Resumo

A indústria sucroalcooleira possui destaque na economia brasileira, sendo responsável, entretanto, pela geração de elevadas quantidades de efluentes líquidos, resíduos e emissões em sua cadeia produtiva.

Estes subprodutos não devem ser destinados sem o devido tratamento no meio ambiente, devido seu alto poder poluidor e grandes quantidades produzidas. Entre subprodutos produzidos pela indústria sucroalcooleira destacam-se o bagaço de cana a e a vinhaça. A vinhaça é um efluente liquido, de alta carga orgânica, marrom-escura e característica ácida.

O bagaço de cana é um resíduo lignocelulósico, pouco degradável. A biodigestão anaeróbia é uma alternativa para bioestabilizar esses resíduos, além de produzir biogás e biofertilizante. O objetivo desse trabalho foi avaliar o uso da vinhaça tratada anaerobicamente como inóculo alternativo para uso na biodigestão anaeróbia em fase sólida de bagaço de cana, visando à produção de biogás. Foram realizados ensaios de caracterização físico-química da vinhaça tratada, bruta e do bagaço de cana e ensaios de potencial bioquímico de metano (BMP), para avaliar a capacidade de biodegradação de bagaço de cana através da geração de biogás e metano (CH4) em condição mesofílica. O resultado obtido para a percentagem de Sólidos Totais Voláteis (STV) do bagaço de cana foi de 95, 83%, indicando elevada concentração matéria orgânica, o pH do bagaço de cana in natura (B) e da vinhaça bruta(V) e das configurações B+H20, V1, B+V1, antes e depois da biodigestão apresentaram pH na faixa ácida, enquanto que o pH da vinhaça tratada e os ensaios B + V2, V1 e V2, antes da digestão foram dentro da faixa ótima da metanogênese.

As triplicatas com B+V2 não mantiveram o pH dentro da faixa ótima . Em termos de geração de biogás, o valor médio das configurações experimentais utilizadas nos ensaios BMP, o B+V2 apresentou o maior volume acumulado de biogás de 123,67 NmL, 3,4 vezes maior que o B+V1 com 36,34 NmL. A taxa máxima de geração de biogás foi 35,69 NmL obtida no 2º dia de experimento no ensaio B+V2. Os resultados da caracterização de biogás indicaram que apenas no ensaio B + V2, obteve-se metano em baixa concentração (7,92%). Conclui-se que a vinhaça tratada utilizada como alternativa de inóculo apresentou valores de pH dentro da faixa ótima para atividade metanogênica. O ensaio B+ V2 obteve um maior volume acumulado de biogás e uma taxa de geração diária quando comparado com as outras configurações experimentais. O seu uso como inóculo fraco favorece a economia de água e espera-se que ao longo da operação do biodigestor em fase sólida ocorra favorecimento de espécies aptas a biodegradar o bagaço.

Introdução

Brasil é líder mundial de cana-de-açúcar e seus subprodutos, tendo obtido na safra de 2016-2017 uma produção de 657,18 milhões de toneladas de cana de açúcar e gerou de 27,80 bilhões de litros de etanol. Nas usinas de açúcar e álcool são produzidas grandes quantidade de subprodutos sólidos, líquidos e gasosos, os quais não podem ser destinados diretamente (in natura) no meio ambiente, pois causam sérios problemas ambientais. Entre os resíduos produzidos destacam-se o bagaço de cana-de-açúcar, a torta de filtro e a vinhaça Destacam-se a vinhaça e o bagaço de cana produzidos em grandes quantidades.

A vinhaça é um o resíduo resultante do processo de produção de etanol, que sobra após a destilação do caldo de cana-de-açúcar (mosto fermentado), para a obtenção do etanol. Para cada litro de etanol é produzido cerca de 12 litros de vinhaça (BELAI, 2006). É caracterizado como um efluente líquido marrom-escuro, altamente poluente ao meio ambiente, com elevada concentração de carga orgânica, pH ácido, alta concentração de potássio e odor forte. Devido a essas características e por apresentar um custo baixo, a vinhaça vem sendo utilizada na fertirrigação de áreas cultivadas com cana (BELAI, 2006).

Após passar por um processo de tratamento como a biodigestão anaeróbia, que remove carga orgânica, compostos orgânicos e nutrientes, a vinhaça tem seu spH alterado para a faixa de neutralidade, além de ser rica em microrganismos metanogênicos (BARROS et al., 2016). Dessa forma vinhaça tratada anaerobicamente pode ser utilizada como inóculo alternativo biodigestores anaeróbios para tratar resíduos da própria usina, como o bagaço de cana. Esta alternativa ainda favorece o reaproveitamento da água da vinhaça tratada e nutrientes residuais. Avaliando do ponto de vista microbiológico, os microrganismos presentes na vinhaça tratada anaerobicamente possuem os arsenais enzimáticos necessários para degradação de material mais complexo como o bagaço.

O bagaço de cana é um residuo lignocelulósico, constituido por celulose, hemicelulose e lignina, ou seja, de difícil biodegradação. Para cada tonelada de cana processada são gerados cerca de 0,135 toneladas de bagaço, que representou na safra de 2016-2017, uma geração de 88,71 milhões de bagaço de cana (BRASIL, 2007).

O objetivo desse trabalho foi avaliar o uso da vinhaça tratada anaerobicamente como inóculo alternativo para uso na biodigestão anaeróbia em fase sólida de bagaço de cana, visando à produção de biogás e economia de água.

Autores: Liliana Andréa dos Santos; Rebeca Beltrão Valença; André Felipe de Melo Sales Santos; Mauricio Alves da Motta Sobrinho e José Fernando Thomé Jucá.