Valorização dos resíduos de café para obtenção do biogás

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dc.contributor.advisor-co1Lira, Taisa Shimosakai de
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2690-242X
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8699243861996813
dc.contributor.advisor1Pinotti, Laura Marina
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5012-6811
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5616576281329159
dc.contributor.authorReis, Thiago Medeiros dos
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0009-3594-2309
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2591297358528145
dc.contributor.referee1Xavier, Thiago Padovani
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7148-9921
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8669754182140698
dc.contributor.referee2Vieira, Marcelo Fernandes
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-7290-8569
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5654735215017528
dc.date.accessioned2024-11-05T22:18:41Z
dc.date.available2024-11-05T22:18:41Z
dc.date.issued2024-09-17
dc.description.abstractCoffee The coffee production in Espírito Santo plays a crucial role in the local economy, being fundamental for the agricultural and financial development of the region. As Brazil's second-largest coffee producer, the state contributes over 30% of the national production, with significant outputs of both Arabica and Conilon. The by products generated, such as coffee grounds and husks, represent a valuable opportunity for energy production. However, the challenge lies in maximizing the utilization of these by-products, which are notable not only for their quantity but also for their rich composition of organic matter and lipids, essential elements for methane production. The valorization of these residues through anaerobic digestion is promising, offering a sustainable disposal method and generating useful by-products, such as biogas for electricity production and organic fertilizer. However, anaerobic digestion faces challenges related to nutrient balance, composition, and complexity of high molecular weight organic molecules. One way to address these issues is by pre treating the organic matter to increase biodegradability and bioavailability of the molecules and performing codigestion to balance nutrients. In this context, this study assessed the biochemical potential of methane (BMP) from domestic coffee grounds (both treated and untreated) and industrial coffee husks (both treated and untreated) in combination with food waste (codigestion). Sludge from a wastewater treatment plant (WWTP) was used as the inoculum. Duplicate batch anaerobic reactors (250 mL) were fed with substrates in different proportions, using a substrate/inoculum ratio of 1. BMP tests were conducted on average for 20 days at mesophilic temperature (35±2 °C). The highest BMP levels were detected with 50% treated coffee grounds (400 NmL/gSV), 50% treated coffee husks (344 NmL/gSV), and 100% food waste (600 NmL/gSV). On the other hand, 100% coffee grounds or coffee husks showed low BMP percentages (88 NmL/gSV) and (186 NmL/gSV) respectively, due to low carbon/nitrogen ratios and pH outside the ideal range. These results indicate that coffee residues have potential for energy recovery through anaerobic digestion (AD), highlighting AD as a promising alternative for the valorization of these residues
dc.description.resumoA produção de café no Espírito Santo desempenha um papel crucial na economia local, sendo fundamental para o desenvolvimento agrícola e financeiro da região. Como o segundo maior produtor brasileiro de café, o estado contribui com mais de 30% da produção nacional, destacando-se na produção de arábica e conilon. Os subprodutos gerados, como cascas e borras de café, representam uma oportunidade valiosa para a produção de energia. No entanto, o desafio reside em maximizar o aproveitamento desses subprodutos, que se destacam não apenas pela quantidade gerada, mas também pela composição rica em matéria orgânica e lipídios, elementos essenciais na produção de metano. A valorização desses resíduos por meio da digestão anaeróbica mostra-se promissora, proporcionando uma destinação sustentável e a geração de subprodutos úteis, como o biogás para produção de energia elétrica e o adubo orgânico. No entanto, a digestão anaeróbica enfrenta desafios relacionados ao equilíbrio de nutrientes, composição e complexidade de moléculas orgânicas de alta massa molecular. Uma forma de transpor essas questões é realizar um pré-tratamento da matéria orgânica, a fim de aumentar a biodegradabilidade e biodisponibilidade das moléculas e realizar a codigestão para equilibrar os nutrientes. Nesse contexto, este estudo avaliou o potencial bioquímico do metano (BMP) de borra de café doméstico (tratada e não tratada) e casca de café industrial (tratada e não tratada) juntamente com resíduos alimentares (codigestão). O lodo de um reator de estação de tratamento de esgotos (ETE) foi utilizado como inóculo. Duplicatas de reatores anaeróbios em batelada (250 mL) foram alimentadas com os substratos em diferentes proporções, utilizando uma relação substrato/inóculo de 1. Os testes de BMP foram realizados em média por 20 dias em temperatura mesófila (35±2 °C). Os níveis mais elevados de BMP foram detectados com 50% de borra de café tratada (400 NmL/gTSV), 50% casca de café tratada (344 NmL/gTSV) e 100% resíduo alimentar (600 NmL/gTSV). Por outro lado, 100% de borra ou casca de café apresentaram baixo percentual de BMP (88 NmL/gTSV) e (186 NmL/gTSV) respectivamente, devido à baixa relação de carbono/nitrogênio e pH fora da faixa ideal. Esses resultados indicam que os resíduos de café têm potencial para recuperação de energia por meio da digestão anaeróbica (AD), destacando a AD como uma alternativa promissora para valorização desses resíduos
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (Fapes)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/18136
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Energia
dc.publisher.departmentCentro Universitário Norte do Espírito Santo
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Energia
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
dc.subjectBiogás
dc.subjectDigestão anaeróbica
dc.subjectCasca de café
dc.subjectBorra de café
dc.subjectPré-tratamento
dc.subjectAnaerobic digestion
dc.subjectCoffee husks
dc.subjectBiogas
dc.subjectCoffee grounds
dc.subjectPre-treatment
dc.subject.cnpqEngenharia/Tecnologia/Gestão
dc.titleValorização dos resíduos de café para obtenção do biogás
dc.typemasterThesis
foaf.mboxthiagomreis1@gmail.com
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