A p Termodinâmica 1

Prévia do material em texto

Termodinâmica
Aluno (a): Jefferson Santos Nascimento
Data: 11/03 / 2022___.
Avaliação Pesquisa/Prática 
NOTA:
INSTRUÇÕES:
· Esta Avaliação contém 1 (uma) questão, totalizando 10 (dez) pontos.
· Você deve preencher dos dados no Cabeçalho para sua identificação
· Nome / Data de entrega
· As respostas devem ser digitadas abaixo de cada pergunta.
· Ao terminar, grave o arquivo com o nome Avaliação Pesquisa/Prática.
· Envio o arquivo pelo sistema.
Atividade de substituição a avaliação prática 1 termodinâmica.
Pesquisa sobre produção de metano a partir de matéria orgânica.
BIOGÁS
O biogás é formado a partir da degradação da matéria orgânica. Sua produção é possível a partir de uma grande variedade de resíduos orgânicos como lixo doméstico, resíduos de atividades agrícolas e pecuárias, lodo de esgoto, entre outros.
 Sendo possível ser processado em aterro sanitário de resíduos sólidos urbanos é composto por vários gases, sendo seus principais constituintes o gás metano (CH₄) e o dióxido de carbono (CO₂). A pequena diferença existente entre a concentração de gás metano e dióxido de carbono encontrada no biogás se deve à dissolução de parte do CO ₂ na fração aquosa da massa de resíduos (GUNNERSON e STUCKEY, 1986). 
É composto tipicamente por 60% de metano, 35% de dióxido de carbono e 5% de u ma mistura de outros gases como hidrogênio, nitrogênio, gás sulfídrico, monóxido de 19 carbono, amônia, oxigênio e aminas voláteis. Dependendo da eficiência do processo, o biogás chega a conter entre 40% e 80% de metano. (ENSINAS, 2003).
De acordo com Lima (1995), o biogás contém aproximadamente 50% de metano e considera-se combustível de valor médio a baixo, que pode ser utilizado em numerosas aplicações, como o uso de combustível direto em aquecimentos, geração de energia e létrica e subprodutos químicos comerciais. Além da mitigação das mercaptanas e da preocupação com o mau cheiro, a utilização do biogás pode gerar receita com a venda da energia verde e de outros produtos que podem diminuir os custos de operação e manutenção do aterro. 
Etapas de processo
 1-Hidrólise
A digestão anaeróbia divide-se em quatro etapas, sendo a primeiras delas a hidrólise. Esta etapa é muito importante para uma instalação de biogás, pois o material orgânico submetido ao processo de digestão deve ser quebrado em pequenas moléculas para que os microrganismos consigam se alimentar delas. As bactérias disponíveis 
Manual básico de biogás no biodigestor também segregam enzimas que rompem as moléculas de proteína e as transformam em aminoácidos, hidratos de carbono em açúcares simples e álcoois e graxas em ácidos graxos. A quebra das moléculas do material orgânico faz com que os microrganismos absorvam as pequenas partes do material orgânico e tirem proveito da energia que nelas estão contidas. A rapidez do processo dep ende do tipo de material e de como este é estruturado.
2-Fermentação
A segunda etapa do processo de digestão é a fermentação. O que acontece nesta etapa depende do tipo de material orgânico que é adicionado ao processo de digestão anaeróbia, assim como dos microrganismos que estão disponíveis no sistema. A maioria dos microrganismos que estava ativa na etapa de hidrólise também estará ativa nesta etapa. Os componentes menores derivados da ruptura de moléculas grandes na hidrólise continuam a ser quebrados em moléculas sempre menores.Nesta etapa, ácidos são formados por meio das reações e dividem-se em ácidos orgânicos, álcoois e amoníaco, a lém de hidrogênio e dióxido de carbono. Exemplos de ácidos orgânicos são o acético, butírico e láctico. Os produtos formados dependem dos microrganismos disponíveis e de fatores ambientais. Os ácidos graxos formados durante a hidrólise não são quebrados durante a fase de fermentação, e sim, na etapa de oxidação anaeróbica, a terceira etapa da digestão.
