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Tipo: Artigo de Periódico
Título: Effect of thermo-alkaline pretreatment and substrate inoculum ratio on methane production from dry and semi-dry anaerobic digestion of swine manure
Autor(es): Santos, André Bezerra dos
Silva, Amanda de Sousa
Santos, Amanda Lima Moraes dos
Malveira, Isabele Clara Cavalcante
Palavras-chave em português: Digestão anaeróbica-estudo experimentais;bioenergia;Proporção substrato/inóculo;Modelagem matemática
Palavras-chave em inglês: Anaerobic digestion - experimental study;bioenergy;Substrate/inoculum ratio;Mathematical modeling
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Data do documento: 2024
Instituição/Editor/Publicador: Renewable Energy
Citação: SILVA, Amanda de Sousa e; SANTOS, Amanda Lima Moraes dos; MALVEIRA, Isabele Clara Cavalcante; GIRÃO, Bianca Holanda Albano; SANTOS, André Bezerra dos. Effect of thermo-alkaline pretreatment and substrate inoculum ratio on methane production from dry and semi-dry anaerobic digestion of swine manure. Renewable Energy, [S.l.], v. 231, p. 121015, 2024. ISSN 0960-1481. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148124010838. Acesso em: 22 abr. 2025. https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.121015.
Resumo: A obtenção de biogás a partir de biomassa, como dejetos suínos (SM), por meio da digestão anaeróbia (AD) é uma alternativa fonte de energia renovável. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo analisar a influência do pré-tratamento termoalcalino (3% NaOH a 121 ◦C por 30 min) e da relação substrato/inóculo (SI) na DA a 10 e 15% total sólidos – TS. Além disso, foram utilizadas ferramentas de modelagem matemática e biologia molecular para compreender melhor o processar e obter parâmetros cinéticos que auxiliam na otimização e dimensionamento. Os experimentos foram conduzidos em lote a 37 ◦C com agitação orbital a 150 rpm por 90 dias. O pré-tratamento SM aumentou o rendimento cumulativo de metano de 30 para 205 mL/gVS. Além disso, aumentando a relação SI de 1 para 3 gVSsubstrato/gVSinoculum aumentou esse rendimento de 205 para 268 mL/gVS, embora a fase lag tenha aumentado de 0 para 3,5 dias. Ao aumentar o teor de TS para 15%, o rendimento acumulado de metano diminuiu para 136 mL/gVS, e o atraso fase aumentou de 0 a 13 dias. Quanto à avaliação microbiológica os gêneros Actinobacteriota e Chloroflexi foram associados a uma maior produção de metano, e o gênero dominante de archaea foi Methanobacterium em quase todas as condições testadas.
Abstract: Obtaining biogas from biomass, such as swine manure (SM), through anaerobic digestion (AD) is an alternative renewable energy source. In this context, this work aimed to analyze the influence of thermo-alkaline pretreatment (3 % NaOH at 121 ◦C for 30 min) and the substrate/inoculum ratio (SI) on AD at 10 and 15 % total solids – TS. Moreover, mathematical modeling and molecular biology tools were used to understand better the process and obtain kinetic parameters that assist in the optimization and scaling. The experiments were conducted in batch mode at 37 ◦C with orbital shaking at 150 rpm for 90 days. SM pretreatment increased cumulative methane yield from 30 to 205 mL/gVS. Furthermore, increasing the SI ratio from 1 to 3 gVSsubstrate/gVSinoculum enhanced this yield from 205 to 268 mL/gVS, although the lag phase increased from 0 to 3.5 days. When increasing the TS content to 15 %, the accumulated methane yield decreased to 136 mL/gVS, and the lag phase increased from 0 to 13 days. Regarding the microbiological evaluation, the genera Actinobacteriota and Chloroflexi were linked to higher methane production, and the dominant genus of archaea was Methanobacterium in almost all conditions tested.
