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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Influência da carga orgânica na produção de biogás em reator anaeróbio de bancada
Other Titles: Influence of organic load on biogas production in a benchtop anaerobic reactor
metadata.dc.creator: Pimentel, Luis Henrique da Silva
metadata.dc.contributor.advisor1: Castro, Douglas Alberto Rocha de
metadata.dc.contributor.referee1: Gurgel, Yanne Katiussy Pereira
metadata.dc.contributor.referee2: Martins, Ronny Araújo
metadata.dc.description.resumo: A crescente demanda energética global e a necessidade de redução das emissões de gases de efeito estufa têm impulsionado o aproveitamento de biomassas residuais como alternativa renovável. A codigestão anaeróbia de resíduos agroindustriais apresenta potencial para geração de biogás e biofertilizante, contribuindo para os princípios da economia circular. Este trabalho comparou o comportamento cinético da produção de biogás em duas concentrações de sólidos totais (4% e 8% ST). Os substratos foram caracterizados por análises de sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV). Os ensaios foram conduzidos em reatores de bancada (garrafas PET de 2 L) em condições mesofílicas (30–40°C). A produção de biogás foi monitorada pelo método de deslocamento de líquido por 31 dias. Os dados foram ajustados ao modelo de Gompertz Modificado por regressão não linear (mínimos quadrados), obtendo-se os parâmetros de potencial de produção de biogás (A), velocidade máxima de produção do biogás (Kz) e fase lag (λ), com avaliação da qualidade do ajuste por R² e raiz do erro quadrático médio (RMSE). O experimento de baixa carga produziu 893 mL de biogás acumulado, com produtividade específica de 31,85 mL/gSV, enquanto o de média carga atingiu 1481 mL com 26,41 mL/gSV. O modelo de Gompertz Modificado apresentou elevada aderência aos dados experimentais (R² de 0,9817 e 0,9898, respectivamente), com parâmetros cinéticos indicando maior taxa máxima de produção na condição de 4% ST (Kz = 102,9) e menor tempo de fase lag (λ = 1,4 dias), frente à condição de 8% ST (Kz = 68,5; λ = 8,35 dias). Os resultados demonstraram que a menor concentração de sólidos totais favoreceu a eficiência específica de conversão orgânica e a cinética de produção, sugerindo limitações difusionais associadas ao aumento da carga orgânica.
Abstract: Rising global energy demand and the need to reduce greenhouse gas emissions have driven the use of residual biomass as a renewable alternative. The anaerobic co-digestion of agroindustrial waste offers potential for biogas and biofertilizer production, contributing to circular economy principles. This study compared the kinetic behavior of biogas production at two total solids concentrations (4% and 8% TS). Substrates were characterized via total solids (TS) and volatile solids (VS) analyses. Tests were conducted in bench-scale reactors (2 L PET bottles) under mesophilic conditions (30–40°C). Biogas production was monitored using the liquid displacement method over 31 days. Data were fitted to the Modified Gompertz model using non-linear regression (least squares) to determine the biogas production potential (A), maximum biogas production rate (Kz), and lag phase (λ); fit quality was evaluated using R² and root mean square error (RMSE). The low-load experiment yielded 893 mL of cumulative biogas, with a specific yield of 31.85 mL/gVS, while the medium-load experiment reached 1481 mL with 26.41 mL/gVS. The Modified Gompertz model showed a high degree of fit to the experimental data (R² of 0.9817 and 0.9898, respectively), with kinetic parameters indicating a higher maximum production rate under the 4% TS condition (Kz = 102.9) and a shorter lag phase (λ = 1.4 days) compared to the 8% TS condition (Kz = 68.5; λ = 8.35 days). The results demonstrated that the lower total solids concentration favored specific organic conversion efficiency and production kinetics, suggesting diffusional limitations associated with the increase in organic load.
Keywords: Digestão anaeróbia
Biogás
Codigestão
Gompertz modificado
metadata.dc.subject.cnpq: ENGENHARIAS: ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher.department: FT - Faculdade de Tecnologia
metadata.dc.publisher.course: Engenharia Química - Bacharelado - Manaus
Citation: PIMENTEL, Luis Henrique da Silva. Influência da carga orgânica na produção de biogás em reator anaeróbio de bancada. 2026. 48 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2026.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://riu.ufam.edu.br/handle/prefix/9945
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