Dissertação
{pt_PT=Modelação matemática do processo de digestão anaeróbia em regime descontínuo} {} EVALUATED
{pt=A capacidade da digestão anaeróbia de criar valor a partir de resíduos que outrora não seriam aproveitados, confere-lhe um papel preponderante na redução dos gases com efeito de estufa (GEE) e na transição para uma economia circular. Para uma melhor compreensão do processo de digestão e de modo a reduzir a quantidade dos intrinsecamente morosos ensaios laboratoriais, é necessário recorrer à modelação matemática. Os modelos existentes diferem quanto ao seu grau de complexidade. Modelos mais complexos como o ADM1 permitem simular as reações bioquímicas do processo. No entanto, são bastante difíceis de calibrar pois necessitam de um elevado número de medições experimentais. Neste sentido procedeu-se ao desenvolvimento de um modelo empírico que permitisse descrever a cinética de produção de biogás. O modelo foi validado com recurso a dados experimentais publicados e utilizado na interpretação dos resultados gerados a partir de três ensaios de digestão anaeróbia. Em ambos os casos, a informação experimental foi reproduzida com precisão. O modelo revela ainda um melhor desempenho que os atuais modelos publicados na literatura, apresentando-se como uma alternativa válida à determinação experimental do potencial máximo de biogás produzido. Complementarmente, de modo a explorar as valências e limitações do biogás produzido durante a digestão anaeróbia, foi analisado o impacto da qualidade do mesmo no desenho de queimadores domésticos. Através da realização de ensaios de estabilidade de chama foi possível verificar uma redução da região de funcionamento para as composições de biogás com maior quantidade de CO2., en=The ability of anaerobic digestion to create value from waste that would not otherwise have been used, gives it a major role in the reduction of greenhouse gas (GHG) emissions and in the transition to a circular economy. For a better understanding of the digestion process and in order to reduce the amount of the intrinsically time-consuming laboratory tests, modelling is necessary. Current models differ in their degree of complexity. More complex models like ADM1 allow the simulation of biochemical reactions of the process. However, these models are quite difficult to calibrate as they require a high number of experimental measurements. In that sense, an empirical model was developed to describe the kinetics of biogas production. The model was validated using published experimental data and used to interpret the results generated from three anaerobic digestion tests. In both cases, the experimental information was accurately reproduced. The model also reveals a better performance than the current published models, presenting itself as a valid alternative to the experimental determination of the maximum potential of biogas produced. Furthermore, in order to explore the utilities and limitations of the biogas produced during anaerobic digestion, the impact of its quality on the design of domestic burners was analyzed. Through flame stability tests it was possible to verify a reduction in the operating region for biogas compositions with larger amounts of CO2.}
novembro 6, 2020, 11:0
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