URL do documento: https://pdf.sciencedirectassets.com/271431/1-s2.0-S0960148124X00105/1-s2.0-S0960148124010838/main.pdf?X-Amz-Security-Token=IQoJb3JpZ2luX2VjEIz%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2F%2FwEaCXVzLWVhc3QtMSJHMEUCIDodTrfxyNcoEaQWaiMo2ce%2Fs5wVbPaTJAjfSZ1pbdDHAiEAynARmW1OwlVwS3Zsys%2FSPLdDee7D4Hqe%2BI%2BnBmR2KNsqsgUIdBAFGgwwNTkwMDM1NDY4NjUiDMwmQF%2BZM3c54EMNeyqPBWitDiLWFFx7nrwrOfIn4RXeKqsakD948dW2IeiLdNdSMIvzSZG1SxI2AFO0GZz0Oq6456xMoKILfJUha3CXfHlbIjw7eSwcE7xSyVn647MxrR74UUHga9ZdsmGQAnbRhnXKUzamezW%2BNhSwtwpxqCwEwQwAhLDqafyJTwhfo8R3TDxJ4ruf2aNISbNZ5vDKWamb4pt0mj8atErEgfAJJYE5Yk1DsE%2BkxE4PWta7gTGeU%2FswG4ED97h7kAsGzUnuxDxMWOWJJXgW8EEZYE5ZJhzaNNfswKYHnXpG7L7jId5GQ5oBYyJihLXW98uJGU%2FImf2fRLJkOw3jgn0hE9lR5b5G3xiJkyUd%2BLU0jV4pQQ6R4%2FLSXiuAphYqIASk0urK5VG0xp5Oja0MpyT%2Bva%2B6biyOkBHpdFm5XYMs21WJQQxhoj0qJ9wQtVMFv3rYI9vGSjwTO%2F%2ByAimTId2nWsAZVVuo34aVtNDcp6I0NCVkRmh3%2FLS3wrhkLVn5bjSKZY4aeZjmr11Dps48NJITT%2FWrlyhtyp0VwPh54HKklxrLxyZEN%2BNFm7qnVkYfVrjo4xtW6EBWKH6ulhbVsr11KfTYmqjiZfZLdeK5368W3FNq2gyKQCo517KPFtjytIRZ89mIwL1ydLytBiA02muAJrSC0VvTaFZB3qoVXPrdk1dbPZU6CeD7m47jBPbgcK7b9JyIqADBhX%2BmrdeTdbWQ21QB%2B3%2F85Yrx2GrolbpUqOOPT7OXTl%2BOa%2FJLd9zeUfiYeD%2B2Yd2yY9J1CXqRIlz76wOapCyUWwUHGvfLTghm3lsNVsq7iIY0jfEVeTRVjo8gx93Ry5mpGA10v84HXVDKLCpoX6lLDzhXIsdaM0BN1%2BYBStYw7N6ttQY6sQG%2F975gZHOczmwpvfVO4khHWoDkY1rlMA%2FM%2F2s792gmsLQ1CW9a1HXIvKdy4vlzbgdRD0yab7lc5MQlyLXdBa631qqTnKDnVyS2%2BR22ElYRrqol6yQNud5gt6HJNymqc%2FMsPV2Q1ycOiI6HMS1gaMDpymeqmJwT5mdNQFRtvCKWgJKCbhQUhLHulylSpKsv2%2Bc3lBg4VcxMIiNGb2BPddevf9g21nkjpFeCBzPwwy%2BvYaI%3D&X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-Date=20240801T122330Z&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Expires=300&X-Amz-Credential=ASIAQ3PHCVTY56RYZ7QD%2F20240801%2Fus-east-1%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-Signature=8986d7bc126612b96305918b59bebf7e601d0189da21990315d40487549b5618&hash=d109ad6e8ce262fd57d8603d8973a0f775b27ae792cf8633682c5fd76951b662&host=68042c943591013ac2b2430a89b270f6af2c76d8dfd086a07176afe7c76c2c61&pii=S0960148124010838&tid=spdf-fd12cad1-46a2-440b-bdf9-56334ae51758&sid=98d4d69054e2844f56186ad746fcd4d4d14dgxrqa&type=client&tsoh=d3d3LnNjaWVuY2VkaXJlY3QuY29t&ua=071d5c03055b000305&rr=8ac5ccc09e7a274f&cc=br
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80533
Identificador DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2024.121015
ISSN: 0960-1481
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-3395-8878
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/3626519258208111
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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