Avaliação da cama de aviário como substrato para digestão anaeróbia

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ALINE PERSZEL

AVALIAÇÃO DA CAMA DE AVIÁRIO COMO SUBSTRATO PARA DIGESTÃO ANAERÓBIA

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

FRANCISCO BELTRÃO 2018

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AVALIAÇÃO DA CAMA DE AVIÁRIO COMO SUBSTRATO PARA DIGESTÃO ANAERÓBIA

Trabalho de Conclusão de Curso como requisito parcial para a conclusão do Curso de Bacharelado em Engenharia Ambiental da UTFPR, Câmpus Francisco Beltrão.

Orientador: Prof. Dr. Marcelo Bortoli Co-orientador: Profa. Dr. Naimara Vieira do Prado

FRANCISCO BELTRÃO 2018

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Curso de Engenharia Ambiental

TERMO DE APROVAÇÃO

Trabalho de Conclusão de Curso – TCC2

Avaliação da cama de aviário como substrato para digestão

anaeróbia

por

Aline Perszel

Trabalho de Conclusão de Curso 2 apresentado às 10 horas e 30 minutos, do dia 21 de Junho de 2018, como requisito para aprovação da disciplina Trabalho de Conclusão de Curso 2, do Curso de Engenharia Ambiental da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Francisco Beltrão. O candidato foi arguido pela Banca Avaliadora composta pelos professores abaixo assinados. Após deliberação, a Banca Avaliadora considerou o trabalho APROVADO.

Banca Avaliadora:

_________________________________

Denise Andréia Szymczak

(Professora responsável pelo TCC e Coordenadora do Curso de Engenharia Ambiental)

"O Termo de Aprovação encontra-se assinado na coordenação do curso".

______________________________

Marcelo Bortoli

(Presidente da Banca)

______________________________

Naimara Viera do Prado

(Membro da Banca)

______________________________

JuanCarlos Pokrywiecki

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A Deus, por ter me dado força, saúde e por ter iluminado meu caminho ao longo dessa jornada.

Aos meus pais Edson Jorge Perszel e Carlinda Godoi Perszel e minha família pelo apoio e por sempre me incentivar ao estudo, e não me deixarem desistir em meio as dificuldades durante esses anos.

A Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus de Francisco Beltrão, e todos os professores e servidores que passaram pela minha vida acadêmica pelos recursos oferecidos e pela oportunidade de me capacitar e de concluir o curso.

Ao Professor Marcelo Bortoli por me proporcionar realizar este trabalho, pela paciência, apoio, orientações e correções.

A Professora Naimara Vieira Prado pelas correções e coorientações, pela ajuda na parte estatística e por todo suporte técnico durante o trabalho, e por fazer parte da banca avaliadora

A professora Ticiane Sauer Pokrywiecki pelas sugestões, correções e melhorias, e por fazer parte da banca avaliadora.

Ao professor Juan Carlos Pokrywiecki pela participação na banca e pelas sugestões e melhorias no trabalho.

A empresa onde realizei o estágio, em especial o fomento de frango e peru, por fornecer as amostras de cama de aviário para as analises, além de todo suporte e disposição em ajudar durante o período de trabalho de conclusão de curso e estágio. Aos meus amigos Lucas Furlani, Fernanda Joice, Açucena Lombardo, Beatriz Guzzo e demais, que fizeram minha caminhada durante esses anos de graduação ser mais fácil com o companheirismo, incentivo e apoio de todos os dias. Com certeza levarei essas amizades para toda vida.

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PERSZEL, Aline. Avaliação da Cama de Aviário como Substrato para Digestão Anaeróbia. 2018. 43 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Francisco Beltrão, 2018.

A atividade avícola gera uma grande quantidade de resíduos, entre eles, destaca-se a cama de aviário. Esse resíduo quando não tratado corretamente possui um alto potencial de causar impactos ao meio ambiente e a saúde pública. Uma das formas de tratamento para este resíduo é a produção de biogás por meio da biodigestão anaeróbica, processo de degradação da matéria orgânica em ausência de oxigênio. Neste contexto, o presente trabalho avaliou o processo de produção de biogás através da fração líquida, a partir da mistura de cama de aviário com adição de água em diferentes tempos de agitação. Para realização deste trabalho, foram utilizadas duas amostras de cama, uma de frango e outra de peru, que foram extraídas em aviários localizados no sudoeste do Paraná, reutilizadas por sete e quatro lotes, respectivamente. As amostras foram submetidas a testes de mistura na proporção de 1:6,5, com velocidade de 200 rpm, e 3 diferentes tempos de agitação com auxilio do aparelho agitador microprocessado. Após, foram realizadas análises de sólidos totais (ST), sólidos fixos (SF) e sólidos voláteis (SV) presentes nas duas fases, sobrenadante e sólida, após a agitação e também para a cama in natura. Com base nos resultados, conclui-se que, o melhor tempo de agitação para extração da matéria orgânica da fase sólida para o sobrenadante é de, 1 hora para a cama de frango e 0,5 e 1 hora para a cama de peru. O tempo de agitação de 0,2 hora não influencia sobre essa extração, devido aos valores de sólidos voláteis encontrados serem menores do que para a cama in natura.

Palavras chave: atividade avícola; impactos ambientais; tratamento de resíduos; matéria orgânica; biogás

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PERSZEL, Aline. Evaluation of the Avian Bed as Substrate for Anaerobic Digestion 2018. 43 f. Final Project - Environmental Engineering, Federal University of Technology Paraná. Francisco Beltrão, 2018.

The poultry activity generates a lot of waste, among them, the aviary bed stands out. This residue, if not treated correctly, has a high potential to impact on the environment and public health. One of the ways of treatment for this residue is the biogas production by anaerobic biodigestion, process of degradation of the organic matter in absence of oxygen. In this context, the present work evaluated the process of biogas production through the liquid fraction, from the mixture of aviary bed with addition of water in different times of agitation. To perform this work, two bed samples, one of chicken and one of turkey were used, which were extracted in aviaries located in southwest of Paraná, reused by seven and four lots, respectively. The samples were submitted to mixing tests in the ratio of 1: 6.5 with a speed of 200 rpm and 3 different stirring times with the aid of the microprocessor stirrer. After that, analyzes of total solids (ST), fixed solids (SF) and volatile solids (SV) present in the two phases, supernatant and solid, were performed after shaking and also for in natura bed. Based on the results, it is concluded that the best stirring time for extracting the organic matter from the solid phase to the supernatant is 1 hour for the chicken bed and 0.5 and 1 hour for the turkey bed. The stirring time of 0.2 hour did not influence this extraction, because the volatile solids found were smaller than in natura bed.

Keywords: poultry activity; environmental impacts; waste treatment; organic matter; biogas

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Tabela 1: Sólidos Totais para a cama de frango...29

Tabela 2: Sólidos Fixos para a cama de frango...30

Tabela 3: Sólidos Voláteis para a cama de frango...31

Tabela 4: Relação de Sólidos Voláteis e Sólidos Fixos para a cama de frango...32

Tabela 5: Sólidos Totais para a cama de peru...33

Tabela 6: Sólidos Fixos para a cama de peru...33

Tabela 7: Sólidos Voláteis para a cama de peru...34

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Figura 1 - Esquema da digestão anaeróbia de matéria orgânica...21 Figura 2 - Aparelho Agitador Microprocessado...24 Figura 3 - Vasos após a agitação separado em duas fases...25

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1. INTRODUÇÃO ... 10 2. OBJETIVOS ... 12 2.1 OBJETIVO GERAL ... 12 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 12 3. REVISÃO DE LITERATURA ... 13 3.1 AVICULTURA ... 13 3.2 CAMA DE AVIÁRIO ... 14

