AVALIAÇÃO DA PRODUÇÃO DE GÁS METANO GERADO NO PROCESSO DE BIODIGESTÃO ANAERÓBIA DO EFLUENTE DA LIGNINA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI 
CAMPUS ALTO PARAOPEBA 
PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS 
DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AVALIAÇÃO DA PRODUÇÃO DE GÁS METANO GERADO NO 
PROCESSO DE BIODIGESTÃO ANAERÓBIA DO EFLUENTE DA 
LIGNINA. 
 
 
 
 
 
LUANA PEREIRA DA SILVA MARQUES 
 
 
 
 
 
 
 
 OURO BRANCO-MG 
 
 
LUANA PEREIRA DA SILVA MARQUES 
 
 
 
 
AVALIAÇÃO DO GÁS METANO GERADO NO 
PROCESSO DE BIODIGESTÃO ANERÓBIA DO EFLUENTE 
DA LIGNINA 
 
 
 
 
Relatório de iniciação científica apresentada ao 
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e 
Tecnológico e para a Universidade Federal de São João 
Del-Rei, como requisito conclusonário de pesquisa 
científica. 
 
Linha de Pesquisa: Processos e Produtos Para 
Redução de Impactos Ambientais 
Orientador: Prof. Dr. Boutros Sarrouh 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ouro Branco – MG - Brasil 
Universidade Federal de São João Del-Rei 
Fevereiro /2021 
 
 
RESUMO 
 
 
A demanda energética mundial vem tomando proporções as quais, se não houverem 
esforços, ou para tentar contê-la ou supri-la de forma sustentável, muito em breve não 
restará recurso ambiental algum. Em prol disso muitas indústrias visam a produção de 
combustíveis sustentáveis. Porém até mesmo resíduos de produções sustentáveis existem, 
desde modo, tendo como matéria prima resíduos lignocelulósicos, encontrados nas 
estruturas de vegetais em geral, a lignina como composto base dessa estrutura pode se 
tornar molécula alvo em digestões anaeróbias. O presente trabalho avalia o gás metano 
proveniente do resíduo de lignina da hidrólise da casca de café para denotar se tal 
procedimento se mostra efetivo em termos de qualidade deste gás. O hidrolisado de 
lignina em solução contendo lodo residuário, sofreu uma biodigestão onde a avaliação 
dos parâmetros em relação à biodegradabilidade dos sólidos, potencial bioquímico do 
metano e volume do biogás foram medidos, desta forma houve um percentual médio de 
46,89% + 3,9 e 161,5 mL CH4 gerado e remoção de 98% da lignina em solução. Para que 
se tornem promissores os resultados mais testes devem ser realizados, sobretudo os que 
já foram iniciados, mas os resultados presentes nesta análise se mostram adequados e 
promissores. 
 
 
Palavras-chave: Biocombustíveis, metalogênese, biodigestores, casca de café. 
 
 
SUMÁRIO 
 
RESUMO ......................................................................................................................... 2 
LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................... 5 
LISTA DE TABELAS ..................................................................................................... 5 
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 6 
2 OBJETIVOS.............................................................................................................. 7 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 7 
 Etrutura da biomassa lignocelulósica ................................................................ 7 
 Lignina ............................................................................................................... 8 
Biodigestão anaeróbia na produção do gás metano (CH4).................................. 9 
 Potencial bioquímico de metano (PBM) .......................................................... 10 
 Medição do volume do biogás ......................................................................... 10 
4 MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................... 11 
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................ 14 
 Caracterização dos solos em relação à sua biodegradabilidade ....................... 14 
 Caracterização de parâmetros relacionados à degradabilidade dos compostos 
reacionais do hidrolisado de lignina da fase 1: .............................................................. 15 
 Volume de metano gerado durante da biodigestão do efluente da lignina............15 
6 CONCLUSÕES ....................................................................................................... 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 3.1- Efeito do uso de pré-tratamentos em material lignocelulósico. ..................... 8 
Figura 3.2 -Álcoois precursores elementares da lignina.................................................. 8 
Figura 5.1-Valores de sólidos totais (ST): voláteis (STV) e fixos (STF). E sólidos 
suspensos totais (SST): voláteis (SSV) e fixos (SSF) afluente e efluente........................14 
 
