TRANSFORMAÇÃO EM BIOGAZ

TRANSFORMAÇÃO EM BIOGAZ

Biogás é o gás metano de origem biológica produzido por microorganismos, chamados metanogénicos, geralmente arqueobactérias, pela fermentação da matéria orgânica como: estrume, resíduos contínuos urbanos, ou todo o lixo orgânico.

A digestão acontece em circunstâncias anaeróbicas, e pode ser usada à escala doméstica de forma a melhorar pequenas quintas ou empresas de lacticínios ou outras industrias como uma forma de produzir energia eléctrica, rentabilizando o negócio.

O processo é um benefício ecológico porque permite tornar desperdícios orgânicos agrícolas, industriais e urbanos em energia, destruindo microorganismos patogénicos sem aumentar a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera.O subproduto da produção de biogás
– resíduo de digestão
– pode ser um recurso rentável ao invés de um problema de gestão de resíduos.

O desperdício da digestão é composto por lenhina e celulose, células mortas dos microorganismos, e outros compostos orgânicos dependendo da origem da biomassa usada.

Este desperdício pode ser usado como alimentação animal e o composto seco usado como fertilizante.

O Biogás tem um elevado grau de impurezas para que possa ser usado como o gás natural renovável.

Para que seja utilizado em todas as aplicações que o gás natural é usado hoje em dia, tem que ser purificado, e os seus resíduos removidos (água, compostos sulfurados (H2S) hidrogénio, dióxido de carbono e partículas).

Se for purificado suficientemente, o Biogás pode conseguir a qualidade do gás canalizado e as mesmas características e usos do gás natural.

Propriedades do Biogás

Metano 40 a 70 %

Densidade 1.2 kg/m³; CO225 a 55%

Energia calorífica 4 a 7.5 quilowatts·h/m³; Co0 a 5%

Temperatura de Ignição 700°C O20 a 2 % H200 a 10% H2S0 a 1 % Amónia0 a 1 %

Origens da Matéria-prima
Quintas de animais Cervejeiras e indústria de etanolIndústria alimentarLixo Orgânico

Resíduos Urbanos

Aplicações Fábrica para a produção de electricidade através do Biogás

Gás engarrafado

Células combustíveis

Motores de combustão interna
Rede de gás natural

Fábrica de Biogás

A fábrica de Biogás recicla energia e biomassa, é uma indústria que se tem espalhado extensamente pela Alemanha, China, Índia e Turquia.

Como biomassa de abastecimento podemos ter qualquer coisa rica em hidratos de carbono, tais como: estrume, resíduos sólidos urbanos, desperdícios de lacticínios, desperdícios vegetais ou algum outro lixo orgânico (bananas dão uma fonte de biomassa muito rentável na produção de Biogás).

A matéria-prima orgânica é depois preparada e misturada para poder ser degradada pelos microorganismos.

Esta mistura é digerida no fermentador por bactérias metanogénicas a alta temperatura (40 – 90 ºC) e condensado seguidamente a pressão elevada e n temperatura baixa.

A resistência à pressão e as circunstâncias anaeróbicas são duas qualidades muito importantes a ter em conta no bioreactor usado.

O Biogás líquido é então queimado e o fluxo de calor usado para gerar energia eléctrica que é usada como alimentação do processo industrial, e o excedente vendido à rede pública da electricidade.

Nos digestores de pequeno tamanho das quintas e nos das indústrias, a electricidade produzida é na maior parte para uso próprio no processo produtivo.

Algum do desperdício da biomassa pode ser usado como alimento animal.
E o restante seco e usado como o fertilizante.

O fluxo da água residual terá assim uma percentagem quase insignificante de carga orgânica poluente, quando comparado com a biomassa usada como matéria-prima.

Diagrama da Fábrica de Biogás
Seguidamente temos algumas características importantes sobre o Biogás resultantes de estudos científicos feitos.

Biogás, uma forma limpa e renovável de energia pode muito bem ser um substituto (especialmente no sector rural) para as fontes convencionais da energia (combustíveis fósseis, óleo, etc..) que têm causado problemas ecologico-ambientais e ao mesmo tempo se esgotam em a taxa mais rápida.