3.3 O USO DA CAMA E SEUS IMPACTOS AMBIENTAIS ... 15

3.4 DIGESTÃO ANAERÓBIA ... 17

3.4.1 PRIMEIRA FASE: HIDROLÍTICA ... 18

3.4.2 SEGUNDA FASE: ACIDOGÊNESE... 19

3.4.3 TERCEIRA FASE: ACETOGÊNESE ... 20

3.4.4 QUARTA FASE: METANOGÊNESE ... 20

3.5 CAMA DE AVIÁRIO COMO SUBSTRATO PARA DIGESTÃO ANAERÓBIA ... 21

4. MATERIAL E MÉTODOS ... 23

4.1 CARACTERIZAÇÃO DA CAMA DE AVIÁRIO ... 23

4.2 EXTRAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA NA FASE LÍQUIDA ... 23

4.3 ANÁLISES DAS AMOSTRAS ... 26

4.3.3 SÓLIDOS TOTAIS (ST), SÓLIDOS FIXOS (SF) E SÓLIDOS VOLÁTEIS (SV) ... 26

4.4 PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL ... 28

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 29

5.1 EXTRAÇÕES UTILIZANDO CAMA DE FRANGO ... 29

5.2 EXTRAÇÕES UTILIZANDO CAMA DE PERU ... 32

6. CONCLUSÃO ... 36

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1. INTRODUÇÃO

O Brasil vem se destacando na produção brasileira de carne de frango, só no ano de 2015, segundo a Associação Brasileira de Proteína Animal (ABPA), a produção totalizou 13,146 milhões de toneladas tornando o país o segundo maior produtor de carne de frango do mundo, passando à frente da China. Dessa forma, a carne de frango se tornou a mais consumida pela população do país, estabelecendo a carne como uma das proteínas favoritas do consumidor.

Na produção de aves são gerados uma grande quantidade de resíduos, como carcaças de aves mortas e a cama de aviário. O aumento na produção de frangos eleva a quantidade de cama de aviário gerada, isso faz com que surjam maneiras de destinação desses resíduos, com o objetivo de minimizar os impactos que os mesmos podem causar no meio ambiente (FUKAYAMA, 2008).

Principal subproduto na produção de aves, a cama de aviário é o material disposto sobre o chão dos aviários onde recebe excreções, restos de ração e penas. Pode ser composto por maravalha, serragem, casca de arroz, palhadas, dentre outros materiais que podem ser produzidos na propriedade ou adquiridos na região.

Segundo Carvalho et al. (2011), a cama é de grande importância na produção e manejo dos galpões de aves, por ter a função de absorver umidade, diluir fezes, fornecer o isolamento térmico, além de proporcionar um ambiente macio que evita o aparecimento de lesões nas aves permitindo que estas tenham condições de expressar seu potencial genético.

Apesar da importância da cama na produção de aves, o uso e manejo incorreto pode levar a contaminação ao meio ambiente devido as altas concentrações de fosforo e nitrogênio presentes. Esses elementos podem ser prejudiciais a atmosfera, água, solo e as próprias aves.

Somado ao crescimento da cadeia avícola no Brasil, a busca por alternativas com o objetivo de reduzir custos na produção e a preocupação com o meio ambiente, vários estudos vem sendo realizados para encontrar alternativas viáveis para o uso da cama de aviário.

Por ter uma grande capacidade de suprir os nutrientes indispensáveis no solo e nas plantas, a cama tem sido muito utilizada como fertilizante. Contudo, segundo Bado

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(2006) é fundamental que a quantidade desses nutrientes seja equivalente ao retirado pelas plantas, não excedendo o volume que o solo necessita.

Outra maneira de disposição das camas é a reutilização em novos lotes, uma alternativa viável pois ajuda a reduzir o excesso de cama disposto no meio ambiente, assim como a demanda por materiais em sua composição.

A digestão anaeróbia, processo de fermentação e decomposição da matéria orgânica na ausência de oxigênio, também tem sido apontada como uma alternativa de tratamento como forma de reciclar a cama. O resíduo pode ser transformando tanto em biofertilizante como em biogás. Esse processo ocorre em quatro fases com micro-organismos específicos atuando sobre cada uma.

Nesse contexto, visando o processo de digestão anaeróbica, o presente trabalho propôs avaliar a cama de aviário com adição de água para determinar o melhor tempo da mistura a uma velocidade de 200 rpm e avaliar por meio de analises físico químicas, a quantidade de matéria orgânica que, por meio da agitação, será extraída pela água.

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2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Avaliar a influência do tempo de mistura na extração de matéria orgânica de cama de aviário de frango e peru em meio aquoso.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Caracterizar as amostras de cama de frango e peru por meio de análises de sólidos totais, fixos e voláteis;

• Avaliar a influência do tempo de mistura de 0,2, 0,5 e 1 hora na solubilização da matéria orgânica;

• Determinar a fração de sólidos presentes no sobrenadante por meio de análises físico químicas;

• Determinar a quantidade de matéria orgânica solubilizada nas diferentes frações por meio de análises físico químicas.

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3. REVISÃO DE LITERATURA

3.1 AVICULTURA

O consumo de carne de frango teve um aumento considerável nos últimos anos pela mudança de hábitos alimentares da população e também por ser de preço mais acessível (MIELLE E GIROTTO, 2006). O setor da avicultura tem sofrido mudanças em seu processo produtivo, resultado de inovações tecnológicas, e com isso as industrias tem aumentado seu faturamento e produtividade (BELUSSO; HESPANHOL, 2010).

Segundo Mielle e Girotto (2006), além do aumento na produção, o Brasil vem ampliando a conquista no mercado externo, resultado da qualidade dos produtos, competitividade e por fatores ocasionais como algumas enfermidades ocorridas em diversos países do mundo nos setores de outras carnes, que não afetou a avicultura brasileira.

No Brasil, a avicultura é considerada uma das atividades que mais vem crescendo, tornando o país um dos maiores produtores de aves. A região sul do Brasil é responsável por 64% de abate de frangos, com a maior parte vindo do estado do Paraná, seguido pelo Sudeste com 22% e o Centro Oeste com 11%. (VIEIRA E DIAS, 2005). Segundo Lazzari (2004), a região Sul possui como vantagem grande capacidade produtiva instalada e consolidada.

O estado do Paraná tem um papel importante no cenário de produção e exportação de carnes de frango no país. O principal comprador de carne de frango do estado do Paraná, é a Arábia Saudita, seguido pelo Japão, Kuwait e Holanda. Nesses países, é mais comum o embarque de frangos inteiros, já na União Europeia, as vendas de corte de aves predominam o mercado. (SUZUKI, 2002).

Em atividades de avicultura são gerados grande quantidade de resíduos sólidos aumentando a preocupação ambiental tanto dos produtores como dos consumidores (FUKAYAMA et al., 2009). É importante para o setor da avicultura manter a

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lucratividade, menor investimento em gerenciamento de resíduos, um baixo custo na produção e também uma atenção a questão ambiental, assim como reutilizar os resíduos avícolas gerados, por exemplo a cama de aviário (NUNES, et. al., 2005).

3.2 CAMA DE AVIÁRIO

Principal subproduto da avicultura, a cama de aviário é o material distribuído no piso das instalações avícolas, que serve como leito para os animais. É constituída de fezes, urina e os demais excretas produzidas pelas aves e do substrato utilizado para absorver essas excreções. (PALHARES, 2004). O material utilizado como substrato depende da atividade agrária de cada região e pode ser maravalha, serragem, casca de arroz, feijão, café, sabugo de milho triturado, entre outros.

Para as aves alcançarem um grande potencial genético, é necessário que o ambiente de criação delas seja favorável. São muitos os fatores que influenciam o ambiente na qual as aves são criadas, como a qualidade do ar, temperatura, umidade, ventilação, etc. O nível de amônia presente no meio é determinado pela temperatura e umidade da cama. O controle desses fatores prolonga a vida útil das camas de aviário (AVILA et al., 1992).

Segundo Vieira (2011), ao escolher um material para utilizar na cama é necessário ficar atento a algumas características que vão contribuir na diminuição de lesões nas aves, absorção e liberação da umidade, isolamento térmico, aliados à fácil obtenção e baixo custo. O tamanho das partículas influencia diretamente nas características citadas anteriormente e também causa a geração de poeiras em suspensão que podem causar problemas respiratórios e sanitários as aves.

