Trabalho sobre Biodigestor

Trabalho sobre Biodigestor

MINISTERIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA – MEC

SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLOGICA

INSTITUTO FEDERAL DE MINAS GERAIS

CAMPUS SÃO JOÃO EVANGELISTA

Curso técnico em agropecuária

Suinocultura

São João evangelista

Novembro de 2010

Leandro Rosa

Lucas Anderson

Magno

Rafael Oliveira

Biodigestor

Trabalho apresentado por exigência da disciplina de Suinocultura ministrada pelo professor Douglas Carvalho Carellos. Curso técnico em agropecuária.

São João evangelista

Novembro de 2010

Introdução

A suinocultura passou por grandes transformações nas últimas décadas, tecnificando e concentrando-se em algumas regiões do Brasil, especialmente no Sul e expandindo agora para o Centro-Oeste. Os avanços tecnológicos da atividade não foram acompanhados pela questão de tratamento dos resíduos, ou seja, dos dejetos de suínos. Um dos motivos foi a pouca capacidade de investimento dos produtores, uma vez que o custo para manejo e tratamento sempre foi alto e não gerava retorno. Com o surgimento de tecnologias para este fim, os produtores perceberam que, com a utilização correta de alguns sistemas, seria possível agregar valor aos dejetos produzidos em suas propriedades, além de amenizar o problema.

Biodigestor anaeróbico é um equipamento usado para a produção de biogás, uma mistura de gases – cerca de 75% CO2 e 25% metano - produzida por bactérias que digerem matéria orgânica em condições anaeróbicas (isto é, em ausência de oxigênio). Um biodigestor nada mais é que um reator químico em que as reações químicas têm origem biológica.

Definição

  • Também é conhecido como gás dos pântanos;

  • Resultado da decomposição de matéria orgânica;

  • Só acontece em meio anaeróbio, através de bactérias metanogênicas.

Utilização

O biogás pode ser usado como combustível em substituição do gás natural ou do Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), ambos extraídos de reservas minerais. O biogás pode ser utilizado para cozinhar em residências rurais próximas ao local de produção (economizando outras fontes de energia, como principalmente lenha ou GLP). Pode também ser utilizado na produção rural como, por exemplo, no aquecimento de instalações para animais muito sensíveis ao frio (leitões até 15 dias de idade, por exemplo) ou no aquecimento de estufas de produção vegetal.

Pode ser usado também na geração de energia elétrica, através de geradores elétricos acoplados a motores de explosão adaptados ao consumo de gás.

Composição

Equivalência energética

Um metro cúbico (1 m³) de biogás equivale energeticamente a :

  • 1,5 m de gás de cozinha;

  • 0,52 a 0,6 litro de gasolina;

  • 0,9 litro de álcool;

  • 1,43 kWh de eletricidade;

  • 2,7 kg de lenha (madeira queimada).

O efluente (o líquido que sai do biodigestor após o período de tempo necessário à digestão da matéria orgânica pelas bactérias) possui propriedades fertilizantes. Além de água, o líquido efluente, conhecido como biofertilizante, apresenta elementos químicos como nitrogênio, fósforo e potássio em quantidades e formas químicas tais que podem ser usados diretamente na adubação de espécies vegetais através de fertirrigação.O biofertilizante possui entre 90 a 95 % de água (isto é, 5 a 10% de fração seca do líquido). Nessa base seca, o teor de nitrogênio - dependendo do material que lhe deu origem - fica entre 1,5 a 4% de nitrogênio (N), 1 a 5% de fosfato (P2O5) e 0,5 a 3% de potássio (K20).O mesmo biodigestor que trata os dejetos vindos do estábulo ou da pocilga ou do confinamento de bovinos pode ser ligado ao esgoto doméstico das residências. Embora sejam usados primordialmente como fonte de energia e de fertilizantes orgânicos para produtores rurais, o biodigestor também pode ser enfocado como um sistema de tratamento de esgotos humanos para pequenas comunidades urbanas.

Condições anaeróbicas

As condições ótimas de vida para as bactérias anaeróbicas são:

Inexistência de Ar

O Oxigênio (O2) do ar é letal para as bactérias anaeróbicas. Se houver oxigênio no ambiente, as bactérias anaeróbicas paralisam seu metabolismo e deixam de se desenvolver. As bactérias aeróbicas (que utilizam o oxigênio em seu metabolismo) produzem dióxido de carbono (CO2) como produto final de sua respiração. As Archaeas metanogênicas produzem metano (CH4). Enquanto que o metano é um gás rico em energia química e, portanto, pode ser usado como combustível, o dióxido de carbono já está totalmente oxidado e não pode ser usado como combustível. Se o biodigestor não estiver hermeticamente vedado contra a entrada de ar, a produção de biogás não ocorre porque as bactérias anaeróbicas morrem e as aeróbicas sobrevivem. O biogás produzido será então rico em CO2 e não em metano. Assim, o biodigestor deve assegurar uma completa hermeticidade que cause uma completa falta de oxigênio em seu interior, isto é, a completa anaerobiose do ambiente necessária para o metabolismo das bactérias anaeróbicas.

Temperatura adequada

A temperatura no interior do biodigestor é um parâmetro importante para a produção de biogás. As archaeas que produzem metano são muito sensíveis a alterações de temperatura. Alterações de temperatura que excedam 45 graus Celsius ou vão abaixo de 15 graus Celsius paralisam a produção de biogás. Assim, outro papel do biodigestor também é o de assegurar certa estabilidade de temperatura para as bactérias.