Os investigadores tentam pelas mais variadas técnicas realçar a produção de biogás. [2004 -
]A digestão termofilica e mesofilica com pré-tratamento termofilico resultará na redução suficiente de bactérias patogénicas vegetativas e de parasitas intestinais nas concentrações em que normalmente ocorrem nos desperdícios animais.

Para se permitir o uso irrestrito do material orgânico residual do processo na agricultura, a inactivação de vírus durante a digestão anaeróbica em reactores de Biogás tem que ser obtida.

- A medição de enterococitos fecais dá uma boa indicação da inactivação de enterovírus e de outros vírus sensíveis ao calor na produção de Biogás, especialmente sob circunstâncias termofilicas.

Parvovírus é muito apropriado nas investigações comparativas de inactivação, numa escala de temperatura de 50-80 ºC, devido à resistência térmica extrema deste vírusVF, Have P, Ahring
A iniciação da recirculação líquida em processos bifásicos de alimentação de silagem aos biorreactores para a produção de Biogás estimulará a actividade de metanogénicos hidrogenotróficos nos reactores de liquefacção-acidogénico-acidogénico.
Isto conduzirá termodinamicamente a condições favoráveis para relações de acidificação.

A actividade metanogénica específica, numa alimentação termofilica com uma mistura do estrume da vaca e do porco ao reactor de Biogás numa fábrica piloto, reflectiu a estabilidade do reactor.

Estudos de laboratório foram empreendidos para avaliar o efeito de estimulantes microbianos e encontrar na produção de biogás qual pode ser o melhor quando adicionados à reacção.
D – Bioresouse Technology – Elsevier]

O efeito inibitório do oxigénio é reduzido imobilizando o consórcio metanogénico.[

A tratabilidade anaeróbica e o potencial de geração de metano das águas residuais das três agro-indústrias importantes na Turquia, a saber, fabricação de queijos, produção de aves domésticas e indústrias de azeite.

Concluiu-se que o tratamento anaeróbico é possível para todas as águas residuais estudadas e o Biogás produzido teve um elevado índice de metano.

A disrupção da pressão de vapor é central para uma nova aproximação anaeróbica do processo da digestão incluindo estágios sequenciais da digestão e recuperação integrada de energia, para melhorar os rendimentos do processo, fornecer a energia necessária, e para permitir a reutilização e reciclagem eficazes dos resíduos de biomassa.

A digestão anaeróbica é uma maneira de manusear os resíduos biológicos e de gerar energia sob a forma de metano (Biogás).

O resíduo digerido pode ser usado como o fertilizante agrícola.

O risco de bios segurança associada com o uso de resíduos provenientes da biodigestão como fertilizante é difícil de avaliar, mas não deve ser negligenciado.
É de relevante importância que o tratamento nas fábricas de Biogás (FBGs) minimize a sobrevivência de agentes patogénicos.

A temperatura é o factor mais importante quando se considera a redução de agentes patogénicos nas FBG, apesar de haver outros factores.

Tem havido bastante progresso no cultivo de colheitas energéticas para a produção de Biogás, no uso de novos sistemas de reactores para digestão anaeróbica, e na aplicação de tecnologias mais eficientes para a redução de da potência necessária aliada ao aumento do calor.

Recentemente, a integração de células combustíveis na digestão anaeróbica teve início, e novas tecnologias para a actualização da produção do Biogás e conversão a hidrogénio foram.

O adicionamento de glucose resultou num aumento total da biomassa de eubactérias enquanto houve apenas pequenas mudanças na estrutura da colónia.
O índice total da produção de gás aumentou, enquanto o conteúdo relativo de metano do Biogás e a alcalinidade diminuíram.

A eficiência de custo na produção de Biogás em países subdesenvolvidos foi demonstrada e apresenta uma oportunidade para o tratamento de lixo orgânico acoplado á protecção ambiental e uma recuperação de energia substancial.

Cinza e lamas resultantes da produção de Biogás devem ser usadas como correctores do solo para serem obtidos a curto e longo prazo aumentos de produção agrícola bem como de melhoramento do solo.