Anaerobic co-digestion of swine manure and forage at two harvesting ages / Co-digestão anaeróbia dos dejetos de suínos e forragem em duas idades de colheita

The co-digestion of swine manure with vegetable waste is an alternative that can increase the production of biogas and methane generated by the isolated digestion of manure. However, recommendations that are based on the best ratio between manure and forage, as well as the age of harvest, are still scarce in the literature. This study was conducted to evaluate inclusions (0, 25, 50, 75 and 100%) of the total solids (TS) of Elephant grass (Pennisetum purpureum Schum) harvested at two ages medium age (MA) at 45 days of growth and advanced age (AA) at 90 days in co-digestion with swine manure, using an entirely randomized design in a 5x2 factorial scheme. Batch digesters were used and biogas production was monitored for 12 weeks. There was influence of forage age (P <0.05) on the degradation of solids and neutral detergent fiber, with higher values for the substrates containing MA forage. The highest CH4 yields were obtained by the substrates containing MA forage in the inclusion of 27.7 and 31.6%, being 253.7 and 222.2 L of CH4 per Kg of total or volatile solids. The age of the forages influenced the onset and persistence of biogas production, being advantageous only in the inclusion of 25% of MA forage. The AA forage inclusion is not recommended for co-digestion with swine manure.

A co-digestão dos dejetos suínos associados a resíduos vegetais é uma alternativa que pode elevar as produções de biogás e metano alcançadas pela digestão isolada do dejeto. No entanto, recomendações que se baseiem na melhor proporção entre dejeto e forragem, assim como na idade de colheita ainda são escassas na literatura. O objetivo do trabalho foi avaliar inclusões crescentes (0, 25, 50, 75 e 100% dos sólidos totais (ST) de capim elefante (Pennisetum purpureum Schum.) colhido em duas idades de corte mediana (MA) aos 45 dias de crescimento e avançada (AA) aos 90 dias, empregado em co-digestão com o dejeto suíno, adotando-se delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 5x2. Foram utilizados biodigestores batelada de bancada, sendo as produções de biogás acompanhadas durante 12 semanas. Houve influência da idade da forragem (P<0,05) na degradação de sólidos e fibra em detergente neutro, com maiores valores para os substratos que continham a forragem MA. Os maiores rendimentos de CH4 foram alcançados pelos substratos que continham forragem MA na inclusão de 27,7 e 31,6 %, sendo de 253,7 e 222,2 L de CH4 por Kg de ST ou sólido volátil adicionado. A idade das forragens influenciou o início e a persistência das produções de biogás ao longo do período de digestão, sendo vantajosa apenas na inclusão de 25% de forragem com MA.

Economic viability of a canadian biodigester for power generation in dairy farming / Viabilidade econômica da implantação de um biodigestor tipo canadense para a geração de energia elétrica destinada à atividade leiteira

This study aimed to analyze the economic viability of implementing and using a Canadian biodigester for power generation in a milk production system. Specifically, we intended to estimate the generated power production, the total production cost (TC), the total operating cost (TOC), and the effective operating cost (EOC) of 1 kW of power generated, and estimate the break-even point of the power produced. The research was carried out on a farm located in southern Minas Gerais (Brazil) from January to December 2017. Three scenarios were analyzed through the tree-point estimation (most likely, optimistic, and pessimistic). Scenario 1 considered the use of power for the acclimatization of free-stall barns during 13 hours day-1 plus the use of 50% of the produced biofertilizer. Scenario 2 considered the use of power during 13 hours day-1 for the acclimatization of free-stall barns and milking parlor, which means an increase in power consumption estimated at 10% compared to scenario 1, plus the use of 75% of the produced biofertilizer. Moreover, scenario 3 considered the use of power for the acclimatization of free-stall barns during 6.5 hours day-1 plus 25% of the produced biofertilizer. All scenarios considered the amount charged per kWh by the Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG).(AU)

Objetivou-se analisar a viabilidade econômica da implantação e utilização de um biodigestor tipo canadense para a geração de energia elétrica em um sistema de produção de leite. Especificamente, pretendeu-se estimar a produção de energia elétrica gerada, estimar o custo total de produção (CT), custo operacional total (COT) e custo operacional efetivo (COE) de um kW de energia gerada, e estimar o ponto de equilíbrio de energia produzida. A pesquisa foi realizada em uma propriedade localizada no sul de Minas Gerais, no período entre janeiro a dezembro de 2017. Realizou-se a análise de cenários MOP (mais provável, otimista e pessimista): cenários 1; 2 e 3. No cenário 1, foram considerados a utilização de energia elétrica para a climatização apenas dos galpões de free stall em 13 h dia-1, mais aproveitamento de 50% do biofertilizante produzido. No cenário 2, a utilização da energia elétrica foi de 13 h dia-1, utilizada para climatização dos galpões de free stall e sala de ordenha, um aumento de energia estimado em 10%, em relação ao cenário 1, mais aproveitamento de 75% do biofertilizante produzido; e, no cenário 3, adotou-se a utilização de energia elétrica para a climatização dos galpões de free stall em 6,5 h dia-1, mais aproveitamento de 25% do biofertilizante produzido. Em todos os cenários foi considerado o valor cobrado por kWh pela Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG). Realizou-se simulações de Monte Carlo com taxas mínimas de atratividade variando de zero a 50%. A geração de energia elétrica apresentou viabilidade econômica em todos os cenários, apresentando valor presente líquido (VLP) positivos, taxas internas de retorno acima da taxa mínima de atratividade, payback simples e descontados abaixo do horizonte de 10 anos e relações benefício-custo satisfatórias. O COE de 1 kWh de energia elétrica foi estimado em R$ 0,1990, R$ 0,1791 e R$ 0,3308 para os cenários 1, 2 e 3, respectivamente, enquanto que o CT médio, considerando todos os cenários, foi de R$ 0,5618 (±0,21), acima dos valores de aquisição na CEMIG, que seria de R$ 0,50. Os CT foram de R$ 99.804,42 para os cenários 1 e 2, e de R$ 92.424,09 para o 3, com taxa mínima de atratividade de 8,50, enquanto que COT foi de R$ 69.486,62 nos cenários 1 e 2, e de R$ 62.229,66 no 3. Em todos os cenários, a quantidade de energia elétrica gerada foi superior ao ponto de equilíbrio. Todos os modelos de simulação de Monte Carlo apresentaram VPL positivos, indicando que há grande probabilidade de ficarem acima do esperado.(AU)