Figura 5.3 - Média da produção acumulada de metano (mL CH4 d
-1)............................. 15 
 
 
 
 LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 4.1- Composição dos frascos e relações S/M para o teste de PBM................... 12 
 
6 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A utilização de fontes renováveis como forma de matéria prima para a produção 
de combustíveis atualmente tem sido amplamente sugerida tanto em prol da preservação 
do planeta, como com a seguridade de que, em um futuro próximo, haja alguma forma de 
produção renovável deste insumo tão necessário à humanidade. O Brasil sendo um país 
que estabelece sua economia com base na agricultura e na pecuária, é natural que haja 
disposto pelo solo brasileiro grandes quantidades destes insumos básicos, bem como 
resíduos dos mesmos. Em busca de uma alternativa que reduza o impacto ambiental que 
resíduos agrícolas causam, empresas buscam cada vez mais a utilização desses resíduos 
na produção de produtos de interesse, desta forma a indústria sucroalcooeira se destaca 
na produção do etanol de segunda geração, oriundo do resíduo da cana de açúcar 
proveniente de diferentes processos. 
No Brasil o combustível renovável mais comum é o etanol oriundo cana-de-açúcar 
pela fermentação da sacarose, ou pela fermentação do amido presente no milho, o 
chamado etanol 1G (de primeira geração) produzido em escala industrial, e com a 
quantidade de resíduos lignocelulósicos proveniente dessa produção, estudos voltados 
para a produção do etanol 2G (de segunda geração) vêm crescendo a partir da viabilidade 
econômica do processo ter se mostrado positivo, rentável e sustentável pela utilização 
desses resíduos na produção de biocombustíveis (MACHADO, 2013). 
Além da cana-de-açúcar e do milho, vários outros grãos podem ser utilizados 
como biomassa na produção de biocombustíveis 2G, o café é um exemplo, onde, a 
produção por ano é de 58 milhões de sacas com 60 kg cada (CONAB, 2018), e com tanto 
café produzido resíduos desse montante começam a se formar em grandes escalas 
também, muito pelo fato de que 50% do peso do café colhido, corresponde à casca 
(BÁRTHOLO et al., 1989). O aproveitamento energético da casca de café é visado pois 
não há uma devida destinação para descarte deste resíduo, que por vezes pode ser tratado 
e reaproveitado, mas ainda sim resíduos deste tratamento, como um hidrolizado de lignina 
da casca, pode ser um problema ambiental quando a destinação deste descarte não é 
direcionada de forma correta (MUSSATTO et al., 2011; OLIVEIRA e FRANCA, 2015). 
Tendo em vista que os processos estabelecidos para o crescimento e cultivo de 
micro-organismos na produção do biogás pode ser dado através do hidrolisado de lignina 
7 
 
proveniente de resíduos de casca de café, é possível então estabelecer alguns parâmetros 
que denotam a viabilidade da produção em grande escala deste, com a verificação de que 
o biogás, por este processo gerado, possui um bom teor de metano, gás de interesse em 
todo um seguimento na indústria energética. 
A dissertação de mestrado proposta porFraga (2019) foi utilizada como trabalho 
base de discursão bem como os resultados das pesquisas em laboratório realizados pela 
mesma. Tais dados serão então discutidos com base literária afim de haja a validação do 
que está proposto neste trabalho. 
 
2 OBJETIVO 
 
Avaliar a proeminência do gás metano gerado, num processo de biodigestão 
anaeróbia, proveniente do hidrolisado de lignina da casca de café, através de dados 
dispostos na literatura. 
 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
3.1 Estrutura da biomassa lignocelulósica 
 
