Publicação on-line; 20 ref.; 4 illus; 6 tables; Sumaries (En, Pt)

ABSTRACT: Hydrothermal pretreatment (HPT) allows the solubilization of the hemicellulose, leading to increased biodegradability for microorganisms. This paper presents a study based on the evaluation of the variables time (12 to 60 min), temperature (80 to 200°C), and solid/liquid ratio (4 to 8 g mL-1) for the HPT (autohydrolysis) of synthetic poultry litter (rice straw: poultry manure 1:5) using the Doehlert matrix. Twelve HPT conditions followed by anaerobic digestion were evaluated with a focus on methane production. Firstly, tests were conducted to evaluate biogas production in a single stage in a single reactor, where both the acidogenic and methanogenic phases occur. Subsequently, tests were conducted to evaluate biogas production in a two-stage, consisting of separating hydrogen and methane production phases. The best performance of the biochemical potential of methane was the conditions 6 (24 min, 120 °C, and solid-liquid ratio = 4) in a single stage and 3 (48 min, 160 °C, and SLR = 8) in a two-stage, producing 255.6 and 277.6 NmL CH4 gVS-1, respectively. Using the desirability criteria, two hydrothermal pretreatment (HPT) conditions were evidenced/ condition 1 in two stages (12 min, 80 °C, and SLR = 4)- (D1-2S) and condition two in two stages (12 min, 98 °C, and SLR = 4) - (D2-2S) showed high methane production, 248.9 and 249.3NmL CH4 ∙gVS-1, respectively.

Key words: chicken manure, autohydrolysis, anaerobic digestion

RESUMO: O pré-tratamento hidrotérmico permite a solubilização da hemicelulose, o que leva a um aumento da biodegradabilidade para microrganismos. Este trabalho apresenta um estudo baseado na avaliação das variáveis tempo (12 a 60 min), temperatura (80 a 200 °C) e relação sólido/líquido (4 a 8 g mL-1) para o pré-tratamento hidrotérmico (auto-hidrólise) de cama de frango sintética (palha de arroz: esterco de frango 1:5) utilizando a matriz Doehlert. Doze condições de pré-tratamento seguidas de digestão anaeróbica foram avaliadas com foco na produção de metano. Primeiramente, foram realizados testes para avaliar a produção de biogás em uma única etapa, realizada em um único reator, no qual ocorrem tanto a fase acidogênica quanto a metanogênica. Posteriormente, foram realizados testes para avaliar a produção de biogás em estágio duplo, consistindo na separação das fases de produção de hidrogênio e metano. O objetivo deste trabalho foi definir as melhores condições para a auto-hidrólise do resíduo, visando aproveitá-lo para a produção de metano. As condições experimentais com melhor desempenho do potencial bioquímico do metano foram as condições 6 (24 min, 120 °C e SLR = 4) em único estágio e 3 (48 min, 160 °C e SLR = 8) em duplo estágio que produziram 255,6 e 277,6 NmL CH4 ∙gVS-1, respectivamente. Usando o critério de desejabilidade, duas condições de pré-tratamento hidrotérmico (HPT), a condição 1 de desejabilidade em dois estágios (12 min, 80 °C e SLR = 4)- (D1-2S) e a condição dois de desejabilidade em dois estágios (12 min, 98 °C e SLR = 4) - (D2-2S) apresentaram alta produção de metano em dois estágios, 248,9 e 249,3 NmL CH4 ∙gVS-1, respectivamente.

Palavras-chave: esterco de galinha, auto-hidrólise, digestão anaeróbia