Biodigestão anaeróbica cama de frangos

Objetivou-se avaliar a diluição (4:1 água/cama) e separação dos sólidos totais de substratos de biodigestores batelada operados com a fração líquida da cama de frango durante 49 dias. Foram utilizados seis biodigestores abastecidos com cama de frango (casca de amendoim), água e inóculo, sendo dois tratamentos: com separação (malha de 3 mm) e sem separação da fração sólida, com três repetições. Foram analisados os teores de ST, SV e suas reduções, além da produção de biogás. A queima do biogás ocorreu após 14 e 24 dias do abastecimento para os tratamentos SSFS e CSFS, respectivamente. A produção de biogás por volume, por kg de STadic. e por kg de SVadic., não diferiram entre os tratamentos. O qual demonstra que é posssível otimizar a produção de biogás com processo de separação de frações sólida e líquida.

Atualmente, tem-se intensificado as pesquisas para tratamento e reutilização de resíduos avícolas, a partir da biodigestão anaeróbia de cama de frangos de corte. Esse processo, de aproveitamento energético, se dá através de sistemas batelada ou contínuo. Pelo qual é possível obter, a sustentabilidade ambiental e energética da granja, podendo gerar na maioria dos casos, um excedente de biogás/energia elétrica, que poderá ser comercializado em categoria de energia limpa.

Segundo dados gerados pela União Brasileira de Avicultura (UBABEF), em 2009 foram produzidos no Brasil 5,56 bilhões de pintos de corte, que resultaram a produção de 11,03 milhões de toneladas de carne, consagrando o Brasil como o maior exportador mundial de carne de frango por seis anos consecutivos. Assim se considerar a produção média de cama de 2,19 kg por frango de corte (SANTOS & LUCAS JR., 2003), estima-se que em 2009 foram produzidos aproximadamente 12.17 bilhões de kg de cama de frango.

E à medida que a produção nacional de frangos aumenta, maiores quantidades de cama são geradas sendo notória a necessidade eminente de se pensar nas possibilidades de manejo e de destino deste resíduo a fim de minimizar os impactos ambientais, por ele causado.

Neste sentido muitos estudos surgiram nas últimas décadas para avaliar a biodigestão anaeróbia de dejetos de aves com a finalidade de otimizar a produção de biogás e consequentemente, diminuir os gases de efeito estufa gerados por fontes não renováveis de energia (WEBB e HAWKES, 1985; CHEN e SHYU, 1998; FUKAYAMA, 2008; AIRES, 2009).

Entre as novas opções de manejo de resíduos encontra-se a separação das frações sólidas e líquidas com destinos diferenciados dentro da propriedade, aonde a fração líquida teria o destino da biodigestão anaeróbia e a fração sólida a compostagem. O princípio da separação das frações sólida e líquida norteia a possibilidade de percolação dos nutrientes existentes no material total, sendo este lixiviado para a fração líquida, aumentando o poder de adesão das bactérias, melhorando o desempenho do biodigestor.

Objetivou-se avaliar a produção de biogás, utilizando biodigestores em batelada, abastecidos com cama de frangos de corte (4°. utilização), com diluição de 4:1 (água/cama) e separação das frações sólida e líquida, em malha de 3 mm.

Os ensaios de biodigestão anaeróbia foram realizados na Universidade Estadual Paulista (UNESP) – Campus de Jaboticabal, SP Brasil. Foram utilizados seis biodigestores tipo batelada, com capacidade útil de 60 litros de substrato em fermentação. E dois tratamentos, sendo um com separação das frações sólidas (CSFS) e outro sem separação das frações sólidas (SSFS).

Foi utilizado como substrato cama de frangos de corte (4º lote de utilização), sendo realizadas amostragens segundo Fukayama (2008), com material base de casca de amendoim água e inóculo. No tratamento CSFS, realizou-se a diluição em quatro partes de água para uma parte de cama (4:1) segundo Aires (2009), em seguida realizou-se o peneiramento (malha de 3 mm), separando a fração sólida e líquida (46,20 % de fração sólida e 50,60 % de fração líquida), sendo utilizado no abastecimento: 20,00 kg de cama de frango + 80,02 kg de água = 50,57 kg de solução + 9,42 kg de inóculo. Já no tratamento SSFS, utilizou-se: 2,02 kg de cama de frango + 49,63 kg de água + 8,35 kg de inóculo, sem nenhum tratamento físico de separação de frações.