Durante muito tempo a cama de aviário era utilizada para alimentação de ruminantes, mas devido a problemas sanitários, a comercialização da cama para fins de alimentação foi proibida. Em consequência da proibição, a destinação da cama se tornou restrita, o que levou a pesquisas para novas alternativas de aproveitamento do resíduo (FUKAYAMA, 2008).

O Brasil como um os maiores exportadores de carne de frango, deve se ajustar aos padrões de qualidade dos compradores internacionais buscando novos recursos

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de melhoria sem um grande aumento de custo na produção, juntamente com a qualidade da cama, o bem estar animal e as questões ambientais como o uso e reuso da cama (MARÍN, 2011).

Segundo Güngör-Demirce e Demirer (2003) foram propostas várias formas de utilização, tratamento e eliminação da cama de aviário. Opções como a compostagem, reutilização na criação de novos lotes, digestão anaeróbia, dentre outros. Para Marín (2011) a cama de aviário geralmente é reutilizada com o objetivo de diminuir custos de produção e também pela questão ambiental, que se não tratada corretamente pode gerar grandes problemas ao meio ambiente.

3.3 O USO DA CAMA E SEUS IMPACTOS AMBIENTAIS

O manejo indevido da cama pode contaminar o meio ambiente e prejudicar até as próprias aves causando infecção. (OLIVEIRA E BIAZOTO, 2013)

Os resíduos gerados em atividades agrícolas podem ser considerados tanto um recurso como um poluente, pois quando são utilizados de maneira adequada geram riscos ambientais mínimos, no entanto se manuseado de forma inapropriada podem causar sérios problemas ao meio ambiente (SEIFFERT, 2000). São dois elementos que estão associados a poluição ambiental e estão presentes em altas concentrações na cama de aviário: o fosforo e nitrogênio.

Segundo Hahn (2004), o fósforo e nitrogênio apresentam grandes riscos de contaminação na atmosfera, solo e águas subterrâneas, e além desses também são de grande risco ao meio ambiente o potássio, cobre, zinco, cálcio e magnésio. A contaminação causada pelos nutrientes ocorre quando ela ainda está em uso, pois acontecem reações de transformação dos compostos orgânicos em inorgânicos juntamente com a perda de nitrogênio.

Para Bado (2006), os produtores têm como principal destino da cama o uso como fertilizante pela sua composição e capacidade de fornecer nutrientes ao solo e plantas. Contudo, é necessário ter o conhecimento da quantidade de nitrogênio ou fosforo indicados em adubações químicas para que não haja excesso desses nutrientes no solo, pois como cita Oviedo (2008) esses nutrientes podem afetar as

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águas superficiais e subterrâneas tornado impropria para o consumo, visto que o fosforo e nitrogênio são os nutrientes de maior potencial poluente para os corpos hídricos.

Segundo Palhares (2011), o nitrato tem grande mobilidade no solo e por ser ânion é suscetível a lixiviação, sendo capaz de chegar aos lençóis freáticos. Já o fosforo é o responsável pela eutrofização dos corpos hídricos, pois o excesso de nutrientes causa o aumento das algas e outras plantas aquáticas, que quando morrem entram em processo de degradação da matéria orgânica reduzindo os níveis de oxigênio dissolvido provocando a morte dos peixes e ictiofauna associada.

Somado aos problemas ambientais já citados, a distribuição da cama no solo também pode afetar o ar pela emissão de poeiras, odores, amônia e gases do efeito estufa. Esses problemas se tornam mais intensos quando a produção é próxima as áreas urbanas, o uso de maquinário é inapropriado e as condições climáticas são adversas. A umidade da cama e as condições de armazenamento e transporte também contribuem para a poluição atmosférica (PALHARES, 2011).

Outra maneira de reutilizar a cama de aviário é o reaproveitamento para a criação de um novo lote. Essa prática se tornou eficiente pelos benefícios econômicos e ambientais além de se tornar uma alternativa quando os materiais convencionais estão escassos (SEIFFERT, 2000). Porém, Silva (2007) cita que essa prática pode tornar o comercio internacional mais restritivo devido aos riscos sanitários encontrados pelos grupos bacterianos presentes na microbiota da cama.

Sabe-se que o Brasil possui regiões com grande concentração de produtores de frango, isso gera uma quantidade excedente de camas que quando utilizadas para outros fins acarretam em alta pressão pelo corte de árvores para produção das mesmas. Contudo, o clima do país possibilita a produção em aviários abertos criando condições para a reutilização da cama em até 5 lotes, contribuindo para a redução da quantidade de cama disposta no meio ambiente e, quando utilizada a maravalha como substrato também diminui o corte de árvores (AVILA et. al., 2007)

Segundo Silva et al. (2007) a cama de aviário possui uma grande quantidade microbiota originada das excretas das aves. Ao reutilizar a cama, as aves podem ficar expostas a bactérias indesejáveis contaminando o trato digestivo, carcaças e intestinos comprometendo-as como alimento em seu produto final. Para Virtuoso et al. (2015) a presença de bactérias na cama não pode ser evitada, portanto se torna

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essencial a produção, dessa forma é necessário minimizar por métodos eficientes os micro-organismos presentes.

Além disso, a cama de aviário também pode ser utilizada como fonte de energia a partir da digestão anaeróbia, que é o processo no qual as bactérias degradam a matéria orgânica pela fermentação, convertendo-a em subprodutos como o biogás (BADO, 2006). Segundo Orrico Junior et al. (2010) esse processo possui as vantagens de redução de micro-organismos patogênicos e odores, os gases e efluentes gerados são de fácil controle e o tratamento não demanda de um grande espaço físico, pode ser feito em locais pequenos.

3.4 DIGESTÃO ANAERÓBIA

Alguns estudos apontam que a digestão anaeróbia já era utilizada por volta de 3000 a.C., onde as águas residuais eram utilizadas como fonte de energia, daí surgindo os chamados recursos renováveis. Em 1776, Alessando Volta coletava o gás no Lago de Como para examiná-lo, e concluiu que a formação desse gás se dava através do processo fermentativo (DEUBLEIN E STEINHAUSER, 2008). Os resíduos orgânicos podem ser estabilizados biologicamente de forma aeróbia e anaeróbia.

A digestão anaeróbia, segundo Coté et al. (2006) pode ser definida como a relação dos micro-organismos anaeróbios que degradam a matéria orgânica presentes nos resíduos. Para Souza (1984) a digestão anaeróbia é um processo fermentativo pelo qual diversos tipos de resíduos são submetidos, com fins de tratamento onde a matéria orgânica poluente é removida juntamente com os micro-organismos patogênicos. Leite e Povinelli (1999) citam que as bactérias anaeróbias possuem características especiais, portanto tratam um número maior de substrato, como por exemplo a taxa de utilização de energia para conversão em massa celular.

São vários fatores que exercem influência sobre o processo da digestão anaeróbia, como a temperatura, carga orgânica e materiais tóxicos presentes. Quando o processo ocorre em altas temperaturas, a velocidade das reações biológicas é maior tornando o processo mais eficiente (LEITE et. al., 2004). Segundo Brumano (2008), a digestão anaeróbia da cama de aviário também tem a influência do tipo de ração

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utilizada, material usado como substrato e o nível de reutilização da cama, excreta das aves, dentre outros.

Na biodigestão anaeróbia, tanto os resíduos orgânicos como os efluentes são biologicamente transformados em ausência de oxigênio (SILVA, 2016), e tem como produto final o metano, dióxido de carbono, amônia e outros gases. A principal desvantagem desse tratamento é associada ao longo tempo necessário para a bioestabilização do material (MAFACIOLLI, 2012).

Segundo Marchi et al. (2013), o tratamento pela digestão anaeróbia tem crescido devido as vantagens relacionadas com a diminuição de rejeitos depositados em aterros sanitários, recuperação de importantes nutrientes, recuperação energética, menor geração de lodo. Por outro lado, os micro-organismos presentes são muito sensíveis e o tempo de partida do processo é elevado.

