Uso de biorreatores para tratamento do efluente industrial do dendê: produção de biofertilizante e biogás

Emanuelle Regina Araújo-Gomes , Gabriel dos Santos Moreira e Júnior Hiroyuki Ishihara

Resumo
O dendê Elaeis guineensis Jacq. é uma palmeira que, dentre as oleaginosas existentes, apresenta maior produção mundial. O processo do beneficiamento do dendê gera inúmeros subprodutos, dentre os quais, destaca-se o palm oil mill effluent (POME). Na busca por alternativas de tratamento e/ou reutilização desse resíduo, observa-se no efluente agroindustrial do dendê a possibilidade de seu uso na produção de bioinsumo e biocombustível. Dessa forma, objetiva-se na presente pesquisa a construção de biorreatores para produzir biogás e biofertilizante a partir do efluente do dendê. A metodologia do trabalho consiste na confecção de 10 biorreatores de bancada, adaptados com um sistema de controle automático, para realizar o tratamento por meio de sistema de digestão anaeróbia. O tratamento realizado apresenta bons resultados de remoção dos parâmetros físicos e químicos, sendo 49% para sólidos totais, 51% para sólidos totais fixos, 69% para sólidos, 53% para cor, 59% para turbidez, 39% para a demanda química de oxigênio (DQO) e 85% para a demanda bioquímica de oxigênio (DBO), além de crescimento dos níveis de NPK, respectivamente, 526 vezes maior, 23.420 vezes maior e 132.028 vezes maior, permitindo o uso do material como biofertilizante. No que diz respeito à produção do biogás, os indicadores de temperatura (20 °C a 45 °C), pressão (1 atm) e produção de gás metano diária, entre 0,26 e 0,44 mL do sistema de digestão anaeróbia, demonstraram boas condições de operação, indicando a viabilidade de produção, através da utilização do efluente agroindustrial do dendê.

Palavras-chave
POME; Biofertilizante; Biogás; Digestão anaeróbia; Biorreator.

Abstract
Use of bioreactors for treatment of industrial effluent from palm oil: Production of biofertilizer and biogas. Palm oil or African oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) is a palm tree that, among the existing oil seeds, has the highest oil production in the World. The palm oil processing process generates numerous by-products, among which palm oil mill effluent (POME) stands out. In the search for alternatives for treatment and/or reuse, oil palm agro-industrial effluent can be used to produce bio-input and biofuel. Therefore, the objective of this research is to build bioreactors to produce biogas and biofertilizer, from palm oil effluent. The work methodology consists of manufacturing 10 bench top bioreactors, adapted with an automatic control system, to carry out treatment using the anaerobic digestion system of these effluents. The treatment carried out presents good results in removing physical-chemical parameters, being 49% for total solids, 51% for fixed total solids, 69% for solids, 53% for color, 59% for turbidity, 39% for chemical oxygen demand (COD), and 85% for biochemical oxygen demand (BOD), in addition to growth in NPK levels, respectively, 526 times higher, 23,420 times higher, and 132,028 times higher, allowing the use of the material as biofertilizer. With concern to the production of biogas, the indicators of temperature (20 °C to 45 °C), pressure (1 atm), and daily methane gas production between 0.26 and 0.44 mL in the anaerobic digestion system showed good operating conditions, making their production feasible through the use of oil palm agro-industrial efluente.

Keywords
POME; Biofertilizer; Biogás; Anaerobic digestion; Bioreactor.

DOI
10.21438/rbgas(2024)112813


Texto completo

 Baixar este arquivo PDF

 


Referências
Alcântara, R. M. M. Óleo de palma e biodiesel no Brasil impactos sobre a originação para alimentos. São Paulo: Fundação Getúlio Vargas, 2022. (Dissertação de mestrado).

Bandeira, F. J. S.; Ribeiro Junior, J. A. S.; Mesquita, A. L. A.; Mesquita, A. L. A.; Torres, E. A. Potential use of palm oil and cocoa waste biomasses as sources of energy generation by gasification system in the State of Pará, Brazil. Engenharia Agrícola, v. 43, special issue, e20220151, 2023. https://doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v43nepe20220151/2023

Dominic, D.; Baidurah, S. Recent developments in biological processing technology for palm oil mill effluent treatment: A review. Biology, v. 11, n. 4, 525, 2022. https://doi.org/10.3390/biology11040525

Eckert, C. T.; Frigo, E. P.; Mari, A. G.; Mari Jr., A. M.; Mari, A. C. C.; Grzesiuck, A. E.; Dierings, L. S. Construção de biodigestores de batelada para escala laboratorial. Revista Brasileira de Energias Renováveis, v. 4, p. 65-82, 2015. https://doi.org/10.5380/rber.v4i2.42429

Ferreira Junior, J.; Crotti, B. F.; Gonçalves, S. B.; Mendonça, S.; Guedes, C. L. B. Avaliação do tratamento de efluente da extração do óleo de dendê e potencial de produção de biogás. Anais do VI Encontro de Pesquisa e Inovação da EMBRAPA Agroenergia, Brasília, p. 144-151, 2020.

