Avaliação da auto-suficiência energética em reatores anaeróbios aplicados ao tratamento de resíduos da indústria de produção do etanol

Abstract

Ethanol, the main automotive biofuel, has its production based on the fermentation of sugars found in biological materials and on the distillation of the alcoholic media formed during the fermentative process. Stillage is the main residue from ethanol production, containing a high organic loading in addition to acidic and corrosive characteristics. Considering the available technologies to treat stillage, we highlight anaerobic digestion, which allows the reduction of the impacts associated to pollutants loading of this effluent and the generation of energy from the methane gas produced in the process. Based on the high treatment efficiency usually associated to the anaerobic process, this work aimed to assess whether anaerobic systems applied to the treatment of stillage are energetically self-sufficient. First we evaluated the energy recovery capacity in an anaerobic reactor applied to the treatment of stillage resulting from corn-to-ethanol processing. The results indicated the great influence that a correct selection of electrical equipment and their respective operating periods have on the net energy balance of the anaerobic treatment. The high energy consumption of the heater would not allow the system to achieve a positive net energy balance – the maximum energy recovery would reach only 0.68% of the consumption. However, the replacement of the mixture equipment would result in energy gains ranging from 8.5 to 967.9% of the consumption. In this work we also assessed the efficiency of methane yields for a few studies and the correlation between some parameters of the anaerobic process. With respect to the methane yield, we noted that mesophilic systems tend to be more advantageous than the thermophilic ones (efficiency of 76.45 ± 22.51% vs. 69.40 ± 30.36%). Considering the study... (Complete abstract click electronic access below)

O etanol, principal biocombustível automotivo, tem sua produção baseada na fermentação de açúcares presentes em materiais de origem biológica e na destilação da mistura alcoólica resultante do processo fermentativo. A vinhaça é o principal resíduo oriundo da produção de etanol, apresentando uma elevada carga orgânica, além de características ácidas e corrosivas. Considerando-se as tecnologias disponíveis para o tratamento da vinhaça, destaca-se a digestão anaeróbia, que permite a redução dos impactos associados à carga poluidora do efluente e a geração de energia a partir do gás metano liberado no processo. Tendo em vista a elevada eficiência normalmente associada ao processo anaeróbio, o presente trabalho procurou avaliar se sistemas anaeróbios aplicados ao tratamento de vinhaça são autosuficientes do ponto de vista energético. Inicialmente avaliou-se a capacidade de recuperação de energia em um reator anaeróbio aplicado ao tratamento de vinhaça resultante do beneficiamento do milho para etanol. Os resultados ressaltaram a grande influência que a correta seleção dos equipamentos elétricos e de seus respectivos tempos de funcionamento exerce sobre o balanço de energia do tratamento. O elevado consumo energético do controlador de temperatura não possibilitaria a obtenção da auto-suficiência energética na configuração original do sistema – a recuperação máxima de energia seria de apenas 0,68% do consumo. Entretanto, a substituição do equipamento de mistura permitiria a obtenção de ganhos energéticos variando na faixa de 8,5 a 967,9% do consumo. Neste trabalho também se avaliou a eficiência da produção de metano em alguns trabalhos científicos e a correlação entre alguns parâmetros do processo anaeróbio. Quanto à produção de metano... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)