O processo pode ser dividido em quatro fases, são elas a Hidrolítica, Acidogênese, Acetogênese e Metanogênese, que são realizadas por diferentes micro-organismos em diversas etapas.

3.4.1 PRIMEIRA FASE: HIDROLÍTICA

Nesta fase acontece a hidrólise das moléculas, que como já diz o nome ocorre a divisão (lise) de um composto pela água (hidro) (MAFACIOLLI, 2012). Segundo Palhares (2004), esse estágio envolve as bactérias fermentativas e micro-organismos anaeróbios facultativos, onde os materiais orgânicos mais complexos (polímeros) como carboidratos, proteínas e lipídeos são hidrolisados obtendo compostos mais simples (moléculas menores) como os ácidos graxos, dióxido de carbono, aminoácidos, dentre outros.

As moléculas menores, resultantes da hidrolise, tem a capacidade de atravessar as paredes celulares dos micro-organismos fermentativos. É através da ação das exoenzimas excretadas pelas bactérias fermentativas que ocorre a conversão dos materiais particulados em materiais dissolvidos. Segundo Faria (2012) a temperatura, tempo de detenção hidráulica, impermeabilidade do ar, dentre outros são fatores que

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influenciam na atividade anaeróbia. Para Carneiro (2009) a fase tem grande importância uma vez que as bactérias não assimilam a matéria orgânica particulada.

Os tipos de bactérias mais encontrados na fase hidrolítica são: Clostridium, Micrococcus, Staphylococcus, Bacteroides, Butyvibrio, Clostridium, Fusobacterium, Selenomonas, Streptococcus, Proteus, Peptococcus, Bacillus clostridium, Staphylococcus, Acetivibrio e Eubacterium (GIACOBBO, 2013).

3.4.2 SEGUNDA FASE: ACIDOGÊNESE

A segunda fase ocorre logo na sequência da hidrolise, onde as bactérias acidogênicas fermentam os compostos obtidos na primeira fase através da hidrolise, produzindo os ácidos orgânicos, como etanol, cetona, dióxido de hidrogênio, dentre ouros. Os micro-organismos fermentativos se beneficiam energeticamente na fase da acidogênese, por isso as bactérias atuantes nessa fase têm um tempo mínimo de geração baixo e uma grande taxa de crescimento microbiano (AQUINO e CHERNICHARO, 2005)

Para Mendonça (2009), o processo de fermentação ocorre no interior da célula, sendo realizada por um diverso grupo de bactérias facultativas que são importantes em tratamentos anaeróbios pois, se o material conter oxigênio dissolvido, este pode se tornar uma substância tóxica para os micro-organismos exclusivamente anaeróbios que dão continuidade ao processo de biodigestão, prejudicando o mesmo.

As bactérias mais encontradas na fase de acidogênese como reatores biológicos são: Clostridium, Bacteroides, Ruminococcus, Butyribacterium, Propionibacterium, Eubacterium, Lactobacillus, Streptococcus, Pseudomonas, Desulfobacter, Micrococcus, Bacillus e Escherichia. O produto resultante dessas bactérias tem grande importância como substratos para as bactérias da fase seguinte (MENDONÇA, 2009).

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3.4.3 TERCEIRA FASE: ACETOGÊNESE

Na terceira fase, as bactérias realizam a oxidação dos produtos gerados na fase anterior, fornecendo um substrato apropriado para as bactérias da fase metanogênica, o que torna essas bactérias um grupo metabólico intermediário. Os produtos gerados nesta fase são o dióxido de carbono, hidrogênio e acetato que são utilizados diretamente na fase metanogênica (FARIA, 2012). As bactérias acetogênicas são: Syntrophomonas e Syntrophobacter.

3.4.4 QUARTA FASE: METANOGÊNESE

Na última fase do processo de digestão anaeróbica, as bactérias metanogênicas transformam o dióxido de carbono, acetato e hidrogênio em metano (MENDONÇA, 2009). Segundo Faria (2012), as bactérias utilizam apenas um número limitado de substratos, incluindo o ácido acético, hidrogênio, dióxido de carbono, ácido fórmico, metanol, metilaminas e monóxido de carbono.

Segundo Pinto (2006), as bactérias metanogênicas se dividem em dois grandes grupos:

• Acetoclásticas que utilizam de ácido acético para formação do metano e são responsáveis por cerca de 70% da produção, pertencendo aos gêneros Methanosarcina (formato de cocos) e Methanosaeta (formato de filamentos).

• Hidrogenotróficas que são utilizadoras de hidrogênio como doador de elétrons para a formação do metano, a partir da redução de dióxido de carbono. Os gêneros são: Methanobacterium, Methanospirillum e Methanobrevibacter.

Na figura a seguir mostra as etapas da digestão anaeróbia em um esquema simplificado.

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3.5 CAMA DE AVIÁRIO COMO SUBSTRATO PARA DIGESTÃO ANAERÓBIA

O desafio da atualidade refere-se a redução da poluição ambiental, juntamente com o baixo custo na produção de dejetos. Uma das alternativas para essa questão é o desenvolvimento de tecnologias limpas, onde ao procurar meios de tratamento para a cama de aviário, encontrou-se a biodigestão anaeróbia, que tem sido apontada como uma alternativa sustentável no tratamento de resíduos provenientes da avicultura (AIRES et al., 2009).

Segundo Costa et al. (2014), a biodigestão anaeróbia da cama de aviário é um tratamento biológico que está ligado a reciclagem, pois a partir desse processo podem ser aproveitados os nutrientes ou a energia presente nos resíduos onde são transformados em biofertilizantes ou biogás, que podem servir como uma fonte de renda alternativa ao produtor.

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Para Rubbo (2005) o tratamento dos materiais provenientes da avicultura se torna uma alternativa promissora pois é um resíduo que possui altas taxas de degradabilidade e estabilização, onde tem a formação do gás metano e alguns produtos inorgânicos, podendo ter um alto valor econômico devido a geração de energia ou a sua utilização como biofertilizante formado a partir da matéria orgânica estabilizada.

Sabe-se que através da digestão anaeróbia da cama de aviário é possível gerar o biogás, que é obtido a partir da fermentação dos resíduos provenientes da avicultura, que resulta em uma mistura gasosa de CH4 e CO2, convertendo um material que

poderia ser poluente em uma fonte de energia. O biogás é uma opção de energia renovável que possui um bom rendimento podendo ser utilizado no próprio aviário, diminuindo os gastos com energia elétrica externa (MOREIRA et al., 2014).

Segundo Andrade et al. (2012), o biogás é um subproduto proveniente de biodigestores para a produção de energia elétrica limpa, que tem como vantagem a economia de matéria prima convencional, utilizando o gerador de energia calorifica em elétrica. A partir da decomposição dos resíduos pela digestão anaeróbia, é gerado o biogás que é uma fonte de energia renovável, e possui em sua constituição cerca de 50% a 60% de metano, que no processo pode ser queimado ou utilizado como combustível.

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4. MATERIAL E MÉTODOS

Para avaliar o processo de extração de matéria orgânica da fase sólida para a fase sobrenadante das camas de aviário, foram realizadas as análises nos laboratórios da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, campus de Francisco Beltrão – Paraná.

Os ensaios foram feitos durante os meses de março e abril do ano de 2018. Foram dispostos em triplicata como intuito de obter dados mais precisos e evitar erros ou problemas operacionais.

4.1 CARACTERIZAÇÃO DA CAMA DE AVIÁRIO

Foram utilizados dois tipos de cama, de frango e peru, compostas de maravalha junto com resíduos e excretas gerados nas produções anteriores, e foram reutilizados por sete e quatro lotes, respectivamente, que são considerados em média a quantidade ótima para alojar as aves com uma mesma cama.

As amostras foram coletadas em aviários localizados nas cidades de Enéas Marques (frango) e Francisco Beltrão (peru), estado do Paraná, no momento de intervalo de alojamento das aves. O intervalo era de 15 dias a fim de preparar o local para receber novas aves para produção.

