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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33374| Título: | Proposição de um sistema de tratamento de efluentes para microcervejaria visando o aproveitamento energético |
| Título(s) alternativo(s): | Proposal of brewery wastewater treatment system aiming biogas production |
| Autor(es): | Perin, Ana Paula Miola |
| Orientador(es): | De Prá, Marina Celant |
| Palavras-chave: | Biogás Resíduos industriais Cervejarias Biogas Factory and trade waste Breweries |
| Data do documento: | 12-Mai-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Dois Vizinhos |
| Citação: | PERIN, Ana Paula Miola. Proposição de um sistema de tratamento de efluentes para microcervejaria visando o aproveitamento energético. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Dois Vizinhos, 2021. |
| Resumo: | A indústria cervejeira é parte importante no cenário econômico do Brasil. No entanto, este setor produz grandes quantidades de resíduos sólidos e líquidos, causando problemas ambientais, principalmente com a poluição das águas pelo lançamento de efluentes líquidos não tratados ou tratados ineficientemente. Com isso torna-se necessário minimizar os efeitos negativos ocasionados pelo processo produtivo da indústria cervejeira e, além disso, considerar a reutilização dos resíduos gerados pela própria indústria, aliando produção e sustentabilidade. Uma alternativa para o tratamento dos resíduos orgânicos e a geração de energia renovável é o processo de digestão anaeróbia. O objetivo desse trabalho foi realizar o estudo e dimensionamento do melhor biodigestor como parte de um processo de tratamento de resíduos de uma microcervejaria do Sudoeste do Paraná, visando um eficiente aproveitamento energético através da produção do biogás. Para tanto, foram coletadas amostras de resíduos de uma microcervejaria localizada no município de Dois Vizinhos. As amostras foram caracterizadas a concentração de Sólidos Totais (ST), Fixos (SF) e Voláteis (SV), bem como, foram determinados o pH, alcalinidade, Nitrogênio amoniacal, Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Sólidos sedimentáveis (SS). Além disso, com uma pesquisa bibliométrica, descreveu-se o potencial bioquímico de biogás (PBB) e de metano (BMP) dos resíduos oriundos da indústria cervejeira. Em seguida, com os dados obtidos, foi dimensionado um biodigestor para três modelos distintos, seus custos e viabilidade de construção para definição do modelo mais adequado a microcervejaria. As amostras apresentaram a concentração de 99,50 gST.L-1, de 95,30 gSV. L-1, e 4,20 gSF. L-1 e SS com valor de 0,063 mL. L-1. Se relacionar os resultados de SV e ST apresenta um valor menor que 1, esse resultado mostra o alto grau de biodegradabilidade do efluente, este importante para a produção de biogás. O pH das amostras foi 5,94, Nitrogênio amoniacal menor que 0,2, esses dois valores estão diretamente relacionados, pois valores menores que 5,5 de pH pode ocasionar o acúmulo de ácidos orgânicos voláteis no reator. Enquanto o resultado de DQO foi 25,1 g. L-1, um valor relativamente alto comparado a valores encontrados na literatura. Essas características mostram um efluente bastante biodegradável mas com uma elevada concentração de sólidos, que pode impactar na escolha do biodigestor. Foi possível dimensionar e descrever o volume e capacidade de cada biodigestor, sendo que o modelo UASB foi dimensionado com volume igual a 5.416,5 m³, o biodigestor do tipo BLC com volume de 4.333,2 m³ e o CSTR com volume de 37,5 m³. O modelo CSTR se mostrou mais vantajoso para este projeto. Pois, esse modelo possui uma alta capacidade de suportar grandes cargas de sólidos, tal resíduo que é abundante na microcervejaria. A partir disso, determinou-se que o modelo mais adequado e viável para o cenário estudado e para a implantação na microcervejaria foi o CSTR, com um custo de 207.030,00 reais, e um retorno de investimento após 10 anos de implantação de 1.285,28 reais. |
| Abstract: | The brewing industries are an important part of the Brazilian economy. However, these industries produces a large amount of solid and liquid waste, causing environmental problems and contributing to water pollution through the release of untreated liquid effluents. Thus, it is necessary to minimize the negative effects caused by the brewery production process and, at the same time, consider the reuse of residues generated by the industry itself, combining production and sustainability. An alternative for the treatment and renewable energy is the anaerobic digestion process. Then, the objective of this study was to calculate the biodigester dimensioning as part of a brewery wastewater treatment process in the Southwest of Paraná, aiming an efficient use of energy through the biogás production. The brewery wastewater samples were collected from an industry located in the southwest of Paraná. The samples were analyzed and characterized by the concentration of Total Solids (TS), Fixed (FS) and Volatile (VS), pH, alkalinity, ammoniacal nitrogen, chemical oxygen demand (COD) and sedimentable solids (SS). In addition, using a bibliometric research, the biochemical potential of biogas (BPB) and methane (BMP) residues in brewing industry were researched. The biodigester was designed and calculated for three different models, their costs and construction feasibility to choose the most suitable for the brewery industry. The samples showed the following results: 99.5 gST. L-1, 95.3 gSV. L-1, and 4.2 gSF. L-1and SS with 0.063 mL.L-1. The pH was 5.94, ammoniacal nitrogen lower than 0.2 mgNH3-N.L-1 and COD of 25.1 g.L-1. These characteristics show a very biodegradable efluente, but containing high solid concentration, which can impact the biodigester choice. It was possible to dimension and calculate the volume and capacity of each biodigester, with the UASB model resulting in a working volume of 5,416,5 m³; the BLC a working volume of 4,333,2 m³ and the CSTR with a working volume of 37.5 m³. The CSTR model proved to be more advantageous for our brewery wastewater, because it can support high solid concentration achieving high efficiency. Then, the most suitable and feasible model for the studied scenario and for the brewery implantation was the CSTR, with a cost of R$207,030.00 and investiment return after 10 years from implementation of R$1,285.28. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33374 |
| Aparece nas coleções: | DV - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia |
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