Biodigestão anaeróbia em duplo estágio do bagaço de cana-de-açúcar para obtenção de biogás

Atualmente o Brasil é considerado um dos maiores produtores mundiais de cana-de-açúcar, colocando-o na liderança mundial em tecnologia de produção de etanol. Juntamente com o aumento sucessivo das safras, aumenta-se a geração de bagaço de cana-de-açúcar, que possui grande potencial energético e é considerado o resíduo agroindustrial obtido em maior quantidade no país. Grande parte das usinas sucroalcooleiras brasileiras tem feito o aproveitamento energético do bagaço através da co-geração, que consiste na queima do bagaço para geração de energia elétrica. Visando à obtenção de um melhor aproveitamento energético do bagaço de cana, a presente pesquisa propõe a aplicação de um método alternativo de geração de energia a partir deste substrato, o qual se constitui na geração de biogás através do processo de biodigestão anaeróbia, em complementação à co-geração atualmente praticada. O processo de biodigestão anaeróbia foi realizado em planta piloto específica para digestão de material sólido, conforme Patente de Busch & Sieber (2006). Foi feita a comparação da rota tradicional de geração de energia (co-geração) e da rota alternativa (produção de biogás em planta piloto e posterior co-geração do bagaço processado na planta). A comparação entre as rotas se deu pelo somatório do potencial energético de cada uma, em termos do Poder Calorífico Inferior PCI do bagaço e biogás gerados, por unidade de massa de bagaço de cana. De acordo com os resultados obtidos, em termos quantitativos, o potencial de geração de energia se mostrou semelhante nas 2 rotas estudadas. Considerando-se o bagaço em base seca, ocorreu um aumento do PCI geral total final, de cerca de 3,5%, enquanto para o bagaço em base úmida, foi identificado um decréscimo de cerca de 22,5% do PCI total final. Em termos qualitativos, a produção de biogás por quilograma de bagaço processado não se mostrou significativa, sendo seu potencial energético bastante inferior ao potencial do bagaço final, após processamento na planta piloto (percentual máximo de 1,47% em relação ao potencial total). A reduzida produção de biogás foi atribuída à baixa biodegradabilidade das fibras presentes no bagaço, sendo que o combustível produzido foi resultado, principalmente, da digestão do açúcar remanescente no substrato. Os ciclos de processo contendo resultados mais positivos estão vinculados às amostras com maior percentual de sólidos solúveis e açúcar redutor total, competindo desta forma com a própria eficiência do processo de extração de etanolBrazil has become one of the largest sugarcane producers, being one of the worlds leaders in ethanol production technology. As ethanol production increases, the total amount of sugarcane bagasse is also increased. Sugarcane bagasse has a great energy potential and is currently considered the Brazilian largest agro-industrial residue. Most of Brazilian sugarcane plants have made the exploitation of bagasse energy through co-generation, which is the burning of bagasse for power generation. In order to obtain a better energy yield from sugarcane bagasse, this research proposes the application of an alternative method of generating energy from this substrate, which constitutes the generation of biogas through anaerobic digestion process, complementing cogeneration currently practiced. The process of anaerobic digestion was carried out in specific pilot plant for digestion of solid material, as Busch & Sieber Patent (2006). We compared the traditional route of power generation (co-generation) and the alternative route (biogas production in pilot plant and later co-generation of processed bagasse in the pilot plant). The comparison between the routes was given by the sum of the energy potential of each one in terms of Net Calorific Value - PCI bagasse and biogas generated per unit mass of sugarcane bagasse. According to the results obtained, in quantitative terms, the potential for power generation (in terms of PCI) was similar in the two routes studied. Considering the substrate on dry basis, an increase of the overall PCI was around 3.5%, while for wet substrate, it was identified a decrease of approximately 22.5% of total PCI. In qualitative terms, the production of biogas per kg of bagasse processed was not significant in comparison with the energy potential of the bagasse processed at the pilot plant (maximum of 1,47% compared to the total potential). Small production of biogas was attributed to the low biodegradability of the bagasse fibers, while the fuel produced was primarily a result of digestion of sugar remaining in the substrate. The substrate samples containing more positive results are those with higher percentage of initial soluble solids, and total reducing sugar, thus competing with the very efficiency of extraction of ethano