Foram coletados 10 quilogramas de amostras, em um mesmo aviário de cada ave, a fim de diminuir a variabilidade das características da cama.

4.2 EXTRAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA NA FASE LÍQUIDA

O aparato experimental consistiu em extração do sólido-líquido com agitação realizada pelo aparelho Agitador Mecânico de alto torque Microprocessado, marca Quimis e modelo Q250M1 (figura 2, fotos 1,2 e 3).

(24)

Com base em trabalhos já publicados, foram definidos três diferentes tempos para agitação das amostras e apenas uma velocidade, dentre as suportadas pelo aparelho, que foi definida também através de publicações e por testes preliminares de agitação realizados, onde as velocidades abaixo de 200 rpm não apresentaram um bom resultado ao misturar as amostras.

Os experimentos foram realizados em triplicata para cada tempo de agitação, dessa forma, foram utilizados três agitadores, para execução das triplicatas ao mesmo tempo, e nove jarros quadrados de 2 litros cada (figura 2, foto 4), para agitar as amostras.

4 3

2 1

Figura 2: Aparelho agitador microprocessado [1]; painel do aparelho [2]; ficha com informações sobre o aparelho [3]; jarro de 2 litros com amostraantes de agitar [4]. (Fonte: própria)

(25)

Na mistura de água e cama de aviário, tanto para de frango como para de peru, foi utilizada a proporção de 1 quilograma de cama para cada 6,5 litros de água (1:6,5), utilizando como referência trabalhos já publicados para a escolha desta proporção. Foram adicionados 308 gramas de cama no jarro e completado com água até pesar 2 quilogramas, para cada jarro.

Após esse procedimento, foi colocado para agitar em velocidade de 200 rpm as amostras durante 0,2 hora, 0,5 hora e 1 hora. Logo após as agitação, as amostras ficaram em descanso por 5 minutos a fim de separar a amostra em duas fases: a fase liquida (sobrenadante) e fase solida disposta no fundo do jarro, ilustradas na figura a seguir (figura 3), onde a separação das fases estão indicadas pelas setas:

1

3

Figura 3: vasos com amostra após agitação de 0,2 horas [1], 0,5 horas [2] e 1 hora [3] e descanso de 5 minutos cada, separado em duas fases (Fonte: Própria)

(26)

4.3 ANÁLISES DAS AMOSTRAS

Os parâmetros físico químicos analisados foram sólidos totais (ST), sólidos fixos (SF) e sólidos voláteis (SV). As análises das amostras foram realizadas de acordo com o do Standard Methods (APHA, 2012).

Foram realizadas as análises para as duas fases da agitação, fase liquida (sobrenadante) e fase sólida. Também foram feitas para a cama in natura, ou seja, sem misturar em água.

4.3.3 SÓLIDOS TOTAIS (ST), SÓLIDOS FIXOS (SF) E SÓLIDOS VOLÁTEIS (SV)

Após a agitação e descanso das amostras, foram coletados 100 mL do sobrenadante e 20g da fase sólida de cada vaso, para a cama in natura foram coletados 30g, e foram dispostos em capsulas de porcelana. As capsulas foram inseridas para secagem em uma estufa a 70°C por 18 horas. Após esse período foi aumentado a temperatura da estufa para 110°C por mais 3 horas. Esse processo foi realizado afim de evitar a fervura e borbulhamento, que pode causar em perda de amostra.

Em seguida, foram retiradas da estufa e inseridas em dessecadores e após resfriadas, foram pesadas afim de obter os valores de Sólidos Totais (ST).

Posteriormente foram calcinadas em mufla a 510°C durante uma hora, logo após foram colocadas em dessecador até seu resfriamento e pesadas para obtenção dos valores de Sólidos Fixos (SF).

O resultado dos Sólidos Voláteis (SV) é calculado através da diferença entre os sólidos totais e sólidos fixos.

A concentração dos sólidos totais foi determinada pela equação (1) e (2):

𝑆𝑇 [𝑔] = 𝑃1 − (𝑃2 − 𝑃3)

(1)

Em que:

(27)

P2 = massa da cápsula + amostra, em g;

P3 = massa da cápsula + amostra após a estufa, em g.

𝑆𝑇 [𝑔/𝑘𝑔] =

𝑆𝑇𝑥1000

𝑃1 (2)

Em que:

ST = valor de Sólidos Totais, em g;

P1= quantidade de amostra inserida na capsula, em g;

A quantidade de sólidos fixos foi determinada pela equação (3) e (4):

𝑆𝐹 (𝑔) = 𝑆𝑇 − (𝑃3 − 𝑃4)

(3)

Em que:

ST = valor de Sólidos Totais

P3 = massa da cápsula + amostra após a estufa, em g. P4 = massa da cápsula + resíduo após mufla, em g;

𝑆𝐹 [𝑔/𝑘𝑔] =

𝑆𝐹𝑥1000

𝑃1

(4)

Em que:

SF = valor de Sólidos Totais, em g;

Para expressar Sólidos Voláteis em g/kg foi utilizado a equação (5):

𝑆𝑉 [𝑔/𝑘𝑔] =

𝑆𝑉𝑥1000

𝑃1

(5)

(28)

SV = valor de Sólidos Totais, em g;

4.4 PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL

Para comparar os efeitos do tempo de mistura e a velocidade de agitação, foi organizado um delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial, em que os fatores são: 3 diferentes tempos de mistura nos níveis 0,2 hora, 0,5 hora e 1 horas de agitação e as fases da cama (fase sólida, sobrenadante e in natura). Os testes foram realizados em 3 repetições.

Para avaliar o efeito dos fatores na extração de matéria orgânica em cama de aviário por biodigestão anaeróbia em meio aquoso, foi utilizada a análise de variância seguida do teste de Tukey, ao nível de 5% de significância. As análises estatísticas foram realizadas com auxílio do software R (R CORE TEAM, 2015).

Para verificar os pressupostos de normalidade e homocedasticidade (variâncias iguais), foram usados os testes de Shapiro Wilk e Bartlett, respectivamente, ambos com 5% de significância. Para as variáveis que não atenderam os pressupostos foi utilizada a transformação de Box e Cox (BOX GEP; COX DR., 1964)

A partir dos resultados desse delineamento, alcançamos o tempo de agitação ótimo de extração da matéria orgânica na fase líquida, para os dois tipos de cama, a fim de otimizar a produção de biogás.

(29)

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados dos experimentos estão divididos conforme o tipo de cama utilizada, inicialmente são apresentados os resultados obtidos nos experimentos de extração utilizando cama de frango. Posteriormente, são apresentados os resultados utilizando cama de peru.

Para a cama de frango, todas as variáveis precisaram ser transformadas pois apresentaram variâncias diferentes no teste de homocedasticidade, não atendendo os pressupostos. Para a cama de peru, somente para as resultados de Sólidos Totais não foi preciso aplicar a transformação, para o restante foi necessário transformar as variáveis.

5.1 EXTRAÇÕES UTILIZANDO CAMA DE FRANGO

Os resultados dos sólidos totais para os experimentos com cama de frango podem ser observados na tabela 1. Podemos perceber, analisando a fase sólida e sobrenadante, que estatisticamente a quantidade de sólidos totais presentes em cada fase são diferentes para todos os tempos de agitação.

Tabela 1: Sólidos Totais para a cama de frango.

0,2 hora 0,5 hora 1 hora

Cama de Frango Sobrenadante 23,47±0,848 bB 27,40±1,134 bA 28,05±0,895 bA Cama de Frango parte Sólida 278,4±3,048 aA 246,9±2,765 aB 241,5±2,144 aB Cama de Frango in natura 793,9±1,542*

Nota: Letras minúsculas iguais nas colunas representam médias estatisticamente iguais pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de significância. Letras maiúsculas iguais nas linhas representam médias estatisticamente iguais também pelo teste de Tukey.