Toda matéria de origem vegetal encontrada em nosso planeta é formada por uma 
complexa estrutura que a ela permite a vida em seus mais diversos ambientes, como 
florestas, jardins e até mesmo desertos, onde podem ser encontradas. A biomassa 
lignocelulósica é a mais abundante no planeta e é renovável (KAMM e KAMM, 2004). 
A biomassa lignocelulósica pode ser dividida basicamente em três componentes 
poliméricos principais: celulose, hemiceluloses e lignina, além de outros componentes 
como proteínas, minerais e metabólitos secundários (ROBIN, 2008). 
Para a quebra deste material dentre os diversos pré-tratamentos existentes, 
Teixeira et al., (1999) e Lucas et al., (2012) relatam que o pré-tratamento oxidativo, 
dependendo do oxidante, pode ocasionar perda de celulose e hemiceluloses, mas com a 
utilização do ácido peracético a seletividade para a extração da lignina se mostra muito 
eficiente. Já para Chang et al., (2001) a utilização de pré-tratamentos, térmico e alcalino, 
combinados mostrou-se eficiente quando o intuito é a extração de lignina em biomassas 
com baixo teor do composto, já em biomassas com alto teor de lignina o processo não se 
mostra efetivo. 
8 
 
Esse tipo de processo, esquematizado na Figura 3.1, é indispensável na utilização 
das moléculas provenientes do material lignocelulósico, mas também gera um custo que 
pode se tornar expressivo dependendo da quantidade de pré-tratamentos utilizados e por 
quantas vezes se tornam necessários para a efetiva remoção do produto de interesse. 
 
FIGURA 3.1 – Efeito do uso de pré-tratamentos 
em material lignocelulósico. 
 
 (MOSIER et al., 2005).
 
3.2 Lignina 
 
Do latim, lignum significa madeira, palavra essa que deu origem a lignina, um dos 
principais tecidos que compõe a estrutura dos vegetais, importante no processo de distribuição 
de água, nutrientes e na resistência mecânica do vegetal (FENGEL, WEGENER, 1984). A 
lignina é um polímero que se apresenta de formas diferentes em termos de estrutura, mas possui 
origem na polimerização desidrogenativa dos álcoois da Figura 3.2 (MARABEZI, 2009). 
FIGURA 3.2 – Álcoois precursores elementares da lignina. 
 
(SALIBA et al.,2001) 
 
 A conformação tridimensional que a lignina apresenta é a principal razão pela qual 
a resistência às forças mecânicas exercidas sobre os vegetais, não ocasionem danos que 
 9 
 
 
possam ser irreversíveis. Compressão, impacto, quebra podem ser extremamente 
maléficos à estrutura vegetal, e além da resistência a lignina atua contra ataques de micro-
organismos agindo no bloqueio de enzimas destruidoras da parede celular (PHILIPP, 
1988). 
A utilização da lignina atualmente no Brasil está ligada à sua obtenção de energia 
através da queima direta, estudos realizados em diferentes tipos de madeiram relatam a 
sensível influência do rendimento gravimétrico do carvão proveniente do teor de lignina 
presente em diferentes espécies (BRITO, 1977). 
 
3.3 Biodigestão anaeróbia na produção do gás metano (CH4) 
 
Segundo Chernicharo (2007), têm-se que digestão anaeróbia é a junção de um 
compilado de microrganismos, que realizam um trabalho conjunto na conversão da 
matéria orgânica complexa em moléculas como, gás metano, gás sulfídrico, gás carbônico 
entre outros. O metano como gás formado naturalmente no processo de digestão 
anaeróbia na natureza, é sintetizado por um grupo de bactérias denominadas 
metanogênicas, que são encontradas facilmente em ambiente anaeróbio (COMASTRI 
FILHO, 1981). Mesmo que o gás metano (CH4) seja vinte vezes mais poluente que o gás 
carbono (CO2), a vantagem do biogás não é que ele não polua, mas que polua muito 
menos do que combustíveis fósseis, além de ser uma fonte renovável de energia 
contribuindo também com a utilização de resíduos agrícolas e urbanos como substrato na 
sua produção (ROYA et al.,2011). 
O que determina a qualidade de um gás é o seu poder calorífico, uma característica 
determinante para sua efetividade. Ela é medida pela quantidade de metano presente no 
mesmo, pois a energia liberada na combustão completa está diretamente ligada a 
porcentagem do metano no gás, essa quantidade pode variar de 5.000 a 6.000 kcal/m3. 
Quanto maior a pureza de um gás maior também será seu poder calorífico, atingindo cerca 
de 12.000 kcal/m3 purificado (COMASTRI FILHO, 1981). 
Para a ANP- Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis através 
da Resolução No 8 de 30/01/2015, biometano é definido como combustível gasoso 
constituído primordialmente por metano proveniente da purificação do biogás onde a sua 
pureza possui teor mínimo de 96,5% mol de CH4 na sua composição. 
 
