Otimização da produção de biogás a partir da biodigestão de vinhaça da fabricação de cachaça artesanal

Abstract

A fabricação artesanal da cachaça é uma importante fonte de renda para pequenos e médios produtores agrícolas do estado de Minas Gerais. Na produção da bebida, um dos principais subprodutos gerados é a vinhaça, rica em matéria orgânica e com significativo teor de enxofre. Consequentemente, apresenta alto potencial poluidor. Para cada litro de cachaça produzido são gerados, em média, 10 a 14 litros de vinhaça. A biodigestão anaeróbia apresenta grande potencial de aplicação no tratamento da vinhaça, pois ocorre a redução de sua carga orgânica poluente concomitantemente à recuperação de bioenergia a partir do biogás. O presente estudo teve como objetivo avaliar as potencialidades da aplicação da biodigestão anaeróbia para o tratamento da vinhaça provinda da fabricação de cachaça artesanal, bem como o desenvolvimento de um biodigestor para implantação em propriedades rurais produtoras da bebida. Para testar o desempenho do processo, realizou-se oito ensaios de biodigestão da vinhaça em escala de bancada utilizando reatores de 250 mL, variando a quantidade de inóculo, temperatura e diluição da vinhaça. Em seguida, o processo foi otimizado em um biorreator de bancada anaeróbio com capacidade de 7,5 litros, e com um sistema de monitoramento e controle do pH, dióxido de carbono, temperatura e pressão. A vinhaça in natura foi caracterizada quanto a umidade, matéria seca, cinzas sólidos suspensos voláteis e totais, pH, DQO, proteínas, lipídeos e nitrogênio total. O efluente da biodigestão foi caracterizado quanto a DQO e pH. A composição do biogás gerado foi determinada através da quantificação de dióxido de carbônico, metano, amônia e ácido sulfídrico. O processo de biodigestão da vinhaça para a produção de biogás se mostrou eficiente no tratamento desse resíduo. O volume de biogás gerado e acumulado, nos ensaios de bancada, durante o período de 25 dias variaram entre 2,08 mL e 347,90 mL. Quanto à remoção de carga orgânica, os ensaios mostraram-se uma boa alternativa para o tratamento da vinhaça, visto que a eficiente redução de DQO na vinhaça biodigerida foi em torno de 74%, fato que evidencia a transformação de matéria orgânica em biogás. A principal contribuição desse experimento consistiu na disponibilização de novos métodos de obtenção de energia a partir de uma matriz já disponível aos pequenos e médios produtores de cachaça artesanal.