* Difere das demais médias ao nível de 5% de significância

Analisando as fases separadamente, podemos perceber que entre os tempos de agitação de 0,5 e 1 hora a quantidade de sólidos totais que permaneceu na fase sólida são estatisticamente iguais, assim como a quantidade que passou para o

(30)

sobrenadante também foram iguais. Entretanto, para o tempo de 0,2 hora de agitação difere dos demais tempos.

Para Aires (2012), a quantidade de sólidos totais é um paramento de grande importância na digestão anaeróbia, porque possui relação direta com a produção de biogás, sendo assim, substratos mais diluídos devem ter um maior teor de sólidos totais para um maior potencial de produção e diminuição nos custos de instalação de biodigestores.

Ao analisar a tabela 1, podemos perceber que para o tempo de 0,5 e 1 hora, a quantidade de sólidos totais tem um aumento significativo quando comparado ao tempo de 0,2 hora, que é um ponto positivo para produção de biogás, aumentando o potencial da produção.

Os resultados relacionados aos sólidos fixos da cama de frango estão descritos na tabela 2. Percebe-se que para os três tempos, houve diferença entre a fase sólida e a fase sobrenadante. E comparando entre os tempos, para a agitação de 0,5 e 1 hora, a quantidade de sólidos fixos são consideradas iguais estatisticamente, e diferem do tempo de 0,2 hora. Ou seja, a quantidade de sólidos fixos que passou para a fase sobrenadante com 0,5 e 1 hora de agitação não altera.

Tabela 2: Sólidos Fixos para a cama de frango.

0,2 hora 0,5 hora 1 hora

Podemos perceber também, ao comparar as medias, que a quantidade de sólidos fixos que permanece na fase sólida, conforme aumenta o tempo de agitação, acaba diminuindo. Isso pode ser considerado como um ponto positivo, pois diminuiria o acumulo de sólidos fixos em biodigestores.

Para os sólidos voláteis, descritos na tabela 3, a quantidade presente na fase sobrenadante e na fase sólida, são diferentes para os três tempos de agitação. Percebemos também que para os tempos de agitação de 0,5 e 1 hora, a quantidade

(31)

de sólidos voláteis que permanece nas duas fases, são consideradas estatisticamente iguais, e os mesmos diferem do tempo de 0,2 hora.

Tabela 3: Sólidos Voláteis para a cama de frango.

0,2 hora 0,5 hora 1 hora

Com base nesses dados, entende-se que conforme aumenta o tempo de agitação, aumenta a quantidade de sólidos voláteis presentes no liquido, sendo assim, diminui a quantidade presente na fase sólida. Percebe-se também que a partir de 0,5 hora de agitação, a quantidade de sólidos voláteis não tem mudança, porém, para conseguir um bom resultado na extração de matéria orgânica da fase sólida para a sobrenadante, o tempo mínimo necessário é de 0,5 hora.

Segundo Aires (2012), o aumento da quantidade de sólidos voláteis na fase liquida se dá pelo fato das partículas se dispersarem com maior facilidade em um maior tempo de diluição da cama. Pessuti (2015) afirma que ao determinar a quantidade de sólidos voláteis em uma amostra, é feita a caracterização da matéria biodegradável da mesma, dessa forma, quanto maior a quantidade de matéria biodegradável presente, maior será a potência da produção de biogás.

Considerando essas afirmações, podemos concluir que quanto maior a quantidade de sólidos voláteis que passar para a fração liquida, maior será o potencial de produzir biogás através da fase sobrenadante. Ao comparar as medias, podemos perceber que o tempo de agitação de 0,2, neste caso, seria o mais inviável na produção de biogás, pois ainda se encontra uma grande quantidade de sólidos voláteis na fração sólida, e pouco na fração liquida.

Ao relacionar os sólidos voláteis com os sólidos totais (tabela 4), percebemos que entre cada tempo de agitação há diferença para as duas fases. Ao analisar cada fase separadamente, percebemos que estatisticamente, houve diferença para os três

(32)

tempos de agitação, nenhuma media pode ser considerada igual. Essa diferença acontece por ter pouca variância entre as amostras, que podemos perceber devido ao baixo valor encontrado para o desvio padrão.

Tabela 4: Relação de Sólidos Voláteis e Sólidos Totais para a cama de frango. 0,2 hora 0,5 hora 1 hora

Cama de Frango Sobrenadante 0,559±0,054 bB 0,577±0,118 bAB 0,588±0,086 bA Cama de Frango parte Sólida 0,653±0,143 aB 0,653±0,093 aAB 0,681±0,151 aA Cama de Frango in natura 0,569±0,009*

Observando na tabela número 3, a quantidade de sólidos voláteis presente na fração liquida para a agitação de 1 hora foi maior que as demais, assim como a relação de sólidos voláteis com os sólidos totais, descritos na tabela 4. Dessa forma, provavelmente será possível gerar uma maior quantidade de biogás com a agitação da mistura em 1 hora, comparado aos outros tempos de agitação.

Outro fato que pode ser concluído através dos dados da tabela 4, é que a média da relação sólidos voláteis e sólidos totais encontrada na fase sobrenadante para o tempo de 0,2 hora, é menor do que a encontrada para a cama in natura, então podemos considerar que o tempo de 0,2 hora de agitação não interfere na extração de matéria orgânica da fase sólida para a fase sobrenadante.

5.2 EXTRAÇÕES UTILIZANDO CAMA DE PERU

Para os sólidos totais da cama de peru, descritos na tabela 5, percebemos que a quantidade presente na fase sobrenadante e na fase sólida são diferentes, porém, ao analisar em cada fase separadamente, percebe-se que mesmo aumentando o tempo de agitação, a quantidade de sólidos totais permanece a mesma.

(33)

Tabela 5: Sólidos Totais para a cama de peru.

0,2 hora 0,5 hora 1 hora

Cama de Peru Sobrenadante

21,26±0,856 bB 32,16±2,065 bB 24,21±0,489 bB

Cama de Peru parte Sólida

229,1±2,987 aA 220,2±3,147 aA 217,1±3,154 aA

Cama de Peru in natura

725,1±3,517*

Neste caso, observamos que uma certa quantidade de sólidos totais passa da fase solida para a fase sobrenadante, porem o tempo de agitação não tem interferência nessa quantidade, como acontece com a cama de frango.

Analisando os sólidos fixos, apresentados na tabela 6, repara-se que entre a fase sobrenadante e a fase sólida, estatisticamente são diferentes. Quando analisadas separadamente, na fase sólida, apesar de aumentar o tempo de agitação, não há diferença na quantidade de sólidos fixos. Para a fase sobrenadante, os tempos de 0,2 e 1 hora são consideradas iguais estatisticamente, e os dois diferem do tempo de 0,5 de agitação, que possui um maior número de sólidos fixos, conforme as médias apresentadas.

Tabela 6: Sólidos Fixos para a cama de peru.

0,2 hora 0,5 hora 1 hora

10,46±0,649 bB 14,95±1,315 bA 10,81±0,490 bB

83,63±1.646 aA 75,46±3,376 aA 72,87±2,414 aA

325,0±1,786*

Neste caso, podemos concluir que para a cama de peru, o melhor tempo de agitação foi de 0,5 hora, onde se encontra uma maior quantidade de sólidos fixos na fase sobrenadante, e menor quantidade na fase sólida, diminuindo o acumulo em biodigestores.

(34)

Em relação aos sólidos voláteis, descritos na tabela 7, em cada fase, há diferença na quantidade presente. Ao analisar as fases separadamente, percebemos que na fase sólida, mesmo com aumento do tempo de agitação, a quantidade de sólidos voláteis presente não muda. Porém, para a fase sobrenadante, há diferença para os três tempos, e podemos perceber pelas medias que no tempo de 0,5 horas, a quantidade de sólidos voláteis é maior que para os outros tempos.

Tabela 7: Sólidos Voláteis para a cama de peru.