 10 
 
3.4 Potencial bioquímico do metano – PBM. 
 
O Potencial bioquímico do metano é um teste aplicado para mensurar a capacidade 
de biodegradação de algum determinado resíduo biológico através do monitoramento do 
volume de gás metano (CH4) gerado no processo. Este tipo de ensaio é amplamente 
difundido no meio científico embora não seja internacionalmente normatizado, e é de 
forma geral realizado com a inoculação de microrganismos em amostras do resíduo de 
interesse (SILVA; MORAES JR; ROCHA, 2016). 
Para Esposito et al. (2012) existem alguns principais parâmetros que interferem 
diretamente nos resultados dos experimentos caso não estejam em condições ótimas, 
como pH e temperatura, outros fatores como natureza físico-química do substrato, 
proporcionalidade inóculo substrato afetam expressivamente no resultado do experimento 
que tem por objetivo principal obter a produção específica do metano. Alves (2016) 
descreve 120 dias de incubação inóculo e substrato, para substratos lignocelulósicos e 30 
dias em substratos simples. 
 
3.6 Medição do volume de gás 
 
Para que a quantidade de gás metano por determinada degradação seja mensurada 
de fato, é necessário ter o conceito de atividade metanogênica específica estabelecido, que 
se refere ao quanto um consócio de microrganismos anaeróbios possui de capacidade 
máxima de produção de metano, que pode ser observado pela redução eletrônica de 
compostos responsáveis pela demanda química de oxigênio (DQO) presentes no substrato 
o qual esse consórcio está inserido, tal ação é efetiva, apenas se houver a formação do 
metano (AQUINO, 2007). 
A taxa máxima de produção de metano é dada pelo gráfico de "volume acumulado 
de metano" versus "tempo de incubação". Mas o resultado da atividade metanogênica 
específica é dado em gDQOCH4/gSSV.d para isso a relação do coeficiente estequiométrico 
como 1 mol de metano equivalendo a 2 moles de O2 na CNTP (Condições Normais de 
Temperatura e Pressão – 0° C, 1 atm). Para qualquer gás, 1 mol deste ocupa 22,7L e 1g 
de DQO destruída gera 0,345 de metano. 
 
 
 
 11 
 
4. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
A seguir será demonstrado com foi executado toda a produção do gás metano por Fraga 
(2019), afim de avaliação do produto obtido. O autor descreve também que o hidrolisado 
de lignina providente da decomposição da casca de café, não terá seu procedimento 
descrito uma vezque tal pesquisa já fora realizada por Durso (2018), que produziu etanol 
de segunda geração e dessa forma também um hidrolisado de lignina proviniente da 
hidrólise alcalina da casca. Os procedimentos metodológicos abordados serão aqueles 
voltados à produção e caracterização do biogás. 
- Para o pH: Medido por pHmetro nos períodos antes e depois da 
biodigestão. 
-Para determinação de sólidos: Temos a divisão entre seis tipos de sólidos, são eles 
sólidos totais (ST), sólidos totais voláteis (STV) e sólidos totais fixos (STF) sólidos 
suspensos totais (SST), sólidos suspensos voláteis (SSV) e sólidos suspensos fixos (SSF). 
A medição dos sólidos interessa principalmente no que se diz respeito aos sólidos voláteis 
que possuem potencial de transformação em gás metano. Para essa medição seguiu a 
metodologia para a medição do teor de sólidos das normas do Standard Methods for the 
Examination of Water and Wastewater (APHA, 2012). 
- Para demanda química de oxigênio (DQO): Fora realizado o método colorimétrico 
segundo o Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 
2012), onde as amostras (em triplicatas) foram aquecidas em termoreator Dry Block 
(modelo CE350, Cienlab). Passando-se 48h as amostras foram lidas em 
espectrofotômetro UV-Vis, biftalato de potássio foi utilizado em água destilada e a curva 
padrão foi realizada. 
Teste do potencial bioquímico do metano (PBM): De início, tendo o efluente de lignina 
como substrato 100 g L-1 (base seca de casca de café), três diluições foram realizadas para 
que fosse determinado a melhor concentração o qual a redução do substrato fosse maior. 
Essa divisão foi feita em três fases. A fase um (HL1) com 20 mL do hidrolisado de lignina 
(HL), e fator de diluição de 7,5 vezes. Na fase dois (HL2), 72 mL de HL, e fator de 
diluição de 2,1 vezes e na fase três (HL3), 40 mL de HL e fator de diluição de 3,8 vezes, 
para um volume útil final fixo de 150 mL para cada biodigestão. 
-Do Inóculo: Foi coletado em um reator anaeróbico tipo upflow anaerobic sludge blanket 
(UASB) o qual se localiza na Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) em Ouro branco, 
MG, e após sua coleta sua armazenagem permaneceu em geladeira a 4oC até o seu uso. 
Antes dos ensaios laboratoriais serem de fato iniciado passou por um período sem 
 12 
 
