PRODUÇÃO DE BIOGÁS A PARTIR DA CANA-DE-AÇÚCAR
Abstract
No âmbito das discussões sobre a questão energética, aprofundada pelo cenário internacional de incertezas relacionadas aos combustíveis fósseis, como sua possível escassez, surgem pesquisas e estudos técnicos, econômicos e de impactos ambientais voltados para o desenvolvimento de alternativas na produção de energia. A biomassa surge como uma opção viável, a qual pode ser convertida em eletricidade, biocombustível, carvão vegetal e produtos químicos. Neste sentido, o uso da biomassa de cana-de-açúcar na matriz energética brasileira, considerando sua ampla disponibilidade, auxilia na substituição dos combustíveis fósseis. A produção de biogás, através do processo de digestão anaeróbia, pode ser uma alternativa para o uso da cana-de-açúcar. O presente estudo busca, portanto, quantificar a produção de biogás a partir da cana-de-açúcar. Para a realização do experimento foram utilizados digestores produzidos com frascos contendo um volume total de 1,2 dm³. Como principal resultado, considerando-se a média da triplicata estudada, pôde-se alcançar uma produção de, aproximadamente, 1,83 dm3 de biogás com desvio padrão de 0,24 em um período de 168 horas, resultando em uma produção média de, aproximadamente, 0,01 dm3 de biogás por hora.
Downloads
Download data is not yet available.
References
BOND, T.; TEMPLETON, M. R. History and future
of domestic biogas plants in the developing world.
Energy for Sustainable Development, v.15, p.347-
354, 2011.
BRITO, F. L. S. Biodigestão anaeróbia em duplo
estágio do bagaço de cana-de-açúcar para obtenção
de biogás. 2011. 184f. Dissertação (Mestrado em
Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos) -
Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte.
CARVALHO, C.; KIST, B. B. Anuário brasileiro de
cana-de-açúcar 2018. Editora Gazeta Santa Cruz,
2018.
Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB).
Acompanhamento da safra brasileira de cana-de-
açúcar. Brasília: Conab, v.6, n.4, p.1-62, 2020.
DANTAS, G. A.; LEGEY, L. F. L.; MAZZONE, A.
Energy from sugarcane bagasse in Brazil: An assessment
of the productivity and cost of different technological
routes. Renewable and Sustainable Energy Reviews,
v.21, p.356-364, 2013.
DIAS, M. O. S.; JUNQUEIRA, T. L.; CAVALETT,
O.; PAVANELLO, L. G.; CUNHA, M. P.; JESUS,
C. D. F.; MACIEL FILHO, R.; BONOMI, A.
Biorefineries for the production of first and second
generation ethanol and electricity from sugarcane.
Applied Energy, v.109, p.72-78, 2013.
DUNG, T. N. B.; SEN, B.; CHEN, C. C.; KUMAR,
G.; LIN, C. Y. Food waste to bioenergy via anaerobic
processes. Energy Procedia, v.61, p.307-312, 2014.
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
(EMBRAPA). Cana-de-açúcar. 2009. Disponível em:
FARIA, R. A. P. Avaliação do potencial de geração de
biogás e de produção de energia a partir da remoção
da carga orgânica de uma estação de tratamento
de esgoto - estudo de caso. 2012. 63f. Dissertação
(Mestrado em Energia na Agricultura) - Universidade
Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel.
FREITAS, F. F.; SOUZA, S. S.; FERREIRA, L. R.
A.; OTTO, R. B.; ALESSIO, F. J.; SOUZA, S. N.
M.; VENTURINI, O. J.; ANDO JUNIOR, O. H.
The brazilian market of distributed biogas generation:
Overview, technological development and case study.
Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.101,
p.146-157, 2019.
GAUR, R.Z.; SUTHAR, S. Anaerobic digestion
Nadaleti et al.
Revista Brasileira de Engenharia e Sustentabilidade, v.8, n.1, p. 1-7, jul. 2020.6
of activated sludge, anaerobic granular sludge and
cow dung with food waste for enhanced methane
production. Journal of Cleaner Production, v.164,
p.557-566, 2017.
JANKE, L.; LEITE, A.; NIKOLAUSZ, M.;
SCHMIDT, T.; LIEBETRAU, J.; NELLES M.;
STINNER W. Biogas production from sugarcane
waste: assessment on kinetic challenges for process
designing. International Journal of Molecular
Sciences, v.16, p.20685-20703, 2015.
