Projeto de Biogás

FACULDADE METROPOLITANA DE ANÁPOLIS

BRUNA GOMES

JOSILEIA PIRES

LUCAS

MARIANA CENA

PROJETO DE BIOGÁS

ANÁPOLIS

2017

BRUNA GOMES

JOSILEIA PIRES

LUCAS

MARIANA CENA

PROJETO DE BIOGÁS

Projeto realizado, na Faculdade Metropolitana de Anápolis, como parte das exigências para avaliação da disciplina de Energias Renováveis.

Professor: Thiago Ribeiro

ANÁPOLIS

2017

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

1. O BIOGÁS

O biogás é formado a partir da digestão anaeróbica – ausência do ar, de matéria orgânica. Esse gás é composto por metano, entre 55% a 75% em volume, dióxido de carbono, entre 25% a 45% em volume, e outros gases que somam quantidades mínimas, entre eles certa de 1% de sulfeto de hidrogênio (H2S) o qual é tóxico e corrosivo.

1. HISTÓRIA DO BIOGÁS

O gás natural sempre existiu, desde os primórdios a decomposição anaeróbica de matéria orgânica acontece, sendo que o ser humano só começou a explorar a técnica e ter domínio de produção e armazenamento através da digestão anaeróbica de matéria orgânica, o conhecido biogás, no final do século XIX, início do século XX.

Os países pioneiros em produção de biogás foram a China e a Índia, já com a intensão de utiliza-lo como fonte de energia. A matéria-prima era proveniente de resto de comida e dejetos em geral. Somente na metade da década de 1900 que o lodo de esgoto, começou a ser utilizado, mas com a intenção de reduzir a quantidade de lodo de esgoto e não da produtividade do biogás.

Com a crise do petróleo dos anos 70, fez com que o preço da energia subisse, com isso ouve a necessidade maior de utilizar o biogás produzido. Na década seguinte, a técnica de produção de energia e os benefícios da digestão anaeróbica se difundiu, e começou a ser realizadas mais pesquisas com maiores investimentos.

1. PROCESSOS NA GERAÇÃO DO BIOGÁS

O biogás pode ser obtido através de qualquer material orgânico composto principalmente de carbono e nitrogênio. Como exemplo, resíduos sólidos e líquidos, dejetos de esgoto, esterco animal, resíduos agrícolas ou de indústrias alimentícias e lodo de plantas de tratamento de água. Materiais não orgânicos como metais, vidro, papeis não são digeridos ou modificados durante o processo de fermentação, então eles se tornam inapropriados para a produção do biogás.

A produção é dividida em quatro etapas realizadas por grupos microbianos anaeróbicos. A primeira delas, a hidrólise acontece quando as bactérias fermentativas hidrolíticas fazem com que as grandes moléculas como, as proteínas, carboidratos e lipídeos são “quebrados” ou dissolvidos em moléculas menos complexas, convertidas respectivamente em aminoácidos, açucares e ácidos graxos ou glicerol.

A segunda etapa, denomina por acidogênese produzido por bactérias fermentativas acidogênicas, realiza processos para metabolizar e simplificar as resultantes do processo anterior, formando os ácidos graxos voláteis, ácido propionato e butirato, álcoois, ácido lático, gás carbono entre outros.

Já a terceira etapa, denominada acetogênese produzida por bactérias fermentativas acidogênicas que possibilitam a oxidação do produto anterior gerando substrato para a etapa metonogênica, como o ácido acético, acetato, CO₂ e H₂ que são realmente aproveitados.

Na última etapa, as archaeas metanogênicas chegam a produzir metano e dióxido de carbono, mas dependendo da rota química, a etapa se divide em dois grupos, o primeiro grupo é formado pelo acetato e o ácido acético, produzindo cerca de 60% a 70% de metano. O segundo grupo, produzido 40% ou 30% de metano a partir do hidrogênio e o dióxido de carbono.

1. TIPOS DE USO DO BIOGÁS

O biogás pode ser usado como gás combustível em substituição ao gás natural ou gás liquefeito de petróleo (GLP), que são extraídos de fontes de recursos não-renováveis. O biogás pode ser utilizado também na geração de energia elétrica, através de geradores, como a energia térmica utilizada por exemplo na produção rural, que usam o aquecimento de instalações para animais muito sensíveis ao frio ou para o aquecimento de estufas de produção vegetal.

No processo de digestão da matéria orgânica para a obtenção do biogás é gerado resíduos, que podem ser usados como biofertilizantes servindo para adubação na agricultura. Sendo que essa resultante só poderá ser utilizada caso a matéria orgânica seja considerada relativamente ‘limpa’, como dejetos, resíduos de alimentos e de material vegetais. No caso de lodo, proveniente de estações de tratamento de esgoto (ETE), são considerados impróprios para uso na agricultura por causa da presença de metais e poluentes orgânicos.

1. TIPOS DE TANQUE

No Brasil, os modelos mais divulgados são: o indiano, o chinês e o da marinha. Os três tipos têm ligados ao corpo do biodigestor (digestor e gasômetro) uma caixa, onde é colocada a quantidade diária de matéria-prima que entrará no aparelho e uma outra de descarga, por onde ela sai transformada em biofertilizante. Além dessas duas caixas, pode ser construído também um primeiro tanque, que é o pré-fermentação, onde é preparada a matéria-prima.

Essa preparação consiste em fazer uma mistura homogênea de 50% de esterco com 50% de água. Ela deve ser feita no final da tarde e descansar durante 24 horas, para que haja uma precipitação do material sólido no fundo do tanque e um pré-aquecimento da matéria orgânica, que entrará no biodigestor numa temperatura próxima a de seu interior, facilitando a ação das bactérias.

A caixa de carga é construída do tamanho exato da quantidade diária de biomassa, necessária para alimentar o biodigestor. O material previamente misturado e aquecido da caixa de pré-fermentação passa pela caixa de carga e vai para o interior do digestor. Quando chega no digestor, inicia-se o processo de fermentação anaeróbico. O biogás produzido fica armazenado na campânula e o biofertilizante (matéria orgânica processada) sai pela caixa descarga.

A diferença dos três modelos, está praticamente na maneira como cada um foi construído e no tipo de cúpula. A cúpula do indiano é feita geralmente de ferro ou de fibra, é móvel se movimenta para cima e para baixo de acordo com a maior ou menor produção de biogás. Sobre essa cúpula, são amarradas seis pedras, cada uma de 100 kg para que o gás saia do biodigestor com pressão suficiente para alimentar os equipamentos da propriedade.