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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.85.2010.tde-12082011-155529
Document
Author
Full name
Nayara dos Santos Egute
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Carvalho, Fatima Maria Sequeira de (President)
Arico, Eliana Maria
Bustillos, José Oscar Willian Vega
Title in Portuguese
Estudo do processo para a aceleração da geração de amônia a partir de resíduos avícolas visando à produção de hidrogênio
Keywords in Portuguese
amônia
célula a combustível
energia
hidrogênio
sistemas produtivos de frango e ovos
Abstract in Portuguese
O hidrogênio, utilizado em células a combustível, pode ser produzido a partir de diferentes espécies químicas, entre elas a amônia. O gás amônia como matéria prima para produção de H2 tem sido utilizado devido ao seu alto conteúdo energético e de hidrogênio, pela sua facilidade de decomposição, grande disponibilidade, baixo custo, pelas baixas pressões de armazenamento e pelos subprodutos do processamento serem ambientalmente corretos. Uma das fontes de amônia são os sistemas produtivos de frango de corte e ovos. Nesses sistemas a amônia é gerada a partir da decomposição do ácido úrico encontrado na excreta das aves. O resíduo proveniente dos sistemas de frango de corte é a cama de frango e nos sistemas de produção de ovos é a excreta sem qualquer substrato. A caracterização desses resíduos foi realizada por meio das análises de Espectrometria de Fluorescência de Raios-X por Dispersão de Comprimento de Onda (WDXRF), Análise Elementar CHN, Termogravimetria e Cromatografia a gás acoplada à Espectrometria de massa GC/MS. Os fatores estudados e que influenciam a volatilização da amônia foram: teor de nitrogênio, tempo de criação, enzima urease, temperatura, pH e teor de umidade. Os resultados dos experimentos com a cama de frango e com a excreta permitem concluir que a manipulação dos seguintes parâmetros aumentaram a emissão de amônia: o pH, o teor de nitrogênio, o tempo de criação, idade das aves e acúmulo de excreta, enzima urease e a temperatura. A adição de diferentes quantidades de areia na excreta e de volumes de água na cama de frango inibiram a emissão de amônia. A variação da quantidade de material (cama ou excreta) e do volume do frasco utilizado como câmara incubadora não demonstraram alterações significativas para serem escolhidos como uma variável. Na comparação da cama de frango com a excreta, a excreta foi considerada mais adequada aos objetivos do trabalho, pois a concentração de amônia determinada nos experimentos foi maior nesse material. Devido à grande quantidade de cama de frango e de excretas resultantes dos processos de produção, o reaproveitamento dos resíduos avícolas para a obtenção de amônia se faz necessário para melhorar a qualidade do meio ambiente local. A possibilidade do aumento da emissão de amônia, verificada nesse trabalho, e a sua utilização em um sistema geração de amônia - produção de hidrogênio - célula a combustível, poderá produzir eletricidade no próprio empreendimento, reduzindo os gastos das granjas e destinando adequadamente esses resíduos.
Title in English
Study of the acceleration of ammonia generation process from poultry residues aiming at hydrogen production
Keywords in English
ammonia
energy
fuel cell
hydrogen
poultry and egg production systems
Abstract in English
The hydrogen, utilized in fuel cells, can be produced from a variety of intermediate chemicals, between them, the ammonia. The ammonia gas as a raw material for the hydrogen production has been used due to its high energetic content, facility of decomposition, high availability, low prices, low storage pressure and its by-products are environmentally correct. One of the sources of ammonia is poultry and egg production systems. In these systems the ammonia is produced from the decomposition of uric acid present in the excreta of birds. The residue from the poultry-rearing farms is the broiler litter and from the egg production system is the excreta without any substrate. The characterization of these residues was performed using the Wavelength-Dispersive X-Ray Fluorescence (WDXRF), Elementary Analysis (CHN), Termogravimetry and GC/MS Gas chromatography/ Mass spectrometry. The studied factors which influence the ammonia volatilization were: nitrogen content, raising period, urease enzyme, temperature, pH and moisture content. The experiment results with poultry litter and excreta allow to conclude that the manipulation of the following parameters increased the ammonia emission: pH, nitrogen content, raising period, age of birds and excreta accumulation, urease enzyme and the temperature. The addition of different amounts of sand in the excreta and different volumes of water in the poultry litter inhibited the emission of ammonia. The variation of the quantity of material (broiler litter or excreta) and the volume of the flask used as incubator chamber showed no significant alterations to be chosen as a variable. The excreta was considered more appropriate than poultry litter for the objectives of this work due to the higher ammonia concentrations determined in this material. Due to the large amount of poultry litter and excreta from the production processes, the reuse of poultry residues to obtain ammonia is necessary to improve the quality of the local environment. The possibility of ammonia emission increment observed in this study, and its use in a system of ammonia generation - hydrogen production - fuel cell might produce electricity in the enterprise, reducing the expenses of the farms and providing a properly destination for these residues.
 
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2010EguteEstudo.pdf (1.66 Mbytes)
Publishing Date
2011-08-15
 
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