KHALID, A.; ARSHAD, M.; ANJUM, M.;
MAHMOOD, T.; DAWSON, L. The anaerobic
digestion of solid organic waste. Waste Management,
v.31, p.1737-1744, 2011.
LORA, E. S.; ANDRADE, R. V. Biomass as energy
source in Brazil. Renewable and Sustainable Energy
Reviews, v.13, p.777–788, 2009.
LOURENÇO, V. A. Produção de biogás via co-
digestão anaeróbia de efluente da parboilização
do arroz e resíduos sólidos orgânicos. 2017. 57f.
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em
Engenharia Ambiental e Sanitária) - Universidade
Federal de Pelotas, Pelotas.
NYKO, D.; FARIA, J. L. G.; MILANEZ, A. Y.;
CASTRO, N. J.; BRANDÃO, R.; DANTAS, G.
Determinantes do baixo aproveitamento do potencial
elétrico do setor sucroenergético: uma pesquisa de
campo. BNDES Setorial, n.33, p.421-476, 2011.
PAOLIELLO, J. M. M. Aspectos ambientais e
potencial energético no aproveitamento de resíduos
da indústria sucroalcooleira. 2006. 200f. Dissertação
(Mestre em Engenharia) - Faculdade de Engenharia,
Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru.
PARSAEE, M.; KIANI, M. K. D.; KARIMI, K. A
review of biogas production from sugarcane vinasse.
Biomass and Bioenergy, p.117–125, 2019.
PAULSEN, S.; HOFFSTADT, K.; KRAFFT, S.;
LEITE, A.; ZANG, J.; FONSECA-ZANG, W.;
KUPERJANS, I. Continuous biogas production from
sugarcane as sole substrate. Energy Reports, v.6,
p.153-158, 2020.
REFAI, S.; BERGER, S.; WASSMANN, K.;
DEPPENMEIER, U. Quantification of methanogenic
heterodisulfide reductase activity in biogas sludge.
Journal of Biotechnology, v.180, p.66-69, 2014.
SALOMON, K. R.; LORA, E. E. S. Estimate of
the electric energy generating potential for different
sources of biogas in Brazil. Biomass and Bioenergy,
v.33, p.1001-1007, 2009.
SILVA, A; GOMES, W.; ALSINA, O. Utilização do
bagaço de cana-de-açúcar como biomassa adsorvente
na adsorção de poluentes orgânicos. Revista Eletrônica
de Materiais e Processos, v.2, p.27-32, 2007.
SILVA, D. F. S.; BOMTEMPO, J. V.; ALVES, F. C.
Innovation opportunities in the Brazilian sugar-energy
sector. Journal of Cleaner Production, v.218, p.871-
879, 2019.
SOUZA, N. R. D.; FRACAROLLI, J. A.;
JUNQUEIRA, T. L.; CHAGAS, M. F.; CARDOSO,
T. F.; WATANABE, M. D. B.; CAVALETT, O.;
VENZKE FILHO, S. P.; DALE, B. E.; BONOMI,
A.; CORTEZ, L. A. B. Sugarcane ethanol and beef
cattle integration in Brazil. Biomass and Bioenergy,
v.120, p.448–457, 2019.
SOUZA, S. P.; NOGUEIRA, L. A. H.; MARTINEZ,
J.; CORTEZ, L. A. B. Sugarcane can afford a cleaner
energy profile in Latin America & Caribbean.
Renewable Energy, p.164-172, 2018.
SOUZA, Z. J.; AZEVEDO, P. F. Geração de energia
elétrica excedente no setor sucroalcooleiro: um estudo
a partir das usinas paulistas. Revista de Economia e
Sociologia Rural, v.44, p.179-199, 2006.
SZYMANSKI, M. S. E., BALBONOT, R.,
SCHIRMER, W. N. Biodigestão Anaeróbica da
Nadaleti et al.
Revista Brasileira de Engenharia e Sustentabilidade, v.8, n.1, p 1-7, jul.2020.vinhaça: aproveitamento energético e obtenção
de créditos de carbono e estudo de caso. Ciências
Agrícolas, p.901-912, 2010.
TEIXEIRA, A. R.; CHERNICHARO, C. A. L.;
AQUINO, S. F. Influência da redução do tamanho
de partículas na taxa de hidrólise de esgoto bruto
doméstico. Revista Engenharia Sanitária e
Ambiental, v.13, n.4, p.405-415, 2008.
THI, N. B. D.; KUMAR, G.; LIN, C. Y. An overview
of food waste management in developing countries:
Current status and future perspective. Journal of
Environmental Management, v.157, p.220-229,
2015.
