BIODIGESTOR

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CAMPOS PROFESSORA CINOBELINA ELVAS 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA
BIODIGESTOR
BOM JESUS - PI
INTRODUÇÃO AO BIODIGESTOR
É uma câmara onde ocorre um processo bioquímico denominada fermentação anaeróbia;
Resulta na formação de biogás e biofertilizantes;
É um destino prático para dejetos orgânicos que são descartados no meio ambiente.
BIODIGESTOR
INTRODUÇÃO AO BIODIGESTOR
Podem ser:
CONTÍNUO
DESCONTÍNUO
Os dejetos são inseridos no sistema em intervalos de tempo determinados
Os dejetos são inseridos de uma só vez e o sistema é mantido fechado durante o processo
INTRODUÇÃO AO BIODIGESTOR
Modelo Indiano (1857) 
Usa alvenaria e metal na sua construção 
Tanque de fermentação com câmara dupla 
Abastecimento contínuo 
Concentração de até 8% de sólidos totais
INTRODUÇÃO AO BIODIGESTOR
Modelo Chinês (1958) 
Inteiramente de alvenaria 
Câmara de fermentação cilíndrica e teto abobado 
Abastecimento contínuo 
Concentração de até 8% de sólidos totais 
INTRODUÇÃO AO BIODIGESTOR
Modelo Canadense (1970) 
Feito de alvenaria e material plástico 
Câmara escavada no solo e gasômetro inflável 
Abastecimento contínuo
MODELO UTILIZADO POR NÓS
INTRODUÇÃO AO BIODIGESTOR
Princípios de Funcionamento
DIGESTÃO AÉROBIA
O processo envolve a oxidação direta de matéria orgânica e de matéria celular biodegradável.
É realizada por diferentes grupos de micro-organismos.
INTRODUÇÃO AO BIODIGESTOR
Princípios de Funcionamento
O processo envolve a oxidação direta de matéria orgânica e de matéria celular biodegradável.
É realizada por diferentes grupos de micro-organismos.
Progride a oxidação da matéria orgânica e a taxa de crescimento começa a diminuir
Fontes de carbono orgânico disponível se tornam limitantes, reduzindo a taxa de consumo de oxigênio
Nos estágios iniciais, os micro-organismos se reproduzem a uma taxa de crescimento populacional logarítmica 
BIODIGESTÃO ANAERÓBICA
Pode-se converter uma grande quantidade de resíduos, em subprodutos úteis.
Mais de 90% da energia disponível por oxidação direta se transforma em metano.
Matéria orgânica
Bactérias anaeróbicas estritas e facultativas 
Decomposição complexa
Biogás e biofertilezante
CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS
Natureza e bioquímica da composição da biomassa
As características bioquímicas devem permitir o desenvolvimento e a atividade microbiana anaeróbica.
Fermentação metanogênica
Resíduos orgânicos de origem vegetal, animal, agroindustrial e doméstico
PROCESSO MICROBIOLÓGICO
Processo Microbiológico
As fontes de carbono mais utilizados pelos micro-organismos são os carboidratos e compostos orgânicos, especialmente hexoses, que são degradados por uma única via.
Carbono: fonte de energia para as bactérias;
Nitrogênio: Componente essencial para a formação de novas células bacterianas.
Requer não apenas fontes de carbono e nitrogênio, mas também devem estar presentes um certo equilíbrio de minerais.
FUNDAMENTOS BIOQUÍMICOS PARA A PRODUÇÃO DO BIOGÁS
Hidrólise
As enzimas produzidas pelas bactérias transformas polímeros, como amido e proteínas, em monômeros, como açucares e aminoácidos.
FUNDAMENTOS BIOQUÍMICOS PARA A PRODUÇÃO DO BIOGÁS
Acidogênese
Na acidogênese, esses monômeros são transformados em ácidos graxos voláteis (AGV), como ácido butírico e ácido propiônico.
Material orgânico simples 
Ácidos orgânicos simples 
FUNDAMENTOS BIOQUÍMICOS PARA A PRODUÇÃO DO BIOGÁS
Acetogênese
Na acetogênese, esses ácidos graxos voláteis são transformados em ácido acético, gás carbônico e hidrogênio gasoso.
Ácidos graxos voláteis
〖𝐶𝑂〗_2
𝐻_2
Àcido acético
Ácidos graxos voláteis
 
FUNDAMENTOS BIOQUÍMICOS PARA A PRODUÇÃO DO BIOGÁS
Metanogênese
O ácido acético é transformado em metano e gás carbônico pelas bactérias metanogênicas acetoclásticas e o gás carbônico e o hidrogênio são combinados, formando metano, pelas bactérias metanogênicas hidrogenotóficas.
Acetato
〖𝐶𝑂〗_2
𝐻_2
Metano
 
Metano
FUNDAMENTOS BIOQUÍMICOS PARA A PRODUÇÃO DO BIOGÁS
Hidrólise
Acidogênese
Acetogênese
Metanogênese
Moléculas orgânicas complexas
Ex: polissacarídeos, gorduras.
Monômeros
Ex: glicose, aminoácidos, ácidos graxos.
Ácidos orgânicos, álcoois, cetonas.
Acetato, CO2, H2
Metano
FATORES QUE AFETAM A PRODUÇÃO DO BIOGÁS
Impermeabilidade ao ar;
Temperatura;
Alcalinidade e pH;
Teor de água;
Nutrientes;
Tempo de retenção;
Composição dos resíduos.
VANTAGENS E DESVANTAGENS
Vantagens da tecnologia da biodigestão
Requer menos espaço que aterros sanitários e compostagem;
Diminui o volume de resíduo a ser descartado;
Reduz o problema de saneamento ambiental com o aproveitamento de dejetos animais e vegetais;
Produção de biofertilizante;
Reduz significativamente a quantidade emitida de metano na atmosfera; 
Constitui uma fonte de renda para propriedades rurais;
Geração de créditos de carbono.
VANTAGENS E DESVANTAGENS
Desvantagens da tecnologia da biodigestão
Variabilidade da produção de biogás em função do clima;
A quantidade de energia gerada pelo biogás não é constante;
Formação de gás sulfídrico, aumentando custos de manutenção devido á corrosão
Custo de investimento inicial e de manutenção;
Período de retorno de investimento varia de acordo com a tecnologia disponível.
REFERÊNCIAS
SEGANFREDO, Milton Antonio. Gestão Ambiental na Suinocultura. Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica, 2007. 
MORAIS, Fabiana Terezinha Leal de et al. Biodigestor: uma tecnologia sustentável. 2017.
ARAÚJO, Ana Paula Caixeta et al. Produção de biogás a partir de resíduos orgânicos utilizando biodigestor anaeróbico. 2017.