Ferreira Junior, J.; Goncalves, S. B.; Mendonca, S.; Guedes, C. L. B.; Crotti, B. F. Produção de biogás a partir do efluente da extração do óleo de palma (POME). Anais do 7° Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia e Inovação de Biodiesel, Florianópolis, 2019.

Furman, L. P.; Bartmer, L.; Souza, T. R.; Liendo, M. A. Produção de biogás a partir de um biodigestor caseiro. Anais do XXI Congresso Brasileiro de Engenharia Química e XVI Encontro Brasileiro sobre o Ensino de Engenharia Química, Fortaleza, 2016.

Inoue, K. R. A. Produção de biogás, caracterização e aproveitamento agrícola do biofertilizante obtido na digestão da manipueira. Viçosa: Universidade Federal de Viçosa, 2008. (Dissertação de mestrado).

Lima, E. J.; Silva, R. M.; Teles, R. S.; Dias, F. F. S. Avaliação do funcionamento de um biodigestor de baixo custo. Diversitas Journal, v. 5, n. 4, p. 2394-2407, 2020. https://doi.org/10.17648/diversitas-journal-v5i4-1262

Mohammad, S.; Baidurah, S.; Kobayashi, T.; Ismail, N.; Leh, C. P. Palm oil mill effluent treatment processes: A review. Processes, v. 9, n. 5, 739, 2021. https://doi.org/10.3390/pr9050739

Okoli, I. F. Oil palm tree wastes 7: The composition and treatment of the palm oil mill effluent. Tropical Research Reference Platform, 2020. Disponível em: <https://researchtropica.com/oil-palm-tree-wastes-7-the-composition-and-treatment-of-thepalm-oil-mill-effluent/>. Acesso em: 16 abr. 2024.

Poblete, I. B. S. Simulação e análise de produção e condicionamento de biogás. Rio de Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2019. (Dissertação de mestrado).

Reis, A. R. Digestibilidade aparente da torta de dendê na alimentação do pirarucu (Arapaima gigas Schinz, 1822) durante a fase de juvenil. Belém: Universidade Federal Rural da Amazônia, 2019. (Dissertação de mestrado).

Rezende, M. J. C.; Lima, A. L.; Silva, B. V.; Mota, C. J. A.; Torres, E. A.; Rocha, G. O.; Cardozo, I. M. M.; Costa, K. P.; Guarieiro, L. L. N.; Pereira, P. A. P.; Martinez, S.; Andrade, J. B. Biodiesel: An overview II. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 32, n. 7, p. 1301-1344, 2021. https://doi.org/10.21577/0103-5053.20210046

Rodrigues, V.; Blasius, J. P.; Castro, M. C. A. A. Estratégia de adaptação de lodo anaeróbio mesofílico como fonte de inóculo para biodigestão de resíduos alimentares. Revista Gestão e Sustentabilidade Ambiental, v. 9, n. 4, p. 372-390, 2020. https://doi.org/10.19177/rgsa.v9e42020372-390

Romera, C. M. Partida do processo de digestão anaeróbia visando ao tratamento de efluente da indústria de óleo de palma. Brasília: Universidade de Brasília, 2020. (Trabalho de conclusão de curso).

Saad, M. S.; Wirzal, M. D. H.; Adi Putra, Z. Review on current approach for treatment of palm oil mill effluent: Integrated system. Journal of Environmental Management, v. 286, 112209, 2021. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112209

Santa Rosa, C. E. A. S. Análise econômica da utilização de silagem de casca de mandioca com torta de dendê para uso na alimentação animal. Belém: Universidade Federal Rural da Amazônia, 2022. (Trabalho de conclusão de curso de graduação).

Santos, A. M. Biorreatores heterotróficos microalgais aplicados ao tratamento de efluentes agroindustriais. Santa Maria: Universidade Federal de Santa Maria, 2020. (Tese de doutorado).

Silva, T.; Barbosa, C.; Gama, B.; Nascimento, G.; Duarte, M. Agregação devalor a resíduo agroindustrial: remoção de fenol utilizando adsorvente preparado a partir de casca de amendoim. Matéria, v. 23, n. 1, e-11947, 2018. https://doi.org/10.1590/S1517-707620170001.0283

Simas, J. P.; Penteado, C. L. C. Energia e sustentabilidade: análise da viabilidade docultivo de dendê para o desenvolvimento regional endógeno da Amazônia. Boletim de Geografia, v. 37, n. 1, p. 184-198, 2019. https://doi.org/10.4025/bolgeogr.v37i1.39256

Tschoeke, I. C. P.; Souza, T. C. P.; Santos, A. F. M. S.; Cavalcante, J. V. F. L.; Silva, J. P.; Dias, F. F. S. Sistema de controle automático para biodigestor. Anais do XXI Congresso Brasileiro de Engenharia Química e XVI Encontro Brasileiro sobre o Ensino de Engenharia Química, Fortaleza, 2016.

Vásquez Carrillo, M. C. Avaliação comparativa da sustentabilidade da produção de biocombustível de aviação a partir do hidroprocessamento dos óleos de dendê e soja nas condições brasileiras. Itajubá: Universidade Federal de Itajubá, 2018. (Dissertação de mestrado).


 

ISSN 2359-1412