VIRIATO, C. L.; LEITE, V. D.; SOUSA, J. T.;
LOPES, W. S.; OLIVEIRA, E. G.; GUIMARÃES,
H. S. Influência da granulometria e da concentração
de sólidos totais na codigestão anaeróbia de resíduos
orgânicos. Revista de Estudos Ambientais, v.17, n.1,
p.6-15, 2015.
of domestic biogas plants in the developing world.
Energy for Sustainable Development, v.15, p.347-
354, 2011.
BRITO, F. L. S. Biodigestão anaeróbia em duplo
estágio do bagaço de cana-de-açúcar para obtenção
de biogás. 2011. 184f. Dissertação (Mestrado em
Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos) -
Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte.
CARVALHO, C.; KIST, B. B. Anuário brasileiro de
cana-de-açúcar 2018. Editora Gazeta Santa Cruz,
2018.
Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB).
Acompanhamento da safra brasileira de cana-de-
açúcar. Brasília: Conab, v.6, n.4, p.1-62, 2020.
DANTAS, G. A.; LEGEY, L. F. L.; MAZZONE, A.
Energy from sugarcane bagasse in Brazil: An assessment
of the productivity and cost of different technological
routes. Renewable and Sustainable Energy Reviews,
v.21, p.356-364, 2013.
DIAS, M. O. S.; JUNQUEIRA, T. L.; CAVALETT,
O.; PAVANELLO, L. G.; CUNHA, M. P.; JESUS,
C. D. F.; MACIEL FILHO, R.; BONOMI, A.
Biorefineries for the production of first and second
generation ethanol and electricity from sugarcane.
Applied Energy, v.109, p.72-78, 2013.
DUNG, T. N. B.; SEN, B.; CHEN, C. C.; KUMAR,
G.; LIN, C. Y. Food waste to bioenergy via anaerobic
processes. Energy Procedia, v.61, p.307-312, 2014.
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
(EMBRAPA). Cana-de-açúcar. 2009. Disponível em:
FARIA, R. A. P. Avaliação do potencial de geração de
biogás e de produção de energia a partir da remoção
da carga orgânica de uma estação de tratamento
de esgoto - estudo de caso. 2012. 63f. Dissertação
(Mestrado em Energia na Agricultura) - Universidade
Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel.
FREITAS, F. F.; SOUZA, S. S.; FERREIRA, L. R.
A.; OTTO, R. B.; ALESSIO, F. J.; SOUZA, S. N.
M.; VENTURINI, O. J.; ANDO JUNIOR, O. H.
The brazilian market of distributed biogas generation:
Overview, technological development and case study.
Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.101,
p.146-157, 2019.
GAUR, R.Z.; SUTHAR, S. Anaerobic digestion
Nadaleti et al.
Revista Brasileira de Engenharia e Sustentabilidade, v.8, n.1, p. 1-7, jul. 2020.6
of activated sludge, anaerobic granular sludge and
cow dung with food waste for enhanced methane
production. Journal of Cleaner Production, v.164,
p.557-566, 2017.
JANKE, L.; LEITE, A.; NIKOLAUSZ, M.;
SCHMIDT, T.; LIEBETRAU, J.; NELLES M.;
STINNER W. Biogas production from sugarcane
waste: assessment on kinetic challenges for process
designing. International Journal of Molecular
Sciences, v.16, p.20685-20703, 2015.
KHALID, A.; ARSHAD, M.; ANJUM, M.;
MAHMOOD, T.; DAWSON, L. The anaerobic
digestion of solid organic waste. Waste Management,
v.31, p.1737-1744, 2011.
LORA, E. S.; ANDRADE, R. V. Biomass as energy
source in Brazil. Renewable and Sustainable Energy
Reviews, v.13, p.777–788, 2009.
LOURENÇO, V. A. Produção de biogás via co-
digestão anaeróbia de efluente da parboilização
do arroz e resíduos sólidos orgânicos. 2017. 57f.
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em
Engenharia Ambiental e Sanitária) - Universidade
Federal de Pelotas, Pelotas.
NYKO, D.; FARIA, J. L. G.; MILANEZ, A. Y.;
CASTRO, N. J.; BRANDÃO, R.; DANTAS, G.
Determinantes do baixo aproveitamento do potencial
elétrico do setor sucroenergético: uma pesquisa de
campo. BNDES Setorial, n.33, p.421-476, 2011.
