Produção de biogás a partir de hidrolisados gerados no pré-tratamento por auto-hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar.

Abstract

O objetivo deste estudo consistiu em avaliar o processo de digestão anaeróbica de hidrolisado hemicelulósico produzido após o pré-tratamento hidrotérmico do bagaço de cana-de-açúcar. Para isso, ensaios de potencial bioquímico de metano (BMP) foram feitos a fim de selecionar uma condição ótima de pré-tratamento por auto-hidrólise (178,6 °C, 43,6 min e 0,24 g/mL de RSL), que resultou em produção acumulada de metano de 1,82 L/g COT. O hidrolisado de bagaço de cana obtido em tal condição foi alimentado continuamente em reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB) e operado com um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 18,4 h. O desempenho do processo foi investigado através da variação da proporção de hidrolisado na solução de alimentação e da variação da carga orgânica volumétrica (OLR). Os dados experimentais mostraram que a diminuição da proporção de xilose/hidrolisado na solução de alimentação resultou em melhor desempenho do processo, enquanto que o aumento na COV causou uma queda no rendimento de produção de metano. A produção máxima de metano (184,2 NmL CH4/g DQOremovida) foi obtida com uma eficiência de remoção de DQO de 67,8%, quando o reator UASB foi alimentado com 100% de hidrolisado como substrato e com uma COV de 1,3 g DQO/L.d. Subsequentemente, quando a COV foi aumentada para 2,4 e 4,8 g DQO/L.d, ocorreu uma diminuição na produção de metano (34,8-80,2 NmLCH4 /g DQOremovida). Contraditoriamente, a maior remoção de DQO (85,7%) foi observada quando o reator foi alimentado com 100% de hidrolisado de bagaço de cana e uma COV de 2,4 g DQO/L.d. Os ácidos graxos voláteis (AGVs) apresentaram maior acúmulo (0,80 g DQOAGV/L) na condição em que o reator UASB foi alimentado com 100% de hidrolisado e COV de 4,8 g de DQO/L.d, tendo sido o ácido acético o AGV encontrado em maiores concentrações durante toda a operação. De modo geral, os resultados mostraram que a digestão anaeróbia de hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar é viável, e que este processo poderia melhorar a geração de energia em uma indústria de bioetanol, permitindo também a utilização do bagaço de cana excedente de forma sustentável.