O inóculo foi preparado, segundo o recomendado por Santos & Lucas JR. (2003). Os substratos dos abastecimentos de ambos os tratamentos, foram preparados para obtenção de teor de sólidos totais próximos a 3 %.

Foram realizadas amostragens dos afluentes e efluentes e destinadas ao laboratório para determinação dos teores de sólidos totais e voláteis, segundo metodologia descrita pela APHA (2000). As produções de biogás foram calculadas com base nos deslocamentos dos gasômetros medidos com régua. A correção do volume de biogás para as condições de 1 atm e 20 °C, foi efetuada com base no trabalho de Caetano (1985).

Para comparação de médias, utilizou-se o teste de Tukey (P<0.05). Sendo as análises estatísticas, analisadas pelo procedimento GLM do SAS (2003).

Estão apresentados na Tabela 1, os percentuais de sólidos totais (ST) e voláteis (SV), assim como as suas reduções, nos diferentes tratamentos. Os percentuais de ST para ambos os tratamentos foram calculados para obter 3 %, no entanto, o tratamento SSFS obteve 2,30 % de ST, indicando uma diferença nas camas de frangos de corte (4º lote utilização), no entanto não houve diferença (P>0,05) na comparação dos tratamentos, evidenciando um bom comparativo para estimar a produção de biogás.

Os tratamentos CSFS e SSFS apresentaram valores de SV reduzidos (40,20 e 54,10 %) equivalentes aos encontrados por Santos (2001), ao avaliar a biodigestão anaeróbia de cama de frango (maravalha), obteve 41,27 a 41,95 % de redução nos teores de SV nas camas de 1º e 2º reutilização, respectivamente.

O potencial médio de produção de biogás durante os 49 dias, dos biodigestores abastecidos CSFS e SSFS da cama de frangos de corte, encontra-se na Tabela 2. Nesta tabela é possível observar que o SVred., foi menor (P>0,05) no tratamento CSFS, porque já existem reduções significativas no processo de separação de sólidos, fato este que também foi observado por Orrico Junior (2008) na separação física de dejetos de suínos. O mesmo foi observado por Aires et. al. (2009), trabalhando com diluições de 2:1 (cama:água) na separação de frações sólida e líquida de 3º lote de utilização.

Não ocorreram diferenças (P>0,05) entre tratamentos, para potenciais de produção de biogás. No entanto em Aires et al. (2009), esses potenciais foram maiores no tratamento CSFS, à teores de 6 % de ST, evidenciando uma maior produção no período de 63 dias. Dessa maneira, fica evidente que, a utilização de maiores teores de ST e períodos mais longos de produção de biogás, influenciam em maiores potenciais de produção para tratamentos CSFS.

Na comparação da produção de biogás por kg de cama ou solução (no tratamento SSFS e CSFS), ocorreram diferenças (P<0,05), obtendo o tratamento SSFS e CSFS, 0,207e 0,020 m3 de biogás por kg de cama ou por kg de solução, respectivamente. No entanto não deve ter como parâmetro a comparação destes dois tratamentos, pois o valor do tratamento SSFS é calculado com base na matéria seca da cama, já o tratamento SSFS, com base na matéria seca da solução, o que modifica os parâmetros de comparação, justificando assim o valor (P>0,05) menor para o tratamento CSFS.

Como pode ser verificado na Figura 1, os 49 dias de tempo de retenção hidráulica (TRH) não foram suficientes para atingir o potencial total das camas nas condições desse experimento. Mesmo com a utilização do inóculo houve queda acentuada da produção de biogás logo no início do processo do tratamento SSFS, aos seis dias de TRH. É possível que compostos inibidores da metanogênese, tais como amônia e ácidos voláteis, tenham se formado nos primeiros 10 dias, resultando em menores produções de biogás. Por isso a queima do biogás do tratamento SSFS aos 14 dias e do CSFS, aos 24 dias.

A separação de frações sólida e líquida de cama de frangos de corte, produzem o mesmo volume de biogás quando não separadas, no entanto, otimizam a produção de biogás, melhorando o desempenho dos biodigestores bateladas, uma vez que o produtor terá menores dificuldades nas trocas de cargas.