Avaliação do potencial de produção de biogás e metano no contexto do aproveitamento de subprodutos da indústria sucroalcooleira: co-digestão anaeróbia e pré-tratamento fúngico do bagaço de cana-de-açúcar com Pleurotus ostreatus

Abstract

Com o agravamento das mudanças climáticas, a necessidade pelo uso de fontes de energias limpas e renováveis é crescente, bem como a redução das emissões de gases de efeito estufa. A digestão anaeróbia (DA) se destaca como uma solução promissora, permitindo o aproveitamento de resíduos agroindustriais, como os da cana-de-açúcar, na produção de biogás. Este trabalho avaliou o potencial bioquímico de metano (PBM) a partir de diferentes resíduos da indústria sucroalcooleira, explorando a codigestão anaeróbia (Co-DA) e o pré-tratamento biológico. O estudo foi conduzido em três etapas distintas: Etapa 1: Nesta etapa, foi investigada a produção de biogás e metano através da Co-DA de vinhaça (V) e torta de filtro (TF), principais resíduos da indústria de etanol com esterco de aves (EA). Os resultados de PBM demonstraram que a monodigestão da V obteve 247 NmLCH4/g SV, enquanto a Co-DA da TF com o EA apresentou 241 NmLCH4/g SV, indicando uma alternativa para o período de entressafra. A combinação de V, TF e EA na Co-DA resultou em um rendimento de metano de 506 NmL CH4/g SV, sendo um cenário promissor para uma maior geração de energia considerando a CoDA de resíduos agroindustriais dentro das usinas de cana-de-açúcar. Etapa 2: Nesta etapa, avaliou-se o potencial energético do licor alcalino (LA), subproduto do pré-tratamento alcalino do bagaço de cana, através de ensaios de PBM em monodigestão e Co-DA com a V. Os rendimentos de metano foram de 267 NmLCH₄/g SV para a monodigestão da V, 344 NmL CH₄/g SV para a Co-DA de V com LA, e 586 NmLCH₄/g SV para a monodigestão do LA. Esses resultados confirmam o potencial do LA como substrato para a DA, oferecendo uma alternativa energética e sustentável para sua destinação. Etapa 3: Esta etapa explorou o prétratamento biológico do bagaço de cana-de-açúcar utilizando o fungo Pleurotus ostreatus, visando aumentar sua biodegradabilidade para a produção de biogás via DA. Foram avaliadas a fermentação submersa (FSm) e a fermentação em estado sólido (FES). Na FSm, os ensaios de PBM demonstraram que o bagaço pré-tratado sem agitação resultou na maior produção de biogás (591 mL g/SV), enquanto o cultivo com agitação produziu 480 mL g/SV, evidenciando o cultivo estático para a degradação da biomassa. A FES teve como objetivo avaliar a degradação do bagaço pelo fungo e a produção de cogumelos para análises futuras de produção de biogás. A frutificação de cogumelos foi mais evidenciada nas condições em que o bagaço de cana foi suplementado com farelo de milho, destacando a importância de fontes complementares de nutrientes. Portanto, este trabalho concluiu que a digestão anaeróbia (DA) é um processo promissor para o aproveitamento dos subprodutos da indústria sucroalcooleira, especialmente quando combinada com resíduos do setor pecuário e subprodutos de prétratamentos químicos, como o licor alcalino. Ademais, os resultados demonstram que o pré-tratamento biológico do bagaço de cana, associado à digestão anaeróbia, pode aumentar o rendimento energético do substrato, promovendo sua valorização e sustentabilidade.