Nutrientes

Os principais nutrientes dos microorganismos são o carbono, nitrogênio e sais minerais. Fontes ricas de nitrogênio são os dejetos de animais (inclusive seres humanos). Fontes ricas de carbono são os restos de culturas vegetais. Os saisminerais presentes nos dejetos animais e resíduos vegetais são suficientes para a nutrição mineral das bactérias. No entanto, se não houver um adequado equilíbrio de compostos de carbono (que fornecem a energia) e de compostos nitrogenados (que fornecem o nitrogênio) não ocorrerá uma eficiente produção de biogás.

Teor de água

O material a ser fermentado deve possuir em torno de 90 a 95 % de umidade em relação ao peso. Tanto muita água quanto pouca água são prejudiciais. O teor da água varia de acordo com as matérias-primas destinadas à fermentação. Esterco de bovino (que possui em média 84% de umidade) precisa ser diluído em 100% de seu peso em água. Já o de suínos (com 19%) precisa de 130% de seu peso em água. O de ovinos e caprino, em 320%.

Utilização

  • Fogão doméstico;

  • Lampião;

  • Combustível para motores de combustão interna;

  • Refrigeradores;

  • Secadores;

  • Energia elétrica.

Tipos de biodigestores

Biodigestor anaeróbico tubular

O biodigestor é composto de :

Caixa de entrada – Esta é à parte do biodigestor em que é feito o carregamento dos resíduos animais e vegetais. Os resíduos podem ser submetidos a uma trituração e diluídos com água até atingirem o teor adequado de umidade (90 a 95% de água).

Biodigestor propriamente citado - Dentro do biodigestor, na área de entrada de materiais, processa-se inicialmente uma fermentação aeróbica ácida na qual os açúcares simples presentes no material são fermentados e se transformam em acetato (ou ácido acético). No corpo do biodigestor passa a ocorrer uma fermentação anaeróbica concomitante. As bactérias que produzem acetato usam todo o oxigênio presente na carga inicial e o ambiente interno do biodigestor tende a ficar anaeróbico e as bactérias que sobrevivem são apenas as anaeróbicas. Elas utilizam o acetato em seu metabolismo e o transformam em metano. O ambiente torna-se totalmente anaeróbico e a formação de biogás ganha a maior eficiência. O dimensionamento do biodigestor deve permitir a retenção da biomassa. O nível de DBO (Demanda Biológica de Oxigênio) do líquido em fermentação declina e ele começa a se transformar em biofertilizante.

Caixa de saída - A cada volume de carga na entrada corresponde à saída do mesmo volume de líquido do biodigestor. Este líquido deve ser armazenado em condições aeróbicas para que, sob a ação de bactérias nitrificastes, sofra uma última e drástica redução do seu nível de DBO. Estas reações bioquímicas finais resultam na formação do biofertilizante. Como também deve estocar o produto, este tanque aberto deve ter capacidade de armazenar cerca de 30 dias de produção do biodigestor.

Biodigestores de batelada ou de fluxo não continua

É indicado local que não produzem resíduos orgânicos diariamente que sivra como fonte de alimentação para as bactérias que transformara em biogás. Sua alimentação é descontinua e a produção de gás não é constante.A matéria orgânica é adicionada no biodigestor, e fica armazenado por um tempo determinado até a degradação do material ocorrer e a biogás ser produzido.Por exemplo, um biodigestor com esterco bovino fica em média trinta a quarenta dias fechados, sem oxigênio, ocorrendo somente a retirada do gás. Depois é aberto, a biomassa restante é retirada, podendo ser utilizada como biofertilizante, e novamente é adicionada a matéria, repetindo-se o processo.

Discussões O biodigestor, que na década de 1970 esteve no auge, caindo em desuso na década seguinte, vindo a renascer na década de 1990. De acordo com o pesquisador Airton Kunz, da Embrapa Suínos e Aves, Unidade da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa, vinculada ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, dois fatores foram decisivos para o retorno desta tecnologia."Um deles se refere à legislação ambiental, que cobra cada vez mais do produtor a responsabilidade com o meio ambiente no tratamento dos resíduos da atividade. Outra causa foi à crise de energia enfrentada pelo país e a busca por energias renováveis, de baixo custo", explicou o pesquisador. O biodigestor é um sistema de tratamento que estabiliza parcialmente o dejeto. "Esta característica implica em cuidados redobrados com o manejo", alerta o pesquisador Airton Kunz. O produto final deve passar por tratamento complementar, como lagoas de estabilização, se o destino final forem os corpos dágua. Via de regra, o sistema tem um abatimento de 70 a 80% da carga orgânica, ou seja, ele reduz o poder poluente do dejeto nestas porcentagens.

Vantagens

  • Não polui;

  • Melhoria nas condições higiênicas;

  • Obtenção de fertilizantes;

  • Produção de energia;

  • Preservação da natureza;

  • O uso na cozinha é higiênico;

  • Eliminação dos custos de transporte.

Desvantagens

  • Aumento do efeito estufa;

  • Risco de segurança para o aterro;

No modelo Indiano:

  • Campânula do gasômetro;

No modelo Chinês:

  • Problemas de estanquidade;

Referencias bibliográfica

Http: //Brasil.Biodigestor.Net/

http://gate.gtz.de/biogas/basics/basics.html

05.11.2010

http://sites.uol.com.br/flower.dirt/portug/biogas.html

05.11.2010

http://www.cdcc.sc.usp.br/escolas/juliano/biodges.html

05.11.10

http://www.higiservice.com.br/2004-alf.htm

05.11.2010

http://www.esb.ucp.pt/~bungah/pires/index/htm

05.11.2010

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