Economic viability of a canadian biodigester for power generation in dairy farming / Viabilidade econômica da implantação de um biodigestor tipo canadense para a geração de energia elétrica destinada à atividade leiteira

This study aimed to analyze the economic viability of implementing and using a Canadian biodigester for power generation in a milk production system. Specifically, we intended to estimate the generated power production, the total production cost (TC), the total operating cost (TOC), and the effective operating cost (EOC) of 1 kW of power generated, and estimate the break-even point of the power produced. The research was carried out on a farm located in southern Minas Gerais (Brazil) from January to December 2017. Three scenarios were analyzed through the tree-point estimation (most likely, optimistic, and pessimistic). Scenario 1 considered the use of power for the acclimatization of free-stall barns during 13 hours day-1 plus the use of 50% of the produced biofertilizer. Scenario 2 considered the use of power during 13 hours day-1 for the acclimatization of free-stall barns and milking parlor, which means an increase in power consumption estimated at 10% compared to scenario 1, plus the use of 75% of the produced biofertilizer. Moreover, scenario 3 considered the use of power for the acclimatization of free-stall barns during 6.5 hours day-1 plus 25% of the produced biofertilizer. All scenarios considered the amount charged per kWh by the Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG).

Objetivou-se analisar a viabilidade econômica da implantação e utilização de um biodigestor tipo canadense para a geração de energia elétrica em um sistema de produção de leite. Especificamente, pretendeu-se estimar a produção de energia elétrica gerada, estimar o custo total de produção (CT), custo operacional total (COT) e custo operacional efetivo (COE) de um kW de energia gerada, e estimar o ponto de equilíbrio de energia produzida. A pesquisa foi realizada em uma propriedade localizada no sul de Minas Gerais, no período entre janeiro a dezembro de 2017. Realizou-se a análise de cenários MOP (mais provável, otimista e pessimista): cenários 1; 2 e 3. No cenário 1, foram considerados a utilização de energia elétrica para a climatização apenas dos galpões de free stall em 13 h dia-1, mais aproveitamento de 50% do biofertilizante produzido. No cenário 2, a utilização da energia elétrica foi de 13 h dia-1, utilizada para climatização dos galpões de free stall e sala de ordenha, um aumento de energia estimado em 10%, em relação ao cenário 1, mais aproveitamento de 75% do biofertilizante produzido; e, no cenário 3, adotou-se a utilização de energia elétrica para a climatização dos galpões de free stall em 6,5 h dia-1, mais aproveitamento de 25% do biofertilizante produzido. Em todos os cenários foi considerado o valor cobrado por kWh pela Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG). Realizou-se simulações de Monte Carlo com taxas mínimas de atratividade variando de zero a 50%. A geração de energia elétrica apresentou viabilidade econômica em todos os cenários, apresentando valor presente líquido (VLP) positivos, taxas internas de retorno acima da taxa mínima de atratividade, payback simples e descontados abaixo do horizonte de 10 anos e relações benefício-custo satisfatórias. O COE de 1 kWh de energia elétrica foi estimado em R$ 0,1990, R$ 0,1791 e R$ 0,3308 para os cenários 1, 2 e 3, respectivamente, enquanto que o CT médio, considerando todos os cenários, foi de R$ 0,5618 (±0,21), acima dos valores de aquisição na CEMIG, que seria de R$ 0,50. Os CT foram de R$ 99.804,42 para os cenários 1 e 2, e de R$ 92.424,09 para o 3, com taxa mínima de atratividade de 8,50, enquanto que COT foi de R$ 69.486,62 nos cenários 1 e 2, e de R$ 62.229,66 no 3. Em todos os cenários, a quantidade de energia elétrica gerada foi superior ao ponto de equilíbrio. Todos os modelos de simulação de Monte Carlo apresentaram VPL positivos, indicando que há grande probabilidade de ficarem acima do esperado.

Retorno de investimento de sistemas de tratamento de resíduos em granjas de suínos / Return on investment of wastewater treatment systems in swine farms

Os investimentos em sistemas de tratamento de resíduos de suínos (STRS) buscam muito mais contemplar questões de segurança, sanidade e de atendimento a requisitos da legislação ambiental do que investigar possibilidades de explorar economicamente os resíduos devidamente tratados. Este estudo analisou o retorno de investimentos de diferentes STRS sendo realizado entre os meses de outubro de 2013 a maio de 2014. Para a coleta de dados, foi elaborado um questionário eletrônico aplicado por meio de entrevistas em 37 granjas do estado de São Paulo escolhidas aleatoriamente. Para análise de viabilidade econômica dos diferentes STRS, utilizou-se a técnica de orçamento de capital (PAYBACK e TIR). As granjas foram divididas em quatro categorias: GEEBC - Geração de energia elétrica, biofertilizante e créditos de carbono; GEEBI - Geração de energia elétrica e biofertilizante; GEEEL - Geração de energia elétrica; SGPVA - Sem geração de produtos de valor agregado. O melhor resultado econômico foi observado na categoria GEEBC com tempo médio de retorno financeiro de nove anos. Observou-se que 73% dos pesquisados não exploravam o valor econômico dos resíduos tratados, mantendo seus investimentos com intuito de contemplar a legislação ambiental vigente.

The investments in wastewater treatment of swine systems (WTSS) search on safety, health and fulfillment of the requirements of environmental legislation to investigate to the possibilities of economically exploit properly treated effluent. This study analyzed the return on investment of different WTSS. Was being carried out between the months of October of 2013 to May of 2014. For data collection an electronic questionnaire applied through interviews on 37 farms in the State of São Paulo chosen randomly. To analyze the economic feasibility of different WTSS we used the technique of Capital Budget (PAYBACK and IRR). The farms were divided into four categories: GEEBC-generated electricity, biofertilizer and carbon credits; GEEBI-generated electricity and biofertilizer; GEEEL-generated electricity; NGVAP- no generating value-added products. The best economic result was observed in the category GEEBC with an average Payback time of nine years. It was observed that 73% of respondents do not exploit the economic value of the treated effluent, keeping your investments with a view to contemplate the environmental regulations.

Retorno de investimento de sistemas de tratamento de resíduos em granjas de suínos / Return on investment of wastewater treatment systems in swine farms

Os investimentos em sistemas de tratamento de resíduos de suínos (STRS) buscam muito mais contemplar questões de segurança, sanidade e de atendimento a requisitos da legislação ambiental do que investigar possibilidades de explorar economicamente os resíduos devidamente tratados. Este estudo analisou o retorno de investimentos de diferentes STRS sendo realizado entre os meses de outubro de 2013 a maio de 2014. Para a coleta de dados, foi elaborado um questionário eletrônico aplicado por meio de entrevistas em 37 granjas do estado de São Paulo escolhidas aleatoriamente. Para análise de viabilidade econômica dos diferentes STRS, utilizou-se a técnica de orçamento de capital (PAYBACK e TIR). As granjas foram divididas em quatro categorias: GEEBC - Geração de energia elétrica, biofertilizante e créditos de carbono; GEEBI - Geração de energia elétrica e biofertilizante; GEEEL - Geração de energia elétrica; SGPVA - Sem geração de produtos de valor agregado. O melhor resultado econômico foi observado na categoria GEEBC com tempo médio de retorno financeiro de nove anos. Observou-se que 73% dos pesquisados não exploravam o valor econômico dos resíduos tratados, mantendo seus investimentos com intuito de contemplar a legislação ambiental vigente.(AU)

The investments in wastewater treatment of swine systems (WTSS) search on safety, health and fulfillment of the requirements of environmental legislation to investigate to the possibilities of economically exploit properly treated effluent. This study analyzed the return on investment of different WTSS. Was being carried out between the months of October of 2013 to May of 2014. For data collection an electronic questionnaire applied through interviews on 37 farms in the State of São Paulo chosen randomly. To analyze the economic feasibility of different WTSS we used the technique of Capital Budget (PAYBACK and IRR). The farms were divided into four categories: GEEBC-generated electricity, biofertilizer and carbon credits; GEEBI-generated electricity and biofertilizer; GEEEL-generated electricity; NGVAP- no generating value-added products. The best economic result was observed in the category GEEBC with an average Payback time of nine years. It was observed that 73% of respondents do not exploit the economic value of the treated effluent, keeping your investments with a view to contemplate the environmental regulations.(AU)

Gestão ambiental na suinocultura

Como importante atividade econômica, a suinocultura é responsável pela renda de milhares de famílias, com a incorporação de inovações tecnológicas que permitiram a criação de rebanhos em áreas cada vez menores. A carne suína é a mais consumida no mundo. Este sistema intensivo, entretanto, levou ao aumento da geração de resíduos sólidos (RS) e efluente suíno (ES), que podem causar desequilíbrios ambientais, sanitários e sociais se manejados de forma inadequada. A Gestão Ambiental em Suinocultura (GAS) é um conjunto de atividades que utilizam os recursos naturais de forma racional, proporcionando a produção de suínos de forma sustentável. A partir do ES, com a tecnologia da biodigestão anaeróbia ocorre a produção de biogás (biocombustível). Nos biodigestores, há produção também de lodo, fonte de adubo orgânico ou de biomassa. O ES, após essa fase e a da decantação, pode ser utilizado no cultivo de macrófitas, com a produção de biodiesel ou de ingrediente para ração. A água de reuso do ES tem sua utilidade na lavagem das instalações, aquaponia, produção de hortaliças e biomassa. Os RS, ricos em nutrientes, podem ser transformados por processo de compostagem em adubo orgânico de excelente qualidade. Conclui-se que a suinocultura nacional deve empreender esforços para a implantação da GAS, que possibilite a produção de produtos devalor agregado a partir do ES e os RS.

Gestão ambiental na suinocultura

Como importante atividade econômica, a suinocultura é responsável pela renda de milhares de famílias, com a incorporação de inovações tecnológicas que permitiram a criação de rebanhos em áreas cada vez menores. A carne suína é a mais consumida no mundo. Este sistema intensivo, entretanto, levou ao aumento da geração de resíduos sólidos (RS) e efluente suíno (ES), que podem causar desequilíbrios ambientais, sanitários e sociais se manejados de forma inadequada. A Gestão Ambiental em Suinocultura (GAS) é um conjunto de atividades que utilizam os recursos naturais de forma racional, proporcionando a produção de suínos de forma sustentável. A partir do ES, com a tecnologia da biodigestão anaeróbia ocorre a produção de biogás (biocombustível). Nos biodigestores, há produção também de lodo, fonte de adubo orgânico ou de biomassa. O ES, após essa fase e a da decantação, pode ser utilizado no cultivo de macrófitas, com a produção de biodiesel ou de ingrediente para ração. A água de reuso do ES tem sua utilidade na lavagem das instalações, aquaponia, produção de hortaliças e biomassa. Os RS, ricos em nutrientes, podem ser transformados por processo de compostagem em adubo orgânico de excelente qualidade. Conclui-se que a suinocultura nacional deve empreender esforços para a implantação da GAS, que possibilite a produção de produtos devalor agregado a partir do ES e os RS.(AU)

Phosphorus forms and lability of organic matter during anaerobic digestion of swine manure / Formas de fósforo e labilidade da matéria orgânica durante a biodegradação anaeróbia do dejeto suíno

Understanding the dynamics of the organic matter and nutrients in pig manure submitted to anaerobic digestion is important to assist in decision-making regarding the use of anaerobic biofertilizer in agriculture. Accordingly, this study was carried out with the objective of evaluating the changes in organic matter, quantified as the content of carbon in the humic and oxidizable fractions, and in the content of the organic and inorganic forms of phosphorus in the solid fraction of the manure, as a function of digestion time in anaerobic reactors. Evaluations were carried out after 7, 14, 21, 28, 35, 42, and 49 days of digestion, and the results were compared to the raw manure. Changes in organic matter occurred mostly in the labile fractions (fulvic acid and the F1 fraction), the content of which underwent a reduction, favoring the accumulation of more recalcitrant fractions in the final biofertilizer (humic acid and the F2, F3, and F4 fractions). Total P content did not change throughout the digestion process. However, the size of inorganic fraction of water-extractable P decreased by 16.7% after 49 days of digestion, as it was consumed by the decomposing microbiota to form stabilized organic matter, which accumulated along with the more recalcitrant fractions of P in the final biofertilizer. Therefore, the use of swine manure-derived anaerobic biofertilizer has less risk of environmental contamination with excessive P than the direct application of raw manure to the soil.

O entendimento da dinâmica da matéria orgânica e dos nutrientes no dejeto suíno submetido à biodegradação anaeróbia é importante por auxiliar nas tomadas de decisão para a utilização do biofertilizante anaeróbio como fertilizante agrícola. Nesse sentido, desenvolveu-se um estudo, utilizando reatores anaeróbios de bancada, com o objetivo de avaliar as mudanças na matéria orgânica, através da quantificação do carbono nas frações húmicas e oxidáveis, e nas formas orgânicas e inorgânicas de fósforo da fração sólida do dejeto suíno, em função do tempo de biodegradação. Realizaram-se avaliações nos seguintes tempos de retenção hidráulica: 7, 14, 21, 28, 35, 42 e 49 dias de biodegradação e os resultados comparados com o dejeto não degradado. As mudanças na matéria orgânica ocorreram em suas frações mais lábeis (C-ácido fúlvico e fração F1) com redução dos seus conteúdos, favorecendo o acúmulo de frações mais recalcitrantes no biofertilizante final (C-ácido húmico e frações F2, F3 e F4). O conteúdo total de P não sofreu mudanças ao longo do processo. No entanto, a fração inorgânica de P extraível em água reduziu em 16,7 % após 49 dias de biodegradação, sendo consumida pela microbiota decompositora para a formação de matéria orgânica estabilizada, que se acumula, juntamente com as frações mais recalcitrantes de P no biofertilizante final. O uso do biofertilizante anaeróbio suíno possui, portanto, menor risco de contaminação ambiental pelo excesso de P do que a aplicação direta do dejeto in natura no solo.

Phosphorus forms and lability of organic matter during anaerobic digestion of swine manure / Formas de fósforo e labilidade da matéria orgânica durante a biodegradação anaeróbia do dejeto suíno

Understanding the dynamics of the organic matter and nutrients in pig manure submitted to anaerobic digestion is important to assist in decision-making regarding the use of anaerobic biofertilizer in agriculture. Accordingly, this study was carried out with the objective of evaluating the changes in organic matter, quantified as the content of carbon in the humic and oxidizable fractions, and in the content of the organic and inorganic forms of phosphorus in the solid fraction of the manure, as a function of digestion time in anaerobic reactors. Evaluations were carried out after 7, 14, 21, 28, 35, 42, and 49 days of digestion, and the results were compared to the raw manure. Changes in organic matter occurred mostly in the labile fractions (fulvic acid and the F1 fraction), the content of which underwent a reduction, favoring the accumulation of more recalcitrant fractions in the final biofertilizer (humic acid and the F2, F3, and F4 fractions). Total P content did not change throughout the digestion process. However, the size of inorganic fraction of water-extractable P decreased by 16.7% after 49 days of digestion, as it was consumed by the decomposing microbiota to form stabilized organic matter, which accumulated along with the more recalcitrant fractions of P in the final biofertilizer. Therefore, the use of swine manure-derived anaerobic biofertilizer has less risk of environmental contamination with excessive P than the direct application of raw manure to the soil.(AU)

O entendimento da dinâmica da matéria orgânica e dos nutrientes no dejeto suíno submetido à biodegradação anaeróbia é importante por auxiliar nas tomadas de decisão para a utilização do biofertilizante anaeróbio como fertilizante agrícola. Nesse sentido, desenvolveu-se um estudo, utilizando reatores anaeróbios de bancada, com o objetivo de avaliar as mudanças na matéria orgânica, através da quantificação do carbono nas frações húmicas e oxidáveis, e nas formas orgânicas e inorgânicas de fósforo da fração sólida do dejeto suíno, em função do tempo de biodegradação. Realizaram-se avaliações nos seguintes tempos de retenção hidráulica: 7, 14, 21, 28, 35, 42 e 49 dias de biodegradação e os resultados comparados com o dejeto não degradado. As mudanças na matéria orgânica ocorreram em suas frações mais lábeis (C-ácido fúlvico e fração F1) com redução dos seus conteúdos, favorecendo o acúmulo de frações mais recalcitrantes no biofertilizante final (C-ácido húmico e frações F2, F3 e F4). O conteúdo total de P não sofreu mudanças ao longo do processo. No entanto, a fração inorgânica de P extraível em água reduziu em 16,7 % após 49 dias de biodegradação, sendo consumida pela microbiota decompositora para a formação de matéria orgânica estabilizada, que se acumula, juntamente com as frações mais recalcitrantes de P no biofertilizante final. O uso do biofertilizante anaeróbio suíno possui, portanto, menor risco de contaminação ambiental pelo excesso de P do que a aplicação direta do dejeto in natura no solo.(AU)

Anaerobic co-digestion of animal manure at different waste cooking oil concentrations / Co-digestão anaeróbica de estrume animal em diferentes concentrações de óleo de descarte de cozinha

This study aimed to obtain the best dose of waste cooking oil inclusion for the co-digestion of substrates prepared with dairy cattle and swine manure in order to maximize solids reductions and biogas yield. Analyses of total solids (TS), volatile solids (VS), and neutral detergent fiber (NDF) were performed during the loading and unloading of digesters, while biogas yield was measured twice a week. The maximum reduction in VS (51.4%) was reached with the inclusion of up to 54.6g waste cooking oil.kg manure-1. Maximum NDF degradation occurred with inclusions of up to 69.4g waste cooking oil.kg manure-1. Inclusions of up to 64g of waste cooking oil.kg manure-1 provided specific biogas yield of 291.4 and 251.0L biogas.kg VS-1 added to substrates with swine and cattle manure, respectively. Adding oil at doses between 45.1 and 69.4g waste cooking oil kg manure-1 to substrates composed of cattle or swine manure maximizes reductions of solids and fibrous constituents and enhances specific biogas yield. Furthermore, swine manure supports higher doses of waste cooking oil.(AU)

Objetivou-se encontrar a melhor dose de inclusão de óleo residual durante a co-digestão de substratos preparados com dejetos de bovinos leiteiros e suínos, com o intuito de maximizar as reduções de sólidos e as produções de biogás. Foram realizadas no abastecimento e desabastecimento dos biodigestores as análises de sólidos totais (ST), sólidos voláteis (SV) e fibra em detergente neutro (FDN), enquanto as mensurações de biogás duas vezes por semana. A máxima redução de SV (51,4%) foi possibilitada pela inclusão de até 54,6g de óleo de descarte kg dejetos-1, já as máximas degradações de FDN ocorreram com adições de até 69,4g de óleo de descarte kg dejetos-1. As inclusões de até 64g de óleo de descarte kg dejetos-1 possibilitaram produções específicas de biogás de 291,4 e 251,0 L de biogás.kg SV-1 adicionado, para substratos contendo dejetos de suínos e bovinos respectivamente. A adição de óleo em doses entre 45,1 e 69,4g.kg-1 a substratos contendo dejetos de bovinos ou suínos maximiza as reduções dos constituintes sólidos e fibrosos bem como potencializa as produções específicas de biogás, sendo que o dejeto de suíno ainda suporta maiores doses de inclusão de óleo residual.(AU)

Biodigestores para tratamento de dejetos suínos e alternativas para o desenvolvimento sustentável da propriedade / Biodigesters for treatment of swine manure and alternatives to sustainable development

A suinocultura traz desenvolvimento econômico, mas causa problemas ambientais graves, devido aos resíduos sólidos gerados, que em geral não são tratados adequadamente. O objetivo do trabalho é fazer o estudo técnico-econômico de implantação de biodigestores para o tratamento de dejetos suínos, com geração de biogás que será transformado em energia elétrica e térmica para o abastecimento de uma pequena propriedade rural. Com isso, pretende-se reduzir a dependência de adubos químicos, de energias térmica e elétrica para os diversos usos (aquecimento de campânulas no aviário, iluminação e resfriamento), reduzir a poluição e a emissão de gases de efeito estufa. Foram dimensionados dois biodigestores (55 m³ cada), gerando 41,8 m³ de biogás por dia cada. O tempo de retenção hidráulica foi de 30 dias. Serão gerados biofertilizante e biogás, esse último sendo canalizado e podendo seguir ou para as campânulas, ou para o motor-gerador que o transformará em energia elétrica para a propriedade. O sistema projeto apresenta melhorias, analisando os aspectos ambientais, econômicos para o agricultor e sociais para a comunidade, além de ser uma forma mais eficiente de utilização dos recursos da propriedade.

Swine production brings economic development, but causes serious environmental problems, due to the solid residues generated which generally are not adequately treated. The objective of this research is to carry out a technical-economic study of the implantation of biodigestive deposits for the treatment of swine excrements with generation of biogas, which will be transformed in electrical and thermal energy to be supplied to a small rural property. This is intended to reduce the dependence on chemical fertilizers, electrical, and thermal energy for several uses (aviary heaters, lighting, and cooling), reduction of pollution and of emission of greenhouse gases. Two 55m³ biodigestive deposits were projected, each generating 41.8 m³ of biogas per day. The period of hydraulic retention was 30 days. Biofertilizer and biogas will be generated. The biogas will be conducted by pipes either to the heaters or to the generator-motor, which will transform it in electrical energy for the property. Once installed, the system presents improvements, analyzing environmental and economical aspects for the farmer and social aspects for the community. It is a more efficient way to use the resources of the property.

Biodigestores para tratamento de dejetos suínos e alternativas para o desenvolvimento sustentável da propriedade / Biodigesters for treatment of swine manure and alternatives to sustainable development

A suinocultura traz desenvolvimento econômico, mas causa problemas ambientais graves, devido aos resíduos sólidos gerados, que em geral não são tratados adequadamente. O objetivo do trabalho é fazer o estudo técnico-econômico de implantação de biodigestores para o tratamento de dejetos suínos, com geração de biogás que será transformado em energia elétrica e térmica para o abastecimento de uma pequena propriedade rural. Com isso, pretende-se reduzir a dependência de adubos químicos, de energias térmica e elétrica para os diversos usos (aquecimento de campânulas no aviário, iluminação e resfriamento), reduzir a poluição e a emissão de gases de efeito estufa. Foram dimensionados dois biodigestores (55 m³ cada), gerando 41,8 m³ de biogás por dia cada. O tempo de retenção hidráulica foi de 30 dias. Serão gerados biofertilizante e biogás, esse último sendo canalizado e podendo seguir ou para as campânulas, ou para o motor-gerador que o transformará em energia elétrica para a propriedade. O sistema projeto apresenta melhorias, analisando os aspectos ambientais, econômicos para o agricultor e sociais para a comunidade, além de ser uma forma mais eficiente de utilização dos recursos da propriedade.(AU)

Swine production brings economic development, but causes serious environmental problems, due to the solid residues generated which generally are not adequately treated. The objective of this research is to carry out a technical-economic study of the implantation of biodigestive deposits for the treatment of swine excrements with generation of biogas, which will be transformed in electrical and thermal energy to be supplied to a small rural property. This is intended to reduce the dependence on chemical fertilizers, electrical, and thermal energy for several uses (aviary heaters, lighting, and cooling), reduction of pollution and of emission of greenhouse gases. Two 55m³ biodigestive deposits were projected, each generating 41.8 m³ of biogas per day. The period of hydraulic retention was 30 days. Biofertilizer and biogas will be generated. The biogas will be conducted by pipes either to the heaters or to the generator-motor, which will transform it in electrical energy for the property. Once installed, the system presents improvements, analyzing environmental and economical aspects for the farmer and social aspects for the community. It is a more efficient way to use the resources of the property.(AU)

Análisis ambiental, sanitária y económica de un sistema de tratamiento de residuos sólidos y efluentes en una granja de cerdos / Environmental, sanitary and economic analysis of a system of treatment of solid waste and effluents in a swine farm / Análise ambiental, sanitária e econômica de um sistema de tratamento de resíduos sólidos e efluentes em uma granja de suínos

El estiércol de cerdo tiene un potencial de contaminación desde un punto de vista del medio ambiente y la sanidad, debido al alto contenido de materia orgánica. Sin embargo, cuando se trata adecuadamente, puede presentar potencial para generar productos de valor añadido. Este estudio tuvo como objetivo llevar a cabo un análisis del medio ambiente, la sanidady económica de un sistema de tratamiento de residuos sólidos y aguas residuales (STRSAR) en una granja tecnificada ciclo completo de cerdos. El STRSAR fue formada básicamente por compostaje, digestión anaerobia y la retención y deshidratación de lodos. las pruebas de laboratorio fueron evaluados en parámetros físicos químicos y microbiológicos se llevaron a cabo. La viabilidad económica de análisis STRSAR fue apoyado en la técnica de presupuesto de capital. El STRSAR era capaz de tratar los efluentes de residuos orgánicos y haciéndolos incapaces de causar daños al medio ambiente y la sanidad. También hubo reducción de ganancia social y de los pasivos ambientales. En el análisis económico, STRSAR tomará unos nueve años para amortizar el capital invertido.(AU)

The swine manure have pollution potential of environmental and sanitary point of view due to the high organic matter content. However, when properly treated, may present potential for generating value-added products. This study aimed to carry out an environmental analysis, health and economic of a solid waste treatment system and wastewater (WTSW) in a technified swine farm full cycle. The WTSW was formed basically by composting, anaerobic digestion and retention and sludge dehydration. Laboratory tests were evaluated in chemical and microbiological physical parameters were performed. The economic viability of WTSW analysis was supported in capital budgeting technique. The WTSW was able to treat organic waste effluents and rendering them unable to cause environmental and health damage. There was also gain social and reduction of environmental liabilities. In the economic analysis, WTSW will take about nine years to amortize the capital invested.(AU)

Os dejetos suínos apresentam potencial poluidor do ponto de vista ambiental e sanitário devido à alta carga de matéria orgânica. Entretanto, quando devidamente tratados, podem apresentar potencial para a geração de produtos de valor agregado. Objetivou-se realizar uma análise ambiental, sanitária e econômica de um sistema de tratamento de resíduos sólidos e efluentes (STRSE) em uma granja tecnificada de suínos de ciclo completo. O STRSE foi constituído basicamente por compostagem, biodigestão anaeróbica e retenção e desidratação do lodo. Foram realizados testes laboratoriais, onde foram avaliados parâmetros físico-químicos e microbiológicos. A análise de viabilidade econômica do STRSE foi amparada na técnica de orçamento de capital. O STRSE foi capaz de tratar os resíduos orgânicos e os efluentes tornando-os incapazes de causarem danos ambientais e sanitários. Houve também ganho social e redução de passivos ambientais. Na análise econômica, o STRSE levará cerca de nove anos para amortizar o capital investido.(AU)

Análisis ambiental, sanitária y económica de un sistema de tratamiento de residuos sólidos y efluentes en una granja de cerdos / Environmental, sanitary and economic analysis of a system of treatment of solid waste and effluents in a swine farm / Análise ambiental, sanitária e econômica de um sistema de tratamento de resíduos sólidos e efluentes em uma granja de suínos

El estiércol de cerdo tiene un potencial de contaminación desde un punto de vista del medio ambiente y la sanidad, debido al alto contenido de materia orgánica. Sin embargo, cuando se trata adecuadamente, puede presentar potencial para generar productos de valor añadido. Este estudio tuvo como objetivo llevar a cabo un análisis del medio ambiente, la sanidady económica de un sistema de tratamiento de residuos sólidos y aguas residuales (STRSAR) en una granja tecnificada ciclo completo de cerdos. El STRSAR fue formada básicamente por compostaje, digestión anaerobia y la retención y deshidratación de lodos. las pruebas de laboratorio fueron evaluados en parámetros físicos químicos y microbiológicos se llevaron a cabo. La viabilidad económica de análisis STRSAR fue apoyado en la técnica de presupuesto de capital. El STRSAR era capaz de tratar los efluentes de residuos orgánicos y haciéndolos incapaces de causar daños al medio ambiente y la sanidad. También hubo reducción de ganancia social y de los pasivos ambientales. En el análisis económico, STRSAR tomará unos nueve años para amortizar el capital invertido.

The swine manure have pollution potential of environmental and sanitary point of view due to the high organic matter content. However, when properly treated, may present potential for generating value-added products. This study aimed to carry out an environmental analysis, health and economic of a solid waste treatment system and wastewater (WTSW) in a technified swine farm full cycle. The WTSW was formed basically by composting, anaerobic digestion and retention and sludge dehydration. Laboratory tests were evaluated in chemical and microbiological physical parameters were performed. The economic viability of WTSW analysis was supported in capital budgeting technique. The WTSW was able to treat organic waste effluents and rendering them unable to cause environmental and health damage. There was also gain social and reduction of environmental liabilities. In the economic analysis, WTSW will take about nine years to amortize the capital invested.

Os dejetos suínos apresentam potencial poluidor do ponto de vista ambiental e sanitário devido à alta carga de matéria orgânica. Entretanto, quando devidamente tratados, podem apresentar potencial para a geração de produtos de valor agregado. Objetivou-se realizar uma análise ambiental, sanitária e econômica de um sistema de tratamento de resíduos sólidos e efluentes (STRSE) em uma granja tecnificada de suínos de ciclo completo. O STRSE foi constituído basicamente por compostagem, biodigestão anaeróbica e retenção e desidratação do lodo. Foram realizados testes laboratoriais, onde foram avaliados parâmetros físico-químicos e microbiológicos. A análise de viabilidade econômica do STRSE foi amparada na técnica de orçamento de capital. O STRSE foi capaz de tratar os resíduos orgânicos e os efluentes tornando-os incapazes de causarem danos ambientais e sanitários. Houve também ganho social e redução de passivos ambientais. Na análise econômica, o STRSE levará cerca de nove anos para amortizar o capital investido.

Crude glycerin in anaerobic co-digestion of dairy cattle manure increases methane production

Anaerobic digestion of crude glycerin (CG) along with animal waste has been an excellent option for increasing the production of biogas and methane to achieve efficiency in the treatment of both residues. This study aimed to evaluate improvements in specific productions of biogas and methane, reductions in solid and fibrous components in substrates prepared with dairy cattle manure and CG (containing 14 % glycerol). With these residues, experimental substrates were prepared and placed in 25 batch digesters. Initial content of the TS in the influent was 4 % and CG was added in increasing doses (0, 5, 10, 15 and 20 % relative to total solids (TS) of the influent). Results were submitted to ANOVA and orthogonal contrasts to assess the effects of linear and quadratic order and thereby estimate the optimal CG doses through the adjusted models. The highest values for specific production of methane (0.19 and 0.26 L g-1 of TS and volatile solids (VS) added, respectively) were reached with the CG inclusions of 6 and 8 %, respectively. Total production of biogas with the inclusion of 6 % CG was 11 % higher when compared to the control treatment. The largest reduction in VS (48 %) was achieved with the addition of 4 % CG. Addition of CG at levels between 3 and 8 % improved the efficiency of the process of anaerobic digestion with dairy cattle manure.

Crude glycerin in anaerobic co-digestion of dairy cattle manure increases methane production

Anaerobic digestion of crude glycerin (CG) along with animal waste has been an excellent option for increasing the production of biogas and methane to achieve efficiency in the treatment of both residues. This study aimed to evaluate improvements in specific productions of biogas and methane, reductions in solid and fibrous components in substrates prepared with dairy cattle manure and CG (containing 14 % glycerol). With these residues, experimental substrates were prepared and placed in 25 batch digesters. Initial content of the TS in the influent was 4 % and CG was added in increasing doses (0, 5, 10, 15 and 20 % relative to total solids (TS) of the influent). Results were submitted to ANOVA and orthogonal contrasts to assess the effects of linear and quadratic order and thereby estimate the optimal CG doses through the adjusted models. The highest values for specific production of methane (0.19 and 0.26 L g-1 of TS and volatile solids (VS) added, respectively) were reached with the CG inclusions of 6 and 8 %, respectively. Total production of biogas with the inclusion of 6 % CG was 11 % higher when compared to the control treatment. The largest reduction in VS (48 %) was achieved with the addition of 4 % CG. Addition of CG at levels between 3 and 8 % improved the efficiency of the process of anaerobic digestion with dairy cattle manure.(AU)

Enzyme complex supplementation in different nutrient levels diets on pigs feces excretion and anaerobic digestion