alimentação para induzir o metabolismo endógeno a 30ºC (AQUINO et al., 2007). Dessa 
forma a matéria orgânica residual do lodo é consumida, essa medida foi realizada 
diariamente até que a produção de gases estivesse constante. Foram utilizados frascos de 
borossilicato de 225mL e também uma solução nutritiva segundo Silva et al. (2016). 
-Quanto a relação de substrato e microrganismos (S/M): Dividindo o estudo em etapa 
1 e etapa 2, nessa primeira etapa o estudo em questão baseou-se nos estudos de S/M obtida 
por Aquino et al (2007), para a obtenção do volume de substrato e inóculo desejados, o 
qual a expressão de cálculo dessa razão é dada por: 
 
 
𝑺
𝑴
=
𝑫𝑸𝑶𝑯𝑳 𝒙 𝑽𝒐𝒍.𝑯𝑳
𝑺𝑻𝑽𝒍𝒐𝒅𝒐 𝒙 𝑽𝒐𝒍.𝒍𝒐𝒅𝒐
 Equação (1) 
Dados: 
DQOHL: demanda química de oxigênio do hidrolisado de lignina (g L
-1); 
Vol.HL: volume de Hidrolisado de lignina (mL); 
STVlodo: sólidos totais voláteis do lodo (g L
-1); 
Vol.Lodo: volume de lodo (mL). 
 
Dando continuidade ao estudo, Fraga (2019) relata que na segunda fase o inóculo 
manteria o volume fixo e haveria então variação do volume de substrato com a utilização 
de volume 3,6 vezes maior de substrato da fase 1. As composições dos ensaios são dadas 
pela Tabela 4.1 segundo o autor: 
TABELA 4.1- Composição dos frascos e relações S/M para o teste de PBM. 
Fonte: Fraga (2019). 
Parâmetro unidade Fase 1 Fase 2 
DQO substrato (g L-1) 
55,0 + 
11,8 
51,7 + 
3,5 
Vol. substrato mL 20 72 
Massa de lignina mg 263,4 1213,9 
STV lodo (g L-1) 40,80 + 8,34 84,73 + 22,5 
Vol. lodo mL 100 48 
Massa lodo g 4,08 4,08 
S/M gDQO/gSTV 0,27 0,91 
Vol. nutriente 
 
