Modelagem e simulação cinética da produção metanogênica em um reator operado em batelada

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v14i11.49854

Palavras-chave:

Biometanização, Modelagem, Cinética de reação, Produção de biogás.

Resumo

Os ensaios de Potencial Bioquímico de Metano são utilizados para avaliar o potencial de produção de metano de substratos específicos, visto que monitora o volume de biogás gerado a partir de resíduos, avaliando sua capacidade de biodegradação pela produção total de metano. A modelagem de reatores, por sua vez, permite simular processos ao prever o consumo de substratos, o crescimento microbiano e a formação de produtos. O objetivo central deste estudo foi prever o comportamento da reação ao longo do tempo, com base na concentração da reação heterogênea, além de validar o modelo por meio da comparação com dados experimentais. Os resultados indicaram que a reação segue uma cinética de primeira ordem, com coeficiente de determinação próximo a 1, evidenciando a precisão do modelo matemático. As simulações reproduziram o comportamento experimental, validaram a constante de velocidade e possibilitaram extrapolações para condições distintas, viabilizando aplicações práticas. Concluiu-se que a modelagem é eficaz para prever o comportamento do sistema em diferentes condições, contribuindo para o desenvolvimento de tecnologias voltadas à geração sustentável de energia.

Referências

Couto, P. T. (2021). Estudo da utilização do ADM1 como plataforma de modelagem para reatores em batelada empregados no processamento anaeróbio da vinhaça de cana-de-açúcar (Tese de doutorado). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos.

Fogler, H. S. (2009). Elementos de engenharia das reações químicas (4ª ed.). Rio de Janeiro: LTC.

Khalid, A., Arshad, M., Anjum, M., Mahmood, T., & Dawson, L. (2011). The anaerobic digestion of solid organic waste. Waste Management, 31(8), 1737–1744. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2011.03.021.

Lay, J. J., Lee, Y. J., & Noike, T. (1997). Feasibility of biological hydrogen production from organic fraction of municipal solid waste. Water Research, 31(6), 1518-1524. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(96)00413-7.

Magalhães, G. V. V. (2018). Avaliação da biodigestão anaeróbia de resíduos orgânicos: ensaios de potencial bioquímico de metano (BMP) e projeto piloto de um biodigestor em escala real (Tese de doutorado, Universidade Federal do Ceará). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental. https://repositorio.ufc.br/handle/riufc/32139.

Metcalf, L., & Eddy, P. (2016). Tratamento de efluentes e recuperação de recursos (4ª ed.). McGraw-Hill Brasil.

Silva, M. I. (2019). Modelagem e simulação numérica da digestão anaeróbia. Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS.

Silva, M. K. M. da. (2024). Produção metanogênica a partir da biomassa residual da macrófita aquática Eichhornia crassipes (Monografia de Conclusão de Curso em Engenharia Química). Universidade Federal de Alagoas, Centro de Tecnologia. Maceió, AL.

Ward, A. J., Hobbs, P. J., Holliman, P. J., & Jones, D. L. (2008). Optimisation of the anaerobic digestion of agricultural resources. Bioresource Technology, 99(17), 7928–7940. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.02.044.

Downloads

Publicado

2025-11-21

Edição

Seção

Engenharias

Como Citar

Modelagem e simulação cinética da produção metanogênica em um reator operado em batelada. Research, Society and Development, [S. l.], v. 14, n. 11, p. e174141149854, 2025. DOI: 10.33448/rsd-v14i11.49854. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/rsd/article/view/49854. Acesso em: 5 dez. 2025.