O método simplex para planejamento de substrato-inóculo para otimização da produção de biometano a partir dos resíduos de frutas e verduras

Abstract

A digestão anaeróbia (DA) é uma das tecnologias de bioconversão mais utilizadas para a produção de energia renovável a partir de resíduos orgânicos devido à sua capacidade de converter carbono orgânico em metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2). Portanto, o objetivo do presente trabalho foi investigar quantitativamente a influência da mistura de inóculos na digestão de resíduos de frutas e hortaliças (FVW) para o aumento da produção de biometano. Um modelo de design de mistura (Método Simplex) foi ajustado aos dados para avaliar interações sinérgicas e antagônicas. A mistura de todos os inóculos consistiu em digestato, biofertilizante líquido, rúmen e lodo doméstico anaeróbio. Os resultados mostram que a digestão de FVW com uma relação de inóculo de 25%:75% de biofertilizante líquido e rúmen, respectivamente, é ótima para aumentar a produção de biometano (453,12 Nml/gSV), sendo 4,16 vezes a mais que o controle positivo (celulose microcristalina), enquanto a digestão com uma proporção de 25%:75% de biofertilizante líquido e digestato resultou na menor produção de biometano (256,7 Nml/gSV) em apenas 2,43 vezes a mais que o controle positivo. Os resultados gerais indicam que a presença de líquido ruminal, na proporção estudada da mistura de inóculos teve um efeito positivo no aumento da produção de biometano e biodegradabilidade anaeróbia da FVW e, portanto, pode contribuir para uma maior eficiência na DA. A utilização método simplex centroide juntamente com o método das superfícies de resposta provou ser uma ferramenta promissora para a previsão da razão de mistura ótima para os inóculos em ensaios nos reatores, uma vez que permitiu analisar, de forma compacta todas as possíveis combinações dos inóculos e uma visão holística da influência de cada inóculo em termos de produção do biometano.