Efeitos de pré-tratamentos térmicos na digestão anaeróbia termófila de resíduos de casca de batata

Abstract

A digestão anaeróbia (DA) é um processo biotecnológico de valorização energética, que pode ser aplicado a resíduos. É realizada através de consórcios de microrganismos específicos que, atuando na ausência de oxigénio, degradam a estrutura dos substratos orgânicos complexos em compostos mais simples, até à produção de metano e dióxido de carbono. A aplicação da DA a alguns resíduos agrícolas e agroindustriais é difícil, dada a reduzida disponibilidade desses substratos para sofrerem biodegradação. A submissão desses resíduos a pré-tratamentos, como é o caso dos pré-tratamentos térmicos, pode melhorar a biodisponibilidade desses substratos, aumentando o rendimento em biogás. A presente dissertação teve como principal objetivo o estudo do efeito de diferentes pré-tratamentos aplicados a um resíduo de casca de batata, numa digestão anaeróbia termofílica. O resíduo foi submetido a um pré-tratamento mecânico que consistiu numa trituração até uma dimensão inferior a 2 mm. Foram depois aplicados pré-tratamentos térmicos que consistiram na autoclavagem do resíduo triturado, a 122ºC, durante 20, 35 e 55 minutos: ensaios E122.20, E122.35 e E122.55, respetivamente. Foi também realizado um ensaio de controlo, em que os resíduos foram triturados, mas não foram submetidos a qualquer pré-tratamento térmico. O resíduo triturado e os resíduos resultantes de cada pré-tratamento foram submetidos separadamente a uma digestão anaeróbia a 50ºC, num digestor do tipo CSTR. Para controlo das condições experimentais e para se estudar a evolução do processo de DA, foram quantificados diferentes parâmetros físico-químicos nos afluentes e efluentes do digestor anaeróbio, resultantes de cada ensaio. Em todos os ensaios, incluindo o ensaio de controlo, obtiveram-se teores de CH4 superiores a 87% (v/v), com um máximo de 93,4% (v/v) no ensaio E122.20. Os rendimentos mais elevados de produção de metano foram obtidos no ensaio E122.35, com 470 cm3.g-1 CQOremovida, e no ensaio E122.55, com 470 cm3.g-1 SVremovidos. Globalmente, o ensaio E122.35 apresentou rendimentos superiores, em biogás e em metano, aos do ensaio E122.20 e semelhantes aos do ensaio E122.55. Por estes motivos e devido ao menor consumo energético do que o ensaio E122.55, concluiu-se que o ensaio E122.35 foi o mais adequado para este tipo de resíduo, nas condições estudadas.