litoral português para produção de biogás

Abstract

As Macroalgas apresentam um elevado teor de glúcidos e de humidade, sendo estas características consideradas ótimas para o processo de digestão anaeróbia e subsequente produção de biogás, podendo esta biomassa ser utilizada para este fim em certos cenários e circunstâncias. Deste modo, nesta dissertação será avaliada a introdução das espécies Saccharina latissima e Gracilaria gracilis na digestão anaeróbia de resíduos alimentares, de forma a obter uma valorização energética (produção de biogás) desta biomassa. Para além disso, será avaliado o efeito da aplicação de radiação ionizante e de lavagem, como pré-tratamento das macroalgas na produção de biogás. A adição de ambas as algas na digestão anaeróbia de resíduos alimentares, sem qualquer tratamento adicional prévio foi contraprodutiva, tendo resultado numa diminuição da produção de biogás. Deste modo, foram aplicados os tratamentos descritos às algas, com intuito de aumentar a produção de biogás. O tratamento de radiação ionizante foi aplicado com o objetivo de provocar despolimerização dos polissacarídeos das algas, facilitando deste modo a digestão destes compostos. Este tratamento teve um efeito positivo na co-digestão de ambas as algas com resíduos alimentares, tendo resultado num aumento significativo da cinética de produção de biogás. Por sua vez, o tratamento de lavagem foi aplicado com objetivo de cessar uma possível inibição de Na. Este tratamento teve um efeito positivo na co-digestão de ambas as algas com resíduos alimentares, tendo resultado num aumento significativo da cinética de produção de biogás. No caso da alga Gracilaria gracilis, embora ambos os tratamentos tenham possibilitado um aumento da produção de biogás na sua co-digestão com resíduos alimentares, os valores obtidos, foram inferiores aos alcançados pela digestão de apenas os resíduos alimentares. Logo, é contraprodutiva a adição desta alga irradiada ou lavada na digestão de resíduos alimentares, resultando numa diminuição da produção de biogás. Por outro lado, a produção de biogás alcançada pela co-digestão da alga Saccharina latissima irradiada ou lavada com resíduos alimentares, foi superior à obtida pela digestão de apenas os resíduos alimentares. Logo, é vantajosa a adição desta alga irradiada ou lavada na digestão de resíduos alimentares, resultando num aumento da produção de biogás. O tratamento de lavagem da alga Saccharina latíssima, é preferível ao tratamento de irradiação, resultando numa cinética de produção biogás superior, na sua co-digestão com resíduos alimentares.

Macroalgae possess characteristics like a high content of carbohydrates and moisture, making their application for anaerobic digestion and subsequent production of biogas, optimal, hence this biomass can be used for this purpose in certain scenarios and circumstances. On those terms, this dissertation will evaluate the addition of the species Saccharina latissima and Gracilaria gracilis in the anaerobic digestion of food waste, to obtain an energy recovery of this biomass (biogas). Furthermore, the application of the pre-treatments of ionizing radiation and washing will be evaluated on these same macroalgae. The addition of both algae in the anaerobic digestion of food waste without any additional prior treatment was counterproductive, resulting in a decrease in biogas production. Because of this, the described treatments were applied to the algae to increase the production of biogas. The ionizing radiation treatment was applied with the aim of causing depolymerization of the algae polysaccharides, thus facilitating the digestion of these compounds. This treatment had a positive effect on the co-digestion of both algae with food waste, resulting in a significant increase in the kinetics of biogas production. In turn, the washing treatment was applied to stop a possible inhibition of Na. This treatment had a positive effect on the co-digestion of both algae with food waste, resulting in a significant increase in the kinetics of biogas production. In the case of the algae Gracilaria gracilis, although both treatments allowed an increase in biogas production in its co-digestion with food waste, the values obtained were lower than those achieved by the digestion of only food waste. Therefore, the addition of this irradiated or washed algae in the digestion of food waste is counterproductive, resulting in a decrease in biogas production. On the other hand, the production of biogas achieved by the co-digestion of irradiated or washed algae Saccharina latissima with food waste was higher than that obtained by digesting only food waste. Therefore, the addition of this irradiated or washed algae in the digestion of food waste is advantageous, resulting in an increase in the production of biogas. The washing treatment of the algae Saccharina latissimus is preferable to irradiation treatment, resulting in superior biogas production kinetics, in its co-digestion with food waste.