3-Oxidação anaeróbia
É a etapa que antecede a formação de gás metano. Nesta etapa, as moléculas, rompidas durante as fases de hidrólise e fermentação, rompem-se em moléculas ainda menores pela oxidação anaeróbia, sendo necessário que haja boa interação entre os microrganismos produtores de metano. Esta etapa também é conhecida como acetogênese. As bactérias acetogênicas convertem o material degradado nas etapas anteriores 
Manual básico de biogás em ácido acético, hidrogênio e dióxido de carbono. Entretanto, essas bactérias não são resistentes a grandes quantidades de hidrogênio e, por este motivo, faz-se necessário que as bactérias metanogênicas consumam o hidrogênio. Mais informações sobre esta etapa po dem ser obtidas na descrição da quarta e última etapa.
4-Formação de metano
Nesta última etapa, também conhecida como metanogênese, tem-se a fase de formação de metano, sendo o metano o produto da reação que mais nos interessa. O metano formado pelos microrganismos metanogênicos necessitam, para sua formação, de ácido acético e CO2 e de mais alguns produtos de menor importância. São subprodutos das três etapas anteriores, sendo na fase metanogênica também formados dióxido de carbono e água.Infelizmente, os microrganismos metanogênicos são mais sensíveis a interferências do que os microrganismos que atuaram em fases anteriores da digestão anaeróbia, pois não pertencem ao mesmo grupo de microrganismos, chamado Archaea. As bactérias metanogênicas não são resistentes às perturbações de alterações no pH e substâncias tóxicas, as quais podem s er alteradas ao longo do processo.É importante adaptar o processo para que as bactérias metanogênicas possam sentir-se da melhor maneira possível, pois é o gás metano que gera rentabilidade.
 vantagem de uso do biogás
A principal vantagem da utilização do gás natural é a preservação do meio 
ambiente, bem como uma economia na geração de energia, visto que ele é uma fonte de 
combustível que polui menos que os gases convencionais, como exemplo o óleo diesel.
É um produto que não precisa ser feito nenhum tipo de alteração, ou seja, já está 
pronto para o uso, não é necessário passar por nenhum processo de transformação, pode 
ser transportado por dutos com muita segurança, vindo direto de suas fontes produtoras.
O gás natural pode ser também um bom produto para substituir os produtos 
usados para a combustão pelas usinas, a lenha e nucleares, diminuindo 
consideravelmente os níveis de poluição, bem como de desmatamento e de acidentes 
ambientais que ocorrem. Nas residências, o gás oferece grande conforto e praticidade. 
Podendo ser usado no aquecedor, permitindo que se tenha aquecimento na cozinha e no 
banheiro. O Biogás que passa por dutos tem uma chama limpa e não deixa resíduos ou 
contaminações nos equipamentos, reduzindo despesas com manutenção, etc. (Vigilantes 
da Energia, s.d.)
O digestado, material de saída da instalação, pode ser usado nos campos como fertilizante orgânico por causa das elevadas propriedades de fertilização.
Alternativas para uso do biogás
Podemos citar diversas alternativas para viabilizar o aproveitamento do biogás, 
seja em aterros sanitários, ou até mesmo em sistemas privados que coletam estes 
resíduos para tal finalidade. 
O digestado, material de saída da instalação, pode ser usado nos campos como fertilizante orgânico por causa das elevadas propriedades de fertilização.
Entre as tecnologias para transformação e geração de energética a partir do 
biogás mais utilizadas atualmente, podem ser utilizados em motores de combustão interna 
– Ciclo Otto , microturbinas, caldeira.
Produzir biogás significa:
· Eficiência
 Máxima eficiência e produção constante ao longo do ano
· Natureza
Redução do impacto ambiental na produção de energia e no tratamento de resíduos
· Energia
Produção de energia renovável
· Receita
Ganhos desde a entrada do resíduo até a saída do digestado como fertilizante
Avaliação Pesquisa/Prática