DIMENSIONAMENTO DE UM REATOR TUBULAR DE POLIETILENO PARA GERAÇÃO DE GÁS A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS ORGÂNICOS

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 CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

 CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA

 Disciplina de Energias Alternativas (T234)

DIMENSIONAMENTO DE UM REATOR TUBULAR DE POLIETILENO PARA GERAÇÃO DE GÁS A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS ORGÂNICOS

Equipe:

Ana Carolina Leite – 1210689

Carlos Frederico de M. A. Filho – 11210843

Guilherme Muniz Eloy da Costa – 1210703

Jamylle da Silveira Duarte - 1120724

Matheus Felipe Mota Queiroz – 1120736

Professor:

Cristiano Regis

Novembro/2015

Fortaleza-CE

RESUMO

A utilização de biodigestores no tratamento de resíduos orgânicos vêm crescendo consideravelmente. Digestão anaeróbia é um método bastante eficaz nesse processo, tendo como características principais a produção de biofertilizantes, material rico em nutrientes, e também a geração de biogás, utilizado para substituir diversos combustíveis.          

A partir de 62,75 kg/dia de resíduos orgânicos gerados pelos estabelecimentos Kalzone, Mandaí, Nostra Gula, Top’s e o Refeitório dos Funcionários da Unifor, com o nosso estudo viu-se que é necessário um biodigestor de 5,81 m de comprimento  e 0,83 de diâmetro.

Palavras Chave: biodigestor; digestão anaeróbia; biogás.

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1.  INTRODUÇÃO

          Devido à crescente demanda por fontes alternativas de energia em busca de um desenvolvimento socioeconômico mais sustentável da sociedade, causando menos agressão ao meio ambiente, o biogás tem se tornado uma fonte de energia cada vez mais viável por sua natureza limpa, e segundo Silva, por se tratar de uma fonte de energia renovável, o biogás é considerado um biocombustível, que pode ser obtido natural ou artificialmente. Com um conteúdo energético semelhante ao do gás natural, sua forma gasosa é constituída principalmente por uma mistura de hidrocarbonetos (compostos químicos formados por Carbono e Hidrogênio) como o Dióxido de Carbono (CO2) e o gás Metano (CH4). Como os outros combustíveis, este também é inflamável quando colocado sob pressão.

O biogás é uma mistura gasosa combustível, resultante da degradação anaeróbia de matéria orgânica. A obtenção do biogás é feita obedecendo a critérios de fermentação, temperatura, umidade, acidez e com a ausência de oxigênio. A forma natural do biogás é conseguida pela ação de micro-organismos bacteriológicos sobre o acúmulo de materiais orgânicos (Biomassa) como lixo doméstico, resíduos industriais vegetais, esterco de animais, entre outros. E a forma artificial é dada pelo uso de um reator químico-biológico chamado de Biodigestor Anaeróbico. (SILVA, 2011)

O biogás é capaz de gerar energia quando submetido a temperaturas tais que sejam capazes de transformar a energia química de suas moléculas em energia mecânica, através de um biodigestor, e essa energia mecânica depois convertida em energia elétrica. A utilização e uso de biodigestores pode trazer vários benefícios para o meio ambiente, com a produção de biogás e também gerando fertilizante que pode ser utilizado em diversas outras culturas.

Os biodigestores são tanques isolados do ar atmosférico, designados à produção de biogás e biofertilizantes a partir de efluentes orgânicos. A matéria depositada no biodigestor é biometanizada por bactérias que se desenvolvem fora da presença de oxigênio. Por isso esses tanques também são chamados de biodigestores anaeróbicos. (SILVA, 2011).

O presente trabalho teve como objetivo principal realizar um dimensionamento de biodigestor de acordo com a quantidade de resíduos orgânicos gerados no centro de convivência e refeitório da Universidade de Fortaleza.

         

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2.0 METODOLOGIA

Para o dimensionamento do biodigestor em questão foi realizada uma visita aos estabelecimentos em que seus resíduos irão ser destinados à biodigestão, para colher o quantitativo de resíduo descartado.

Posteriormente foram realizados os seguintes cálculos para o dimensionamento do biodigestor:

• Quantitativo total de resíduos orgânicos gerados;
• Volume de resíduo;
• Vazão diária;
• Volume da fase líquida do biodigestor;
• Volume da fase gasosa do biodigestor;
• Volume total do biodigestor;
• Comprimento e diâmetro do biodigestor;
• Dimensões da manta;
• Dimensões da vala;
• Estimativa da produção de biogás e concentração do biogás.

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3 .0 RESULTADOS E DISCUSSÕES

3.1 Quantitativo de resíduos

        Este dado é comumente obtido de forma direta na fonte geradora. Porém, para alguns tipos de resíduos, a exemplo de restos de comida, a quantidade de resíduos varia de acordo com a intensidade de venda no estabelecimento em função dos diferentes horários do dia.

Exemplos:

        Como exemplo da estimativa da quantidade de resíduos, vamos estimar a quantidade de restos de comida gerados nas lanchonetes do Centro de Convivência da Unifor, abrangendo Kalsone, Nostra Gula, Mandaí e Top’s, juntamente com o Restaurante dos Professores:

        Através de uma pesquisa in loco realizada na Unifor, foi determinada como estimativa para os estabelecimentos supracitados as seguintes massas de resíduos gerados:

Estabelecimento	Massa de resíduo gerado por dia
Kalzone	1,75kg/dia
Nostra Gula	5kg/dia
Mandaí	12kg/dia
Top’s	17kg/dia
Restaurante dos Funcionários	27kg/dia
TOTAL	62,75kg/dia

3.2 Volume de dejetos

        O cálculo do volume do resíduo é determinado pela relação entre a massa e a densidade do mesmo.

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        A densidade varia muito com o material. Através da tabela abaixo pode-se notar que a densidade do resto decomida (FOOD – DENSE) é por volta de 514kg/m³: