Os equipamentos que são apresentados de seguida têm por objectivo dar cumprimento à legislação em vigor no que toca à valorização, através de digestão anaeróbia, dos bio-resíduos alimentares e ainda preparar e colocar estes resíduos nas condições ideais para que possam maximizar a produção de biogás e serem valorizados sem causarem problemas à unidade de digestão anaeróbia proposta.
Mesa de Triagem
Devido à tipologia de resíduos que a unidade de digestão anaeróbia vai valorizar, é imperativo que exista uma triagem dos bio-resíduos no início do processo de digestão anaeróbia.
Apesar da formação, fornecida aos colaboradores dos estabelecimentos de restauração, sobre o tipo de resíduos a separar, como mencionado na secção 11.3, diversos tipos de “contaminantes” podem acompanhar os bio-resíduos alimentares. Os “contaminantes” mais frequentes são restos de embalagens compostos por diversos tipos de plásticos, metal e vidro (Seadi et al. 2008). A Figura 12.1 ilustra alguns dos principais “contaminantes” que acompanham os bio-resíduos alimentares.
Figura 12.1– “Contaminantes” dos bio-resíduos alimentares (Seadi et al. 2008)
Durante o processo de triagem dos bio-resíduos alimentares, deverá ser dada especial atenção aos contentores de recolha dos mesmos colocados nos diversos locais acessíveis a todos os alunos e pessoal docente e não docente, dado que a probabilidade de estes contentores conterem outros tipos de resíduos é mais elevada que nos sacos de recolha disponibilizados pelos diversos espaços comerciais abrangidos, pois como foi referido irá ser fornecida formação aos colaboradores destes espaços para optimizar o processo de separação dos bio-resíduos alimentares.
A triagem dos bio-resíduos tem por objectivo evitar a ocorrência de entupimentos por matérias não degradáveis, a danificação dos equipamentos das unidades pelos mesmos e a ocupação do volume do digestor anaeróbio por materiais inertes. Existem diversos tipos de métodos para realizar a triagem dos resíduos: mecânicos, magnéticos e manuais (Seadi et al., 2008). Devido à quantidade de bio-resíduos alimentares a valorizar diariamente (125 kg), o método de triagem escolhido foi o manual, dado que os métodos de triagem mecânicos e magnéticos são aplicáveis a unidades de digestão anaeróbia centralizadas.
A triagem manual dos bio-resíduos alimentares será efectuada por um colaborador numa mesa de triagem. Esta triagem será do tipo negativa, pois o colaborador irá remover os materiais indesejados, colocando-os num contentor de RSU; na mesa apenas ficará o material fermentável a usar na unidade de digestão anaeróbia. A mesa de tiragem terá de ser metálica, possuir 4 pés, uma altura aproximada de 1 metro e uma área de 2 m2; deverá ainda possuir um rebordo de aproximadamente 20 cm de altura, em 3 dos lados da mesa.
Triturador e Misturador
A trituração e mistura dos bio-resíduos alimentares ocorre no mesmo equipamento, no qual ainda é aferido o teor de sólidos totais presentes nos resíduos, antes de darem entrada no digestor anaeróbio. Na secção 1.5., do presente documento, e através do Regulamento n.º 1774/2002 (CE), de 3 de Outubro, foi referido que a dimensão máxima das partículas, após saída da unidade de digestão anaeróbia, deve de ser de 12 mm. A par desta obrigação legal, a dimensão das partículas que dão entrada na unidade de digestão anaeróbia afecta as transformações biológicas e o dimensionamento do equipamento. Partículas de dimensões superiores a 12 mm demoram mais tempo a serem decompostas do que partículas de dimensão inferior a 12 mm pelo que, ao reduzir a dimensão das partículas, aumenta-se a área de superfície das mesmas (Hilkiah et al., 2008). A redução do tamanho das partículas apenas diminui o tempo em que as partículas são digeridas, não aumentando necessariamente a produção de biogás (Seadi et al. 2008). A redução do tamanho das partículas pode ser obtida por trituração ou por moagem.
A aferição do teor de sólidos totais nos bio-resíduos alimentares ocorre através da “diluição” dos bio-resíduos, dado que a unidade de digestão anaeróbia em causa irá funcionar através da via
húmida. A “diluição” dos bio-resíduos alimentares irá ser realizada através de uma parte da fracção
líquida do digerido que sai do digestor anaeróbio (secção 11.5).
Atendendo ao teor de sólidos totais dos bio-resíduos alimentares que é, em média, de 25%, como foi mencionado na secção 11.2, e para que seja possível realizar a digestão anaeróbia por via
húmida com um teor de sólidos totais de 14% (secção 11.5), tem de se adicionar aproximadamente
0,147 m3 da fracção líquida do digerido aos 125 kg de bio-resíduos alimentares a adicionar ao digestor por dia, considerando que a mesma possui um teor de sólidos totais de 5% e uma densidade de 1040 kg.m-3 (Anasruron et al., 2010). Deste modo, o volume total de bio-resíduos alimentares a valorizar na unidade de digestão anaeróbia passará a ser de 0,397 m3.
Atendendo ao volume de bio-resíduos alimentares a valorizar diariamente na unidade de digestão anaeróbia, este equipamento poderá possuir uma dimensão de 0,45 m3. O equipamento em análise deverá possuir uma tampa na sua parte superior com o intuito de permitir que os bio-resíduos alimentares, que provêm da mesa de triagem, sejam introduzidos no seu interior. A fracção líquida do digerido irá dar entrada neste tanque através da bombagem através de uma tubagem que ligará directamente o tanque de armazenamento do digerido ao tanque de recepção e mistura. A trituração dos bio-resíduos alimentares pode ser realizada através de lâminas de corte instaladas no fundo deste equipamento (Bisschops et al., 2009). Como resultado da trituração dos resíduos ocorre a mistura dos mesmos com o digerido recirculado que dá entrada neste equipamento.
A mistura dos bio-resíduos alimentares com o digerido é encaminhada por uma tubagem, através de uma válvula instalada no fundo deste equipamento que, pela acção da gravidade, encaminha a
mistura directamente para o digestor anaeróbio na alternativa 2 e para a unidade de pasteurização na alternativa 1.
Alternativa 1 - Unidade de Pasteurização
Como fica patente através da observação das Figuras 11.2 e 11.4, na alternativa 1, antes dos bio- resíduos alimentares darem entrada no digestor anaeróbio, estes passam pela unidade de pasteurização de acordo com o definido no Regulamento n.º 1774/2002 (CE), de 3 de Outubro. Este regulamento, que foi aprofundado na secção 1, estabelece as seguintes características que a unidade de pasteurização tem de cumprir:
Temperatura mínima no interior da unidade: 70º C;
Tempo de permanência mínimo, sem interrupções, no interior da unidade: 60 minutos.
A colocação da unidade de digestão anaeróbia logo a seguir ao triturador e misturador e antes do digestor anaeróbio, para além de ser a metologia mais apropriada no que toca à estabilização deste tipo de resíduos (Bisschops et al., 2009), possibilita ainda dar cumprimento ao Regulamento n.º 1774/2002 (CE), de 3 de Outubro. A colocação da unidade de pasteurização neste local, possibilita ainda aquecer o digestor anaeróbio, pois, o substracto dá entrada no digestor anaeróbio quente.
A unidade de pasteurização deverá possuir um volume mínimo de 200 litros com o intuito de tratar os 0,397 m3 que saem do triturador e misturador por dia. O dimensionamento da unidade de pasteurização teve em consideração que a alimentação ao digestor anaeróbio irá ser efectuada em dois momentos do dia, como ficou patente na secção 10.5.