DAAD
Scholz, ATB
B io g á s
- Curso Compacto - Energias Renováveis
no Meio Rural
Dr.-Ing. Volkhard Scholz
Instituto da Engenharia Agrícola (ATB)
Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.
Alemanha
Universidade Federal de Viçosa (UFV)
com apoio do Serviço Alemão do Intercâmbio Acadêmico (DAAD)
Deutscher Akademischer Austausch Dienst, Bonn
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Introdução
Bases biológicas e físicas
Rendimento da produção de biogás Tecnologias de biogás
Resíduos da fermentação
Máquinas de conversão de energia Economia e ecologia
Biogás
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Introdução
Classificação energética
Classificação das matérias primas
Situação da produção de biogás na Europa
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Pirólise Fermentação
alcoólica
Fermentação anaeróbica
Gás de pirólise
Calor Calor Álcool Metano
Conversão biológica Conversão termoquímica
H
2CH
4CO
CH
4CO
2C
2H
5OH
Energia na biomassa
Fermentação de compostos Combustão
Produção de energia da biomassa
Classificação
... e outras ...
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Systematik verschiedener Einsatzsubstrate
Einsatzsubstrate
Landwirtschaftliche Stoffe
Stoffe nach der Nebenprodukte-VO
EG Nr. 1774/2002
Organische Reststoffe
aus der Industrie Kommunale und Gewerbliche Reststoffe
Biotonne
Gastronomie Grüngut Lebensmittelindustrie
Sonstige Industrie Schlachabfälle u.a.
Flüssigmist
Reststoffe aus der Pflanzenproduktion Nachwachsende Rohstoffe
Festmist
Fonte: Biogashandbuch Bayern.
Materialienband S. 16 Substratos
Materiais agrícolas
Resíduos por lei Estrume úmido
Resíduos
agríc. e industr. Resíduos comunais e outr.
Resíduos de açougue
Outra indústria Indústria de
alimentos Lixo orgânico
das casas Restaurantes
Verduras Estrume sólido
Resíduos vegetais Plantas energéticas
Outros substratos: - Lixo nos depósitos - Água de esgoto
Substratos para produzir biogás
Classificação
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Uso de energia do biogás
Situação atual na Europa
Gás do depósito de lixo Gás da água de esgoto Outro biogás, incl. agríc.
EU25 em 2006 (ktoe)
Total: 5347 ktoe
1 ktoe
= 1000 t oil equivalent
= 1000 toneladas de equivalentes
de petróleo
= 1000 tep
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Evolução dos biodigestores
na Alemanha
EEG
EEG
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Bases
Bases microbiológicas Bases químicas
Bases físicas
Características de biogás
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É um processo anaeróbico que ocorre em várias etapas, onde os microorganismos convertem hidratos de carbono, gorduras e proteínas. O biogás tem aproximadamente 50 a 75% de
metano (CH4), 25 a 50% de dióxido de carbono (CO2) e uma pequena quantidade de H2S, NH3 e H2.
Aproximadamente 70 % de todas as bactérias de metano usam ácido acético
(acetogenotroph) e aproximadamente 30% usam hidrogênio e dióxido de carbono (hydrogenotroph) no seu metabolismo.
Condições ótimas para a produção de biogás, são: 35 a 37°C (mesophil) e também 55 a 60°C (thermophil) e pH neutro ou ligeiramente básico.
http://www.atb-potsdam.de/hauptseite-deutsch/ATB-aktuell/Presse/P-Archiv-aktuell/p_info13_02-dateien/Grundlagen_und_Verfahren_der_Biogaserzeugung.pdf
Formação de biogás
Bases microbiológicas
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Substrat Biomasse
effizient Ausbeuteko
Y
Fermenter n
nzentratio Substratko
S
Zulauf n
nzentratio Substratko
S
n nzentratio Biomasseko
x
rate Wachstumst
srate Verdünnung D
olumen Fermenterv
V
Zuflußrate F
S
x ... /
...
...
...
...
...
...
...
/ 0
µ
0
/
0
− ⋅ − ⋅ =
⋅
=
S
Y
xS x D S
dt D
dS µ
⋅
⋅
Biomasse g
Substrat g
l Biomasse g
h 1
⋅
⋅
−
= l
g Y
S D S
x
x Sµ
/0
)
(
Concentração da biomassano equilíbrio de fluxo
Formação de biogás
Bases químicas
F... Taxa de entrada V... Volume do reator D... Taxa de diluição µ… Taxa de crescimento
x… Concentração da biomassa
S0… Concentração do substrato na entrada S… Concentração do substrato no reator Yx/S…Coeficiente da produção
Biomassa/Substrato
