VALORIZAÇÃO ENERGÉTICA DE SUBPRODUTOS DE UM CENTRO DE ABATE DE AVES

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1 VALORIZAÇÃO ENERGÉTICA DE SUBPRODUTOS DE UM CENTRO DE ABATE DE AVES Silva, A.* 1 ; Duarte, E.A. 2 1 Investigador do Ambiente, ISA Instituto Superior de Agronomia, Departamento de Química Agrícola e Ambiental, Tapada da Ajuda , Lisboa, Portugal, alexsilva@isa.utl.pt 2 Professora Catedrática, ISA Instituto Superior de Agronomia, Departamento de Química Agrícola e Ambiental, Tapada da Ajuda , Lisboa, Portugal, eduarte@isa.utl.pt Resumo A crise energética que se tem registado, devido ao sucessivo aumento do preço do barril petróleo, torna premente o estudo e a viabilidade da utilização de novas formas de energia por parte das empresas, face ao uso dos combustíveis fósseis. Perante esta problemática, este trabalho teve como objectivo realizar um diagnóstico na óptica da produção de subprodutos num centro de abate, propriedade da Lusiaves (um dos maiores centros de abate em Portugal) e avaliar o seu potencial teórico para a valorização energética recorrendo à produção de biogás. Para alcançar o objectivo pretendido procedeu-se à caracterização do processo produtivo do centro de abate e da fase de pré-tratamento dos efluentes líquidos, o que permitiu conhecer os subprodutos produzidos. Realizou-se a selecção, recolha e caracterização quantitativa e qualitativa dos subprodutos: sangue, vísceras, patas, cabeças, lamas do tamisador e lamas do flotador. A partir da caracterização qualitativa e quantitativa individualizada dos subprodutos produzidos no centro de abate determinou-se a produção teórica de biogás. Esta avaliação permitiu concluir que a incorporação destes subprodutos em sistemas de digestão anaeróbia, poderão levar à redução de cerca de 50% da despesa energética da empresa. Palavras-chave: subprodutos animais, centro de abate de aves, biogás, digestão anaeróbia. 224

2 ENERGETIC AND/OR AGRONOMIC VALORIZATION OF BY-PRODUCTS FROM BROLIER SLAUGHTERHOUSES Abstract The energetic crisis recently observed, due to the increasing price of petroleum barrel, makes important the study of the viability of using different kinds of energy sources by the enterprises, instead of typical fossil energy sources. Due to this problem, this study aims to perform an environmental diagnostic of residues generated by a poultry slaughterhouse and evaluate their potential for energetic valorization by biogas production. For the development of this study, the characterization of the production process and the pre-treatment of wastewater were performed, in order to have a greater knowledge of by-products production. A selection of by-products (blood, viscera, paws, heads, flotation and screening sludge) was carried out, and after, the by-products selected were sampled and their quantitative and qualitative characterization took place. By using the individualized quantitative and qualitative characterization of each by product, the theoretical biogas production was calculated. This evaluation allowed the conclusion that the incorporation of these by-products in anaerobic systems will reduce about 50 % of the total energetic consumption of the company. Key-words: animal by-products, poultry slaughterhouses, biogas, anaerobic digestion. Introdução Os centros de abate são indústrias em que se verifica um grande consumo energético, quer em electricidade quer em gás natural. Este grande consumo associado ao crescente aumento do preço das energias faz com que a despesa anual relativa a estes bens energéticos seja bastante elevada podendo, a longo prazo, interferir na competitividade da empresa. Relativamente às questões ambientais a UE adoptou o Regulamento (CE) n. 1774/2002 que estabelece normas rigorosas aplicáveis à recolha, transporte, manuseamento, transformação e utilização ou eliminação dos subprodutos animais. Em Portugal, na maior parte destas industrias, os subprodutos animais são armazenados e posteriormente encaminhados para a indústria de transformação de subprodutos animais. Para fazer face a esta realidade, a digestão anaeróbia apresenta-se como uma tecnologia que possibilita o tratamento dos subprodutos gerados e, em simultâneo, permite a obtenção de uma fonte energética, o biogás. Uma vez que há carência de informação na caracterização dos subprodutos dos centros de abate este trabalho tem como objectivo a sua caracterização e avaliação do potencial teórico para a produção de biogás, tornando este trabalho numa ferramenta importante para futuros trabalhos referentes a ensaios de digestão anaeróbia e consequente produção de biogás. 225

3 Material e Métodos I Simpósio Internacional sobre Gerenciamento de Resíduos de Animais A execução do presente trabalho foi levada a cabo no Centro de Abate aves propriedade da Lusiaves, no concelho de Figueira da Foz. Foi efectuado o levantamento do processo produtivo bem como dos processos de tratamento de efluentes gerados por esta indústria e identificaram-se os fluxos de subprodutos produzidos nos diferentes processos unitários, de modo a permitir a elaboração de um fluxograma do processo produtivo. Após este levantamento de informação foram seleccionados e recolhidos os diferentes subprodutos objectos de estudo, que foram: o sangue, as vísceras, as patas, as cabeças e as lamas provenientes do tamisador e do flotador. Após a escolha dos subprodutos a caracterizar, procedeu-se à recolha individual de cada subproduto, que foram realizadas em dias diferentes de modo a que a amostragem fosse representativa da actividade semanal do centro de abate. A preparação e caracterização física, química e físico-química, realizaram-se no laboratório de Química Agrícola e Ambiental, do Instituto Superior de Agronomia, os parâmetros analisados foram: matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), azoto de Kjeldahl (NK), relação carbono/azoto (C/N), ph, lípidos e elementos minerais como o fósforo (P), cálcio (Ca), magnésio (Mg), sódio (Na) e potássio (K). Todos os parâmetros mencionados foram determinados de acordo com o Standart Methods. Resultados e Discussão O fluxograma do processo produtivo e da fase de pré-tratamento da estação de tratamento de águas residuais (ETAR), encontra-se representado na Figura, através do qual, é possível localizar onde são produzidos os diferentes subprodutos, caracterizados neste trabalho. Na Tabela 1 estão caracterizados os diferentes subprodutos recolhidos no centro de abate de aves. Esta caracterização vai servir para avaliar o seu potencial de valorização energético, como substratos para o processo de digestão anaeróbia (Silva, 2008). Para a quantificação dos subprodutos produzidos no centro de abate, foi disponibilizado, por parte da empresa Lusiaves, a quantidade de frangos (kg), em peso vivo, abatidos mensalmente. Outro dos valores fornecidos foi o relativo à quantidade de lamas produzidas (flotador e tamisador), sendo este valor (em média) de uma tonelada por dia. A quantidade dos subprodutos produzidos individualmente foi avaliada tendo em consideração os dados referidos por Salminen & Rintala (2002) em que: a quantidade de sangue presente nas aves corresponde a 2 % do seu peso vivo; as vísceras contribuem com uma percentagem de 10 % do peso vivo; as cabeças contribuem com uma percentagem de 6,9 % do peso vivo e as patas contribuem com uma percentagem 4,4 % do peso vivo. Esta quantificação está expressa na Tabela 2. Uma aproximação aceitável para a taxa de produção média de metano é, de 0,50 m 3 de metano / kg de matéria orgânica adicionada (Salminen & Rintala, 2002). A escolha deste valor, prende-se com o facto de se ter escolhido uma abordagem conservadora. Sabe-se que o poder calorífico do metano é de aproximadamente 9,4 kwh. Sabe-se ainda que a eficiência do motor para conversão de biogás em electricidade é aproximadamente de 35 % (Rajakovic & Kneževic, 2006). A partir 226

4 destes valores é possível calcular os kwh teóricos obtidos a partir dos subprodutos produzidos no centro de abate. Na Tabela 3 são ainda apresentados o potencial teórico de produção de biogás e a conversão deste em energia eléctrica. São ainda apresentados os consumos energéticos gastos por parte da empresa em electricidade e gás natural. Por último, é apresentado o contributo da produção teórica de metano face aos consumos energéticos da empresa. Verifica-se que o valor total mensal verifica-se que o contributo energético do metano leva a uma redução de mais de metade (53,40%) do consumo energético da empresa (Silva, 2008). Conclusões A realização deste trabalho permitiu a segregação dos diferentes fluxos produzidos no Centro de abate de Aves, através do qual se pode verificar que as vísceras serão um dos subprodutos com maior potencial para digestão anaeróbia, uma vez que apresentam valores elevados de matéria orgânica e lípidos e são os subprodutos gerados em maior quantidade. Esta segregação, permite ter um conhecimento individualizado das características dos subprodutos, constituindo desta forma, uma ferramenta útil, para um melhor aproveitando do seu potencial energético e para a optimização das condições operatórias do processo de codigestão. Com a realização deste trabalho podemos ainda concluir que os subprodutos caracterizados têm um potencial teórico de produção de biogás, que representa um valor energético anual de 3,51x10 6 kwh. Esta possibilidade de produção energética permitirá à empresa ter uma redução mensal de custos energéticos de cerca de 53,40 % (Silva, 2008). Deste modo, a digestão anaeróbia apresenta-se como uma importante ferramenta para a gestão, quer a nível económico e quer a nível ambiental, dos Centros de Abate de Aves. Literatura Citada Rajakovic, N., Kneževic, M. (2006). Biogas Energy Instead of Waste. Sixth International Symposium Nikola Tesla, October. Belgrade, Serbia. Disponível em: Consultado em: 23/09/08 Salminen, E., Rintala, J Anaerobic digestion of organic solid poultry slaughterhouse waste a review. Bioresource Technology, 83: 13 26p. Silva, A.(2008). Valorização Agronómica/Energética de Subprodutos de um Centro de Abate de Aves. Trabalho Final de Curso. de Engenharia do Ambiente. Instituto Superior de Agronomia. Lisboa. 50p. 227

5 FLUXOGRAMA GERAL DA FASE DE ABATE E DA ETAR RECEPÇÃO DAS AVES VIVAS Efluente Líquido (Águas de Lavagem) CHOQUE ELÉCTRICO Sangue para comercialização Sangue (Subproduto) ABATE POR GUILHOTINA SANGRIA ESCALDÃO Sangue, Resíduos de Tecido Animal e Águas de Lavagem Água quente de despejo da tina Cozedor de Sangue Penas Patas e Cabeças (Subproduto) DEPENA REMOÇÃO DE CABEÇAS E PATAS Efluente Líquido Contentores EXTRACÇÃO DE VÍSCERAS Águas de Lavagem Resíduos de Tecido Animal LAVAGEM DE CARCAÇAS Águas de Lavagem SILO DE SUBPRODUTOS Penas, ossos, vísceras TAMISADOR de malha grossa LEGENDA: FÁBRICA DE SUBPRODUTOS Circuito de Produtos Intermédios e Acabados Outputs(saídas) (Silva, 2008 adaptado de Lusiaves) Contentores Figura 1. Fluxograma da fase de abate e da fase de pré-tratamento da ETAR. Lamas Lamas TAMISADOR de malha fina FLOTADOR Tabela 1. Caracterização analítica dos subprodutos. Tabela 3. Quantificação individualizada de cada subproduto produzido, produção teórica de metano, consumo energético do centro de abate e redução mensal do consumo energético. 228