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Title in Portuguese: Energy balance of small scale biogas system for family farming agriculture
Author: Praciano, Aline Castro
Advisor(s): Albiero, Daniel
Co-advisor(s): Bhandari, Ramchandra
Keywords: Esterco Bovino
Poder Calorífico Superior
Energia Renovável
Issue Date: 2017
Citation: PRACIANO, Aline Castro. Energy balance of small scale biogas system for family farming agriculture. 2017. 77 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Abstract in Portuguese: O biogás é uma energia renovável interessante ao meio rural, pois este pode ser gerado a partir do esterco dos animais de produção, como bovinos, suínos, caprinos, ovinos e aves. Esse biocombustível pode ser convertido em energia elétrica e térmica, possibilitando diversos ganhos econômicos e ambientais, para o meio rural, principalmente para a agricultura familiar, através da economia gerada pela redução dos custos com energia elétrica e gás de cozinha (GLP - Gás Liquefeito de Petróleo). Além de ganhos ambientais, através da redução da Emissão de Gases do Efeito Estufa (EGEE), do desmatamento do bioma caatinga, da contaminação de solo e de aquíferos. A energia elétrica gerada por biogás pode ser utilizada em diversos setores da agricultura como a iluminação das instalações agrícolas, zootécnicas e residenciais, funcionamento de equipamentos agrícolas como motobombas, forrageira e ordenhadoras. Esse biocombustível também pode ser utilizado para gerar energia térmica, que pode ser utilizada em substituição ao gás de cozinha ou lenha, para a cocção de alimentos ou na ambiência animal, através do aquecimento de animais, como suínos e aves. Esse estudo avaliou a produção de biogás a partir de esterco bovino, a concentração de metano do biogás bruto e purificado (em filtros de sílica gel e carvão ativado) por cromatografia gasosa, a conversão de biogás em energia elétrica e térmica, o consumo de biogás de uma motobomba de irrigação de 0,33 CV, de lâmpadas LED de 12, 16 e 24 W e de um fogão de duas chamas, foram determinados o poder calorífico do esterco fresco, esterco digerido e do biofertilizante e foi realizada a avaliação química do biofertilizante. O objetivo do trabalho foi avaliar o balanço energético do sistema termodinâmico de conversão de esterco bovino em biogás, que foi gerado em um biodigestor tubular de PVC (Policloreto de Vinila) e a eficiência energética, através da determinação do poder calorífico superior dos produtos envolvidos. O sistema termodinâmico avaliado apresentou um balanço energético de 142,75 MJ e uma eficiência energética de 89,30%.
Abstract: Biogas is an important renewable energy in the rural areas, for it can be generated from the manure of livestock, such as bovines, swine, goats, sheep and birds. This biofuel can be converted into electric and thermal energy, which allows several economic and environmental gains for rural areas, especially for the family agriculture because of the savings resulted from the reduction of costs with electricity and gas for cookery (LGP - Liquefied Gas of Petroleum). Beyond that, benefits to the environment such as the reduction of Greenhouse Gas Emission (GGE), deforestation of the biome caatinga, contamination of soil and aquifers. The electricity generated by biogas can be used in several sectors of agriculture such as illumination for agricultural, zootechnical and residential facilities, agricultural equipment operations, such as motor pumps, forage, and milking machines. This biofuel can also be used for generating thermal energy, which takes the place of cooking gas or firewood for cookery or for animal welfare by heating the sheds, as for swine and poultry. In the present study, we assessed the biogas production from bovine manure, the methane concentration of crude and purified biogas (filters of in silica gel and activated carbon) by gas chromatography, the conversion from biogas to electric and thermal energy, the consumption of biogas of a 0.33 HP irrigation motor pump, 12, 16 and, 24 W LED bulbs, and a two-flame stove, we determined the calorific value of fresh and digested manure, and of the bio-fertilizer, and we conducted the chemical evaluation of the bio-fertilizer. The study aimed to evaluate the energy balance of the converting thermodynamic system from bovine manure into biogas generated in a PVC (polyvinyl chloride) tubular digester plant and the energy efficiency by determining the higher calorific power of products involved. The assessed thermodynamic system had energy balance of 142.75 MJ and energy efficiency of 89.30%.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/40067
Appears in Collections:PPGENA - Dissertações defendidas na UFC

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