(mL) 30 30 
Vol. útil 
 
(mL) 150 150 
 13 
 
 
Para correção do pH utilizou-se H2SO4 98% (v/v), e segundo Amaral et al., 
(2008), a faixa ideal de pH da solução deve ser mantida entre 6,0 e 8,3. Para que os 
biodigestores possuíssem atmosfera inerte fora aplicado N2 (99,9999% de pureza - White 
Martins). Assim frascos foram vedados com tampas do tipo batoque, para introdução de 
agulha, cobertos por papel alumínio, dessa forma manteve-se a temperatura do 
biodigestor e evitou-se a luminosidade no seu interior. Ensaios realizados em triplicata. 
-Para a coleta do Biogás: O gás proviniente da biodigestão foi aferido periodicamente 
com a utilização de uma seringa de vidro esmerilhada de 20 mL, após o a agulhar ser 
retirada da tampa o orifício que deixado pela mesma foi vedado com silicone, então 5mL 
de gás era transferido para seringas de plástico, que eram transferidas para o Laboratório 
de Ensaios Químicos (LEQ), para caracterização do biogás em relação ao teor de gás 
metano contido nele, por cromatografia a gás. Uma curva de calibração fora feita onde 
pode-se encontrar o teor do gás metano através da injeção de diferentes volumes de um 
mesmo gás padrão de metano. Dessa forma, para o cálculo da produção volumétrica de 
metano, multiplica-se o volume de biogás pela porcentagem de metano contido nele. O 
total de dias de experimento foram de 34 incluindo a fase 1 e a fase 2. 
-Para a cromatografia: O equipamento foi equipado com coluna capilar, VP-Plot 
Aluminia/KCL, com dimensões de 30m x 0,53 mm diâmetro interno, 10,0 m filme. 
Além da coluna, havia o detector FID (detector de ionização de chama) a 250°C, em 
isoterma o forno permaneceu operante a 170ºC com o sistema de injeção à temperatura 
de 150ºC. 
 Como sugere Angelidaki et al., (2009), os testes realizados foram feitos em 
triplicata e em batelada para melhores valores estatísticos, sendo que na fase 1 a fonte de 
aquecimento era em chapa aquecedora (marca Ika, modelo C-Mag HS10) diferenciando 
da marca do aquecedor da fase 2 (Solab, modelo SL 140), mantidos as duas fases à 30°C 
e sem agitação mecânica. 
- Da apresentação dos resultados: Conhecendo então o volume de metano produzido 
por dia é possível calcular o acumulado de gás metano em mgDQOCH4 d
-1, o cálculo de 
biodegrabilidade em mgDQOCH4/gSSV.d foi obtido a partir da quantidade de lodo usada 
como inóculo (g SSV) e a taxa máxima de produção de metano (mgDQOCH4 d
-1), que é 
obtido pela maior inclinação da curva de produção do metano. 
 
 
 
 14 
 
5. RESULTADOS E DISCURSÃO 
 
Como instrumento de comparação os resultados apresentados a seguir serão 
aqueles relacionados diretamente com o biogás produzido por Fraga (2019), afim de 
busca à literatura disponível, em prol da investigação da efetividade do gás metano 
resultante da decomposição do material lignocelulósico. A envoltura da caracterização do 
inóculo não se fazem presentes na discursão a seguir, e os resultados apresentados serão 
aqueles referentes à fase 1 a qual pôde ser concluída. 
 
5.1 Caracterização dos sólidos em relação à sua biodegradabilidade. 
A princípio Fraga (2019) discorre a respeito dos resultados obtidos através da 
centrifugação das amostras (5600 rpm durante 15 min). Tais amostras foram tratadas e na 
Figura 5-1 é pôde-se obter a relação entre o lodo anaeróbio e o efluente (após um período 
de 34 dias de biodigestão). 
 
FIGURA 5.1 - Valores de sólidos totais (ST): voláteis (STV) e fixos (STF). E sólidos 
suspensos totais (SST): voláteis (SSV) e fixos (SSF) afluente e efluente.Fonte: Fraga (2019) 
 
Observou-se que ouve uma diminuição de 17% da matéria orgânica (STF) após a 
biodigestão, Fraga (2019) denota a diminuição devido ao não consumo total da matéria 
orgânica degradável, do lodo, no período de aclimação, para Alvira et al. (2010) os sólidos 
expostos à pré-tratamentos são mais facilmente biodegradados em virtude da 
acessibilidade dos microrganismos com a biomassa, esta que pode deixar resquícios em 
solução, que longinquamente, é degradada. 
 