PAOLIELLO, J. M. M. Aspectos ambientais e
potencial energético no aproveitamento de resíduos
da indústria sucroalcooleira. 2006. 200f. Dissertação
(Mestre em Engenharia) - Faculdade de Engenharia,
Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru.
PARSAEE, M.; KIANI, M. K. D.; KARIMI, K. A
review of biogas production from sugarcane vinasse.
Biomass and Bioenergy, p.117–125, 2019.
PAULSEN, S.; HOFFSTADT, K.; KRAFFT, S.;
LEITE, A.; ZANG, J.; FONSECA-ZANG, W.;
KUPERJANS, I. Continuous biogas production from
sugarcane as sole substrate. Energy Reports, v.6,
p.153-158, 2020.
REFAI, S.; BERGER, S.; WASSMANN, K.;
DEPPENMEIER, U. Quantification of methanogenic
heterodisulfide reductase activity in biogas sludge.
Journal of Biotechnology, v.180, p.66-69, 2014.
SALOMON, K. R.; LORA, E. E. S. Estimate of
the electric energy generating potential for different
sources of biogas in Brazil. Biomass and Bioenergy,
v.33, p.1001-1007, 2009.
SILVA, A; GOMES, W.; ALSINA, O. Utilização do
bagaço de cana-de-açúcar como biomassa adsorvente
na adsorção de poluentes orgânicos. Revista Eletrônica
de Materiais e Processos, v.2, p.27-32, 2007.
SILVA, D. F. S.; BOMTEMPO, J. V.; ALVES, F. C.
Innovation opportunities in the Brazilian sugar-energy
sector. Journal of Cleaner Production, v.218, p.871-
879, 2019.
SOUZA, N. R. D.; FRACAROLLI, J. A.;
JUNQUEIRA, T. L.; CHAGAS, M. F.; CARDOSO,
T. F.; WATANABE, M. D. B.; CAVALETT, O.;
VENZKE FILHO, S. P.; DALE, B. E.; BONOMI,
A.; CORTEZ, L. A. B. Sugarcane ethanol and beef
cattle integration in Brazil. Biomass and Bioenergy,
v.120, p.448–457, 2019.
SOUZA, S. P.; NOGUEIRA, L. A. H.; MARTINEZ,
J.; CORTEZ, L. A. B. Sugarcane can afford a cleaner
energy profile in Latin America & Caribbean.
Renewable Energy, p.164-172, 2018.
SOUZA, Z. J.; AZEVEDO, P. F. Geração de energia
elétrica excedente no setor sucroalcooleiro: um estudo
a partir das usinas paulistas. Revista de Economia e
Sociologia Rural, v.44, p.179-199, 2006.
SZYMANSKI, M. S. E., BALBONOT, R.,
SCHIRMER, W. N. Biodigestão Anaeróbica da
Nadaleti et al.
Revista Brasileira de Engenharia e Sustentabilidade, v.8, n.1, p 1-7, jul.2020.vinhaça: aproveitamento energético e obtenção
de créditos de carbono e estudo de caso. Ciências
Agrícolas, p.901-912, 2010.
TEIXEIRA, A. R.; CHERNICHARO, C. A. L.;
AQUINO, S. F. Influência da redução do tamanho
de partículas na taxa de hidrólise de esgoto bruto
doméstico. Revista Engenharia Sanitária e
Ambiental, v.13, n.4, p.405-415, 2008.
THI, N. B. D.; KUMAR, G.; LIN, C. Y. An overview
of food waste management in developing countries:
Current status and future perspective. Journal of
Environmental Management, v.157, p.220-229,
2015.
VIRIATO, C. L.; LEITE, V. D.; SOUSA, J. T.;
LOPES, W. S.; OLIVEIRA, E. G.; GUIMARÃES,
H. S. Influência da granulometria e da concentração
de sólidos totais na codigestão anaeróbia de resíduos
orgânicos. Revista de Estudos Ambientais, v.17, n.1,
p.6-15, 2015.
Published
2021-11-23
How to Cite
Nadaleti, W. C., de Freitas Santos, R., Vellar Hepp, D., Müller Vieira, B., & Leandro, D. (2021). PRODUÇÃO DE BIOGÁS A PARTIR DA CANA-DE-AÇÚCAR. Revista Brasileira De Engenharia E Sustentabilidade, 8(1), 1-7. Retrieved from https://revistas.ufpel.edu.br/index.php/rbes/article/view/233
Issue
Section
ENGENHARIA AMBIENTAL E SUSTENTABILIDADE