This research aimed to evaluate enzyme supplementation in diets with different nutritional levels for pigs in their feces excretion and anaerobic digestion. Fifty four gilts were placed on diets formulated to achieve 100 or 95 or 90 % of a pig's nutrient requirements, with the addition of an enzyme complex containing amylase, -glucanase, cellulase, pectinase, xylanase, protease and phytase (diets 100E, 95E and 90E) or without the enzymes (diets 100, 95 and 90). The trial was divided into three periods (1, 1-2 and 1-3) based on the animal weight. The enzyme complex reduced (p < 0.05) excretions per period and per unit of weight gain (residue coefficients) of organic matter (OM) in Period 1, of N, Ca, Zn and Na in Period 1-2, and of Na excretions and residue coefficients in Period 1-3. Animals fed diet 95E had lower excretions (p < 0.05) of dry (DM), organic and mineral matters, N, Ca, Fe, Mn and Cu, and lower residue coefficients (p < 0.05) of DM, OM, P, Fe, Mn and Cu compared with the animals fed diet 95, in Period 1-3. Numerically, the enzyme complex improved biogas and methane production potentials in anaerobic digestion of the feces. The use of an enzyme complex in a diet formulated to provide 95 % of the gilts' nutrient requirements reduced fecal excretion and positively affected the anaerobic digestion of feces. These data show that pig nutrition and feeding are important tools for reducing the potential environmental impact of pig production.

Enzyme complex supplementation in different nutrient levels diets on pigs feces excretion and anaerobic digestion

This research aimed to evaluate enzyme supplementation in diets with different nutritional levels for pigs in their feces excretion and anaerobic digestion. Fifty four gilts were placed on diets formulated to achieve 100 or 95 or 90 % of a pig's nutrient requirements, with the addition of an enzyme complex containing amylase, -glucanase, cellulase, pectinase, xylanase, protease and phytase (diets 100E, 95E and 90E) or without the enzymes (diets 100, 95 and 90). The trial was divided into three periods (1, 1-2 and 1-3) based on the animal weight. The enzyme complex reduced (p < 0.05) excretions per period and per unit of weight gain (residue coefficients) of organic matter (OM) in Period 1, of N, Ca, Zn and Na in Period 1-2, and of Na excretions and residue coefficients in Period 1-3. Animals fed diet 95E had lower excretions (p < 0.05) of dry (DM), organic and mineral matters, N, Ca, Fe, Mn and Cu, and lower residue coefficients (p < 0.05) of DM, OM, P, Fe, Mn and Cu compared with the animals fed diet 95, in Period 1-3. Numerically, the enzyme complex improved biogas and methane production potentials in anaerobic digestion of the feces. The use of an enzyme complex in a diet formulated to provide 95 % of the gilts' nutrient requirements reduced fecal excretion and positively affected the anaerobic digestion of feces. These data show that pig nutrition and feeding are important tools for reducing the potential environmental impact of pig production.(AU)

Economic feasibility of biogas production in swine farms using time series analysis / Viabilidade econômica da produção de biogás em granjas de suínos, por meio da análise de séries temporais

This study aimed to measure the economic feasibility and the time needed to return capital invested for the installation of a swine manure treatment system, these values originated the sale of carbon credits and/or of compensation of electric energy in swine farms, using the Box-Jenkins forecast models. It was found that the use of biogas is a viable option in a large scale with machines that operate daily for 10h or more, being the return period between 70 to 80 months. Time series analysis models are important to anticipate the series under study behavior, providing the swine breeder/investor means to reduce the financial investment risk as well as helping to decrease the production costs. Moreover, this process can be seen as another source of income and enable the breeder to be self-sufficient in the continuous supply of electric energy, which is very valuable nowadays considering that breeders are now increasingly using various technologies.(AU)

Esta pesquisa tem por objetivo mostrar a viabilidade econômica e o tempo necessário de retorno do capital investido para a instalação de um sistema de tratamento de dejetos suínos, valores estes originados da venda de créditos de carbono e/ou de compensação de energia elétrica em granjas de suínos, utilizando os modelos de previsão de Box e Jenkins. Identificou-se que é viável a utilização do biogás em uma escala de produção com um funcionamento diário dos equipamentos de 10 horas ou mais e o período de retorno entre 70 a 80 meses. O uso de modelos de previsão de séries temporais foi importante, pois antecipou o comportamento da série em estudo, fornecendo ao suinocultor/investidor subsídios para que o investimento seja feito de modo a reduzir o risco, nos aspectos financeiros e na redução dos custos de produção, bem como possibilitando uma outra fonte de renda e a autonomia no fornecimento de energia elétrica ininterruptamente, o que é necessário nos sistemas de criação cada vez mais tecnificados.(AU)

The addition of hatchery liquid waste to dairy manure improves anaerobic digestion

The objective of this study was to determine the optimal inclusion level of liquid egg hatchery waste for the anaerobic co-digestion of dairy cattle manure. A completely randomized experimental was applied, with seven treatments (liquid hatchery waste to cattle manure ratios of 0: 100, 5:95, 10:90, 15:85, 20:80, 25:75 and 30:70), with five replicates (batch digester model) each. The evaluated variables were disappearance of total solids (TS), volatile solids (VS), and neutral detergent fiber (NDF), and specific production of biogas and of methane. Maximum TS and VS disappearance of 41.3% and 49.6%, were obtained at 15.5% and 16.0% liquid hatchery waste inclusion levels. The addition of 22.3% liquid hatchery considerably reduced NDF substrate content (53.2%). Maximum specific biogas production was obtained with 17% liquid hatchery waste, with the addition of 181.7 and 229.5 L kg-1TS and VS, respectively. The highest methane production, at 120.1 and 151.8 L CH4 kg-1TS and VS, was obtained with the inclusion of 17.5 and 18.0% liquid hatchery waste, respectively. The addition of liquid hatchery waste atratios of up to 15.5%in co-digestion with cattle manure reduced solid and fiber levels in the effluent, and improved biogas and methane production.