0,2 hora 0,5 hora 1 hora

10,79±0,562 bC 17,20±1,591 bA 13,39±0,415 bB

145,5±3,087 aA 144,8±2,679 aA 144,2±1,3,045 aA

400,1±3,570*

Para este caso, concluímos que o melhor tempo de agitação foi de 0,5 hora, que tornaria o processo de produção de biogás mais produtivo devido a maior quantidade de sólidos voláteis presente na fase sobrenadante para a cama de peru.

Na relação sólidos voláteis com sólidos fixos para a cama de peru, descritos na tabela 8, quando observamos as duas fases, percebemos que há diferença estatisticamente entre as fases solida e sobrenadante, assim como analisando cada fase separadamente, há diferença para cada tempo de agitação.

Essa diferença também acontece devido a pequena variância acontecendo entre as amostras, demonstradas pelo desvio padrão na tabela.

(35)

Tabela 8: Relação de Sólidos Voláteis com Sólidos Totais para a cama de peru. 0,2 hora 0,5 hora 1 hora

0,508±0,061 bB 0,534±0,088 bAB 0,553±0,086 bA

0,634±0,137 aB 0,658±0,200 aAB 0,664±0,157 aA

0,552±0,003*

Tabela 8: Relação de Sólidos Voláteis com Sólidos Totais para a cama de peru. Nota: Letras minúsculas iguais nas colunas representam médias estatisticamente iguais pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de significância. Letras maiúsculas iguais nas linhas representam médias estatisticamente iguais também pelo teste de Tukey.

Sendo assim, quanto maior o tempo de agitação, maior a relação entre sólidos voláteis e sólidos totais para a cama de peru. Para a cama de peru, também podemos observar que, assim como na cama de frango, a agitação de 0,2 hora não tem interferência na extração de matéria orgânica da fase solida para o sobrenadante pois tem quantidade menor quando comparado a cama in natura.

(36)

6. CONCLUSÃO

Com este trabalho, foi possível otimizar o tempo de mistura para a transferência da matéria orgânica da fase sólida para a fase líquida, em cama de aviário de frango e peru.

Para a cama de frango foi encontrado que o melhor tempo de agitação da mistura de cama com agua foi de 1 hora, onde se encontra uma maior quantidade de sólidos voláteis, e que o tempo de agitação de 0,2 hora pouco influencia nessa extração, dessa forma, não compensando realizar agitação com menos de 0,5 hora para extração da matéria orgânica da fase sólida para a fase liquida.

Para a cama de peru, foi encontrado também que a agitação de 0,2 hora não influencia na extração de matéria orgânica, e para este caso, o melhor tempo de agitação foi de 0,5 hora, onde se encontra a maior quantidade de sólidos voláteis na fase sobrenadante.

Ao comparar a cama de frango com a cama de peru, percebemos que na cama de frango, a quantidade de sólidos voláteis que passa para a fase sobrenadante é maior que na cama de peru, assim como a relação sólidos voláteis com sólidos totais é maior também para a cama de frango. Concluímos que provavelmente, o tipo de alimentação junto com a quantidade de resíduos gerada por cada tipo de ave pode ter influenciado nesse resultado.

Objetivando a produção de biogás, favorecendo o uso da fração líquida que acarreta em um melhor aproveitamento da água utilizada nesse processo, diminuindo o desperdício da mesma, concluímos que a mistura de cama de frango com água, de agitação de 1 hora, provavelmente terá mais eficiência no processo de produção de biogás comparado aos outros tempos de agitação e ao tipo de cama.

Para estudos futuros, sugere-se utilizar maiores tempos para agitação da mistura e analisar o tempo máximo que vai interferir na extração da matéria orgânica da fase sólida para a fase sobrenadante.

(37)

REFERENCIAS

ABPA. Relatório Anual 2016. Associação Brasileira de Proteína Animal, São Paulo, 2016. Disponível em: <http://abpa-br.com.br/noticia/producao-de-carne-de-frango-totaliza-13146-milhoes-de-toneladas-em-2015-1545>

ABREU, P. G. de.; ABREU, V. M. N. Fontes alternativas de energia na avicultura. Congresso Brasileiro de Produção Animal Sustentável Chapecó, SC, 2012.

AIRES, A. M. et al. Biodigestão anaeróbia da cama de frangos de corte com ou sem separação das frações sólida e líquida sobre a produção de biogás e a qualidade do biofertilizante. Parte da Dissertação do Primeiro Autor (Doutorado em Zootecnia) - Universidade Estadual Paulista (UNESP) Campus de Jaboticabal-SP, 2009.

______________. Desenvolvimento de um sistema para o pré-processamento da cama de frangos de corte destinada a biodigestão anaeróbia e compostagem “in-vessel”. Tese (Doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 2012.

ANDRADE, H. O. et al. Aspectos Teóricos na Produção de Biogás e Biofertilizante pelo Mecanismo de Biodigestão e Geração de Energia Elétrica Limpa Através de um Gerador Específico. VII CONNEPI - Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, 2012.

APHA (American Public Health Association). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 22 ed. Washington, DC: American Public Health Association, 2012.

AQUINO, Sérgio F. de; CHERNICHARO, Carlos A. L. Acúmulo de ácidos graxos voláteis (AGVs) em reatores anaeróbios sob estresse: causas e estratégias de controle. Eng. Sanit. Ambient., v. 10, n. 2, p. 152-161, Rio de Janeiro - RJ, 2005 .

(38)

AVILA, V. S. et al. Cama de Aviário: Materiais, Reutilização, Uso Como Alimento e Fertilizante. Concórdia - SC, 38p., 1992. (EMBRAPA-CNPSA. Circular Técnica, 16).

______________. Valor Agronômico da Cama de Frangos após Reutilização por Vários Lotes Consecutivos. Concórdia: Embrapa Suínos e Aves, 2007. (Comunicado Técnico, 467).

BADO, César. Gestão de resíduos resultantes da produção de frangos de corte. Dissertação (Mestrado em Geografia) - Centro de Ciências Humanas, Letras e Artes da Universidade Estadual de Maringá/PR, 2006.

BELUSSO, D.; HESPANHOL, A. N. A Evolução da Avicultura Industrial Brasileira e seus Efeitos Territoriais. Revista Percurso, v. 2, n. 1, p. 25-51, Maringá, 2010.

BOX GEP; COX DR. (1964). An analysis of transformations. Journal of the Royal Society, 26: 211-252.

BRUMANO, Gladstone. Mercado de Carbono e os Impactos da Avicultura ao Meio Ambiente. Revista Eletrônica Nutritime, v.5, n° 6, p.722-741, 2008.

CARNEIRO, D.; Viabilidade Técnica e Económica de uma Unidade Centralizada de Co-Digestão Anaeróbia de Resíduos Orgânicos. Dissertação (Mestrado em Engenharia do Ambiente) – FEUP, 2009.

CARVALHO, Thayla Morandi Ridolfi de et al. Qualidade da Cama e do Ar em Diferentes Condições de Alojamento de Frangos de Corte. Pesq. agropec. bras., v. 46, n. 4, p. 351-361, Brasília, 2011.

COSTA, L. V. C. da. Produção de Biogás Utilizando Cama de Frango Diluída em Água e em Biofertilizante de Dejetos de Suínos. Dissertação (Doutorado em Energia na Agricultura) - Universidade Estadual Paulista “Julio de Mequista Filho”, Botucatu, 2012.

(39)

COSTA, L. V. C. et al. Uso de Remediadores Biológicos na Biodigestão Anaeróbia da Cama de Frango de Corte. BioEng, Tupã, v.6 n.2, p. 71-78, 2012.

CÔTE, C.; MASSE, D.I.; QUESSY, S. Reduction of indicator and pathogenic microorganisms by psychrophilic anaerobic digestion in swine slurries. Bioresource Technology, Oxford, v.97, n.1, p.686-691, 2006.

DEUBLEIN, D.; STEINHAUSER, A. Biogas from Waste and Renewable Resources: An Introduction. Wiley-VCH, Weinheim, 2008.

