Potencial de geração de biogás a partir de resíduos agroindustriais de frutas

Abstract

Na produção de sucos e polpas de frutas, são gerados em média 40 a 50% de resíduos em relação à quantidade bruta de fruta processada industrialmente. O Brasil é responsável pela produção de 57% de sucos no mercado mundial, sendo os resíduos gerados desperdiçados ou subvalorizados. A digestão anaeróbia é uma alternativa para a valorização da biomassa, biofertilizante e energética desses resíduos, sendo o objetivo deste trabalho avaliar o potencial de geração de metano de resíduos de frutas (casca de maracujá, bagaço de laranja e bagaço de caju) secos, hidrolisados e ensilados e determinar parâmetros cinéticos para o scale up. O potencial bioquímico de metano (BMP) foi avaliado em reatores em batelada, de 250 mL, em condições mesofílicas, durante 60 dias, utilizando, como inóculos, lodo anaeróbio industrial e lodo de esgoto. Os parâmetros cinéticos foram determinados a partir das curvas de produção de biogás e metano, ajustando nos modelos de primeira ordem e Gompertz modificado. Os resultados obtidos indicaram que os substratos de bagaço de laranja, casca de maracujá e bagaço de caju, contém elevado teor de umidade e sólidos voláteis favoráveis para digestão anaeróbia. Os substratos secos, hidrolisados, in natura e ensilados apresentaram pH ácido desfavorável á etapa de metanogênese. Em termos de caracterização bioquímica em função de constituintes preponderantes (lignina, hemicelulose e celulose), o bagaço de laranja apresentou menores teores de fibra e alta biodegrabilidade, enquanto o bagaço de caju obteve maior teor de fibras e baixa biodegrabilidade. A caracterização dos inóculos (lodos industrial e esgoto) indicou teor de umidade elevada (89,44 a 94, 73%), pH (6,67 a 7,72) próximo da neutralidade, relação C/N (5 a 8), atividade metanogênica (0,15 a 0,17 gDQOCH⁴.g-1SV.dia). O melhor potencial de geração de biogás e metano observado foi de 343 NmL.g-¹ SV e 170 NmL CH4.g-¹ SV para bagaço de laranja ensilado aos 21 dias, com adição do lodo industrial, sendo 25% maior que o bagaço de laranja seco com lodo industrial (129 NmL CH4.g-¹ SV) e 117% maior que bagaço de laranja in natura com lodo industrial (78 NmL CH4.g-¹ SV). Os menores potenciais de geração de biogás e metano foram dos hidrolisados de maracujá e laranja com adição dos lodos de esgoto e industrial. Em termos composição de biogás, todas as configurações apresentaram elevada percentagem de metano (58% a 71 %), atestando a efetividade do processo de digestão anaeróbia. O potencial de biogás e metano das configurações apresentou ajuste cinético adequado para os modelos cinéticos de primeira ordem e de Gompetz modificado. A digestão anaeróbia de resíduos de frutas é uma alternativa promissora para valorização da biomassa e aproveitamento energético, proporcionando ganhos à cadeia produtiva.