0
10
20
30
40
50
ST STV STF SST SSV SSF
Fr
aç
õ
e
s 
d
e
 s
ó
lid
o
s 
(m
g 
L-
1
)
Afluente Efluente
Fase 1
 15 
 
5.2 Caracterização de parâmetros relacionados à degradabilidade dos 
compostos reacionais do hidrolisado de lignina da fase 1: 
 
Com volume final de 120 mL da mistura (substrato + inóculo) em reator UASB o 
autor descreve a diferença entre valores obtidos quando comparado o afluente, e o 
efluente (aquele inoculado após 34 dias) como resultado obteve-se: O pH foi de 7,73 + 
0,14, para 7,82 + 0,07, relatando que o meio precisou ser neutralizado com H2SO4 antes 
do início da reação pois se encontrava em 13. A concentração de lignina (mg L-1) foi de 
35,12+ 0,1, para 0,78+ 0,05. A DQO (g L-1) foi de 7,33 + 11,79, para 7,33 + 11,79. E por 
fim os fenóis totais (mg L-1) foram de 464,0 + 18,0 para 226,8 + 18,4. Os resultados 
apresentados por Fraga (2019) denotam principalmente a viabilidade da utilização da 
lignina como composto alvo a ser degradado cuja degradação de 98% do composto fora 
alcançado, enquanto Albuquerque e Araújo (2016) relatam que a produção de biogás por 
co-digestão de dejetos bovinos e casca de café, resultou em cerca de 50% de degradação 
da lignina presente no meio reacional. 
Em relação à DQO que houvera uma redução de 67%, denotou-se a efetiva 
conversão da matéria orgânica enquanto para Prado et al. (2010), avaliando a variação da 
concentração de metano produzido a partir de águas residuárias de café, obteve a 
eficiência em remoção de DQO em uma porcentagem de 70%. Houve baixa variação do 
pH e os fenóis totais em 51%, lembrando que a concentração de fenóis se encontra acima 
do valor máximo de fenóis nos corpos de água permitido pela legislação (CONAMA, 
2011). 
 
 5.3 Volume de metano gerado durante da biodigestão do efluente da lignina. 
 
 Como resultado das análises feitas, do volume de biogás produzido diariamente, 
foi possível também a realização da medida do gás metano em relação à mL.CH4.d
-1. 
Através de análise cromatográfica foi então possível obter a média de dias analisados 
obtendo-se um percentual de 46,89% + 3,9 dispostos no biogás. Silva e Campos 
analisaram a qualidade de biogás de aterro sanitário, onde os poços apresentaram teor de 
47,68 % (DP +/- 2,45) em razão da biodigestão natural da matéria orgânica, enquanto 
Clarke & Macrae (1987) obtiveram 70% de metano no biogás a partir da digestão 
anaeróbia de polpa de café. Na Figura 5.3 será possível observar os valores obtidos da 
produção acumulada de metano: 
 
 
 
 16 
 
 
 
 
FIGURA 5.3 - Média da produção acumulada de metano (mL CH4 d-1). 
 
Fonte: Fraga (2019) 
 
Os resultados obtidos denotam que a produção média foi de 344,4 mL (161,5 mL 
CH4) durante 34 dias de biodigestão. Ainda segundo Albuquerque et al., (2016), a 
produção do gás metano fora de 3,3 mL biogás /gST por 67 dias, enquanto o presente 
estudo apresenta 83,9 mL de biogás/gST. Fraga (2019) relata ainda que levando em 
consideração a produção máxima de gás metano do 21º dia, a produção chega à 8,0 
mL.CH4/gSSVd, e que a produção média de metano foi de 161,5 mL, onde 440mL de 
metano formado equivale a 1g de DQO destruída, com uma massa de 0,4g de DQO 
destruída, num total de 1,1g de massa inicial inoculada. 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Foi verificado então que o teor de lignina digerida se mostrou satisfatórios tendo 
em vista o aproveitamento deste material gerador de impactos ambientais negativos 
dependendo do descarte. Quanto a qualidade expressa do biogás, mesmo que seu teor de 
pureza não esteja próximo à definida pela ANP, é natural que o gás metano gerado 
compita com outros gases no processo de conversão de matéria, mas o valor obtivo se 
adequada também à valores encontrados por outros autores, o que faz a validação do teor 
de gás metano gerado que posteriormente poderá ser purificado. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 Agradecimentos à CAPES e PIBIC pelo incentivo à ciência e à bolsa concedida.
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20,0
40,0
60,0
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0 10 20 30 40
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tempo (dias)
HL1
Taxa máxima da produção de CH4 = dV/dt
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