FARIA, R. A. P. Avaliação do Potencial de Geração de Biogás e de Produção de Energia a partir da Remoção da Carga Orgânica de uma Estação de Tratamento de Esgoto – Estudo de Caso. Dissertação (Mestrado em Engenharia na Agricultura) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2012.

FUKAYAMA, E. H. et al. Produção de Biogás Utilizando Cama de Frangos de Corte. Florianópolis – SC, 2009.

GIACOBBO, Giovana et al. Influência da variabilidade da temperatura ambiente na co-digestão anaeróbia de dejetos de bovinocultura de leite e cama de aviário. Acta Iguazu, v.2, Suplemento, p. 55-69, Cascavel, 2013

GÜNGÖR-DEMIRCI, G.; DEMIRER, G.N. Effect of initial COD concentration, nutrient addition, temperature and microbial acclimation on anaerobic treatability of broiler and cattle manure. Bioresource Technology, v.93, n.2, p.109-117, Oxford, 2004.

HAHN, L. Processamento da Cama de Aviário e Suas Implicações nos

Agroecosistemas. Dissertação (Mestrado em Agroecossistemas) - Universidade

Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brazil, 2004.

LAZZARI, R.M. Avicultura de Corte no Brasil: Uma Comparação Entre as Regiões Sul e Centro-Oeste. Índic. Econ. FEE, v.31, n.4, p.259-290, Fev. 2004.

(40)

LEITE, Valderi Duarte et al. Tratamento anaeróbio de resíduos orgânicos com baixa concentração de sólidos. Eng. Sanit. Ambient., v. 9, n. 4, p. 280-284, Rio de Janeiro, 2004.

LEITE, Valderi Duarte; POVINELLI, Jurandyr. Comportamento dos Sólidos Totais no Processo de Digestão Anaeróbia de Resíduos Sólidos Urbanos e Industriais. Rev. bras. eng. agríc. ambient., v. 3, n. 2, p. 229-232, Campina Grande - PB, 1999 .

MAFACIOLLI, Débora. Produção de Biogás Através do Processo de Digestão Anaeróbia Utilizando Dejetos de Aves de Postura com Suplementação de Glicerina Bruta. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) - Centro Universitário Univates, Lajeado - Rio Grande do Sul, 2012.

MARCHI, M. E. V. et al. Digestão anaeróbia de resíduos orgânicos para cozinha industrial dos restaurantes Latife. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Hidráulica e Ambiental) - Escola Politécnica da Universidade de São

Paulo, São Paulo, 2014.

MARÍN, O.L.Z. Caracterização e avaliação do potencial fertilizante e poluente de distintas camas de frango submetidas a reusos sequenciais na Zona da Mata do estado de Minas Gerais. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa - MG, 2011.

MIELLE, Marcelo; GIROTTO, Ademir Francisco. Análise da Situação Atual e Perspectivas Da Avicultura De Corte. Revista Ave World, ano 3, n. 14, p. 18-22, 2005.

MENDONÇA, E. F. Tratamento Anaeróbio dos Efluentes Oriundos da Bovinocultura de Leite em Biodigestor Tubular. Dissertação (Pós-Graduação em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Cascavel/PR, 2009.

MOREIRA, T. S. et al. Utilização de biodigestores como alternativa para o tratamento de dejetos oriundos da produção animal. In: Novos desafios da pesquisa em nutrição e produção animal [S.l: s.n.], 2AD, 2014.

(41)

NUNES, Ricardo Vianna et al. Valores Energéticos de Subprodutos de Origem Animal para Aves. R. Bras. Zootec., v. 34, n. 4, p. 1217-1224, Viçosa, 2005.

OLIVEIRA, E. da S.; BIAZOTO, C. D. dos S. Avaliação dos Impactos Ambientais Causados Pelos Aviários no Município de Assis Chateaubriand, no Oeste do Estado do Paraná, Brasil. Revista Verde, v. 8 , n. 2, p24-30, Mossoró, 2013.

ORRICO JÚNIOR, M. A. P. et al. Biodigestão Anaeróbia Dos Resíduos da Produção Avícola: Cama De Frangos E Carcaças. Eng. Agríc., Jaboticabal, v.30, n.3, p.546-554, 2010.

OVIEDO-RONDON, Edgar O. Tecnologias para Mitigar o Impacto Ambiental da Produção de Frangos de Corte. R. Bras. Zootec., v. 37, n. spe, p. 239-252, Viçosa, 2008.

PALHARES, J. C. P. Uso da cama de frango na produção de biogás. Concórdia - SC, 2004. (EMBRAPA-CNPSA. Circular Técnica, 41).

________________. Impacto Ambiental de Frangos de Corte: Revisão do Cenário Brasileiro.Concórdia: Embrapa Suínos e Aves, 2011.

PALHARES, J. C. P.; KUNZ, A. Manejo ambiental na avicultura. Concórdia: Embrapa Suínos e Aves, p. 11-34, 2011. (Embrapa Suínos e Aves. Documentos, 149).

PESSUTI, C. A. A. et al. Remoção de sólidos e produção de metano na digestão anaeróbia de efluente de procesamento de mandioca. Revista Brasileira de Energias Renováveis, v.4, p. 110- 116, 2015

PINTO, Rafael de Oliveira. Avaliação da Digestão Anaeróbia na Bioestabilização de Resíduos Sólidos Orgânicos, Lodos de Tanques Sépticos, Dejetos Suínos e Lixiviado. Tese (Doutorado em Engenharia ambiental) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Florianópolis - SC, 2016.

(42)

R Core Team (2015). R: A language and environment for statistical computing. R Fo undation for Statistical Computing, Vienna, Austria. https://www.R-project.org/.

RUBBO, Cássio. Geração de Biogás e Biofertilizante Através da Digestão Anaeróbica da Mistura de Soro de Leite, Produtos Lácteos e Dejetos Avícolas. IX Congresso Internacional de Custos, 2005.

SEIFFERT, N.F. Planejamento da atividade avícola visando qualidade ambiental. In: Proceedings do Simpósio sobre resíduos da Produção Avícola. Concórdia, SC., Brasil. pp. 1-20, 2000.

SILVA, V. S. et al. Efeito de Tratamentos Sobre a Carga Bacteriana de Cama de Aviário Reutilizada em Frangos de Corte. Concórdia - SC, 2007. (EMBRAPA-CNPSA. Comunicado Técnico, 467).

SILVA, Carlos Eduardo de Farias; ABUD, Ana Karla de Souza. Anaerobic biodigestion of sugarcane vinasse under mesophilic conditions using manure as inoculum. Rev. Ambient. Água, v. 11, n. 4, p. 763-777, Taubaté, 2016.

SOUZA, Marcos Eduardo de. Fatores que Influenciam a Digestão Anaeróbia. Revista DAE, v. 44, n. 137, 1984. Disponível em

<http://areascontaminadas.cetesb.sp.gov.br/wp-content/uploads/sites/27/2014/11/revista_dae_vol44_n137_1984.pdf>.

SUZUKI JUNIOR, Julio Takeshi. Panorama da Avicultura Paranaense. Análise Conjuntural, v.24, n.3-4, p.10, 2002.

TESSARO, Alessandra Buss et al. Potencial Energético da Cama de Aviário Produzida na Região Sudoeste do Paraná e Utilizada como Substrato para a Produção de Biogás. Rev. Agro. Amb., v.8, n.2, p. 357-377, 2015.

VIEIRA, M. F. A. Caracterização e análise da qualidade sanitária de cama de frango de diferentes materiais reutilizados sequencialmente Dissertação

(43)

(Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa – MG, 2011.

VIERA, N. M.; DIAS, R. S. Uma Abordagem Sistêmica da Avicultura de Corte na Economia Brasileira. Congresso Brasileiro de Economia e Sociologia Rural, 43., Ribeirão Preto, 2005.

VIRTUOSO, M. C. S da. et al. Reutilização da Cama De Frango. Revista Eletrônica Nutritime, Artigo 296, v. 12, n 02, p. 3964– 3979, 2015.