Análise de viabilidade da utilização do biogás gerado da digestão anaeróbia...

O excesso de levedura proveniente da etapa de fermentação na produção de cerveja é um dos subprodutos mais gerados nas cervejarias. Devido a grande quantidade de matéria orgânica presente na levedura residual e ao crescente interesse pela geração de energia através de biomassa, a digestão anaeróbia visando à geração de biogás torna-se uma alternativa atrativa para este resíduo. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo analisar a viabilidade da produção de energia através do biogás gerado na degradação anaeróbia de levedura residual de cervejaria. O estudo se dividiu em duas etapas, a primeira experimental e a segunda de análise de viabilidade econômica. Na etapa experimental avaliou-se a degradação anaeróbia da levedura residual do processo de fermentação da cerveja. Foram analisadas três relações substrato/inóculo, sendo elas 0,25 gSV/gSV, 0,50 gSV/gSV e 0,75 gSV, gSV. O ensaio foi realizado em batelada por 30 dias em um shaker, sob agitação de 150 rpm, mantido em câmara climatizada á 35°C. Avaliou-se o desempenho do processo na produção de metano, na degradação de sólidos voláteis e na redução de DQO. A condição que obteve os melhores resultados na produção de biogás foi a de 0,50 gSV/gSV. Para esta condição foram testados dois tipos de pré-tratamentos, térmico e ultrassônico, os quais foram aplicados para levedura em sua forma natural e em suas fases líquida e sólida. Os resultados obtidos mostraram que a levedura residual possui alta biodegradabilidade, alcançando no primeiro ensaio 92,5% de degradação, sem a aplicação de pré-tratamento, evidenciando que os pré-tratamentos não produziram melhorias significantes na produção de biogás e de metano. Na etapa de análise econômica estimou-se o retorno financeiro dos sistemas de cogeração de energia e de produção de energia térmica através de combustão na caldeira, comparando os resultados obtidos com o “crédito” obtido na comercialização da levedura residual para a produção de ração animal. Os resultados mostraram que ambos os sistemas apresentam retornos financeiros melhores que o da utilização da ração para produção de ração animal, sendo que os retornos por volume de cerveja produzida foram: R$0,39/hL no sistema de cogeração de energia, R$ 0,27/hL no sistema de geração de energia térmica na caldeira e R$ 0,10/hL na utilização da levedura para a produção de ração animal.

Palavras-chave em Inglês

Anaerobic digestion
Biogas
Brewery
Cogeneration
Yeast

Resumo em Inglês

The surplus yeast from the fermentation step in beer production is one of the most generated byproducts in breweries. Due to the large amount of organic matter present in the surplus yeast and to the growing interest in the generation of bioenergy, anaerobic digestion becomes an attractive alternative for this residue in order to generate biogas. Thus, this study aimed to conduct a feasibility analysis of energy production through the biogas generated in the anaerobic digestion of brewery surplus yeast. The study was divided into two stages, the first one was experimental and in the second one an analysis of the economic feasibility was conducted. In the experimental step the anaerobic digestion of surplus yeast from fermentation process of beer was carried out. Three substrate/inoculum ratio were analyzed: 0,25 gVS/gVS, 0,50 0,25 gVS/gVS e 0,75 0,25 gVS/gVS. The experiments were conducted in batch mode, for 30 days, in a temperature-controlled chamber at 35 ° C and under agitation on a shaker. The performance of the process was evaluated in the methane production, the volatile solids degradation and the COD reduction was evaluated. The condition that achieved the best results in biogas production was 0,50 gVS/gVS. For this condition two types of pre-treatment were tested, thermal and ultrasonic, which were applied to yeast in its natural form and in its liquid and solid phases. Results showed that surplus yeast presents a high biodegradability, reaching 92.5% of degradation in the first test without pretreatment, showing that pretreatments did not produce any significant improvement on biogas and methane yield. The economic analysis step estimated the payback of energy cogeneration and thermal energy production through combustion in boiler systems, comparing the obtained results to the “credit” achieved with the sale of surplus yeast for the production of animal feed. The results showed that both systems present better financial returns than the ones obtained by the application of surplus yeast to the animal feed production. The financial returns obtained per hL of produced beer was: R$0,39/hL in the cogeneration system, R$ 0,27/hL in the thermal energy generation system and R$ 0,10/hL in the use of surplus yeast to the production of animal feed.

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Data de Publicação

2015-03-03

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