Influência de diferentes dietas nas características dos dejetos de cabras leiteiras com vistas à produção de biogás

Abstract

A decomposição do material orgânico por meio da biodigestão anaeróbia é diferenciada segundo suas características físicas, químicas e biológicas, resultantes da composição da dieta e do tipo de manejo de dejetos, o que influencia na composição do biogás. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar o processo de biodigestão anaeróbia de dejetos de cabras leiteiras alimentadas com diferentes dietas visando definir a influência da alimentação no biogás produzido. O experimento foi conduzido no galpão experimental do Setor de Caprinocultura e no Laboratório de Construções Rurais da Universidade Federal de Viçosa, durante quatro meses (de março a julho de 2005). Foram utilizadas 12 cabras adultas não-lactantes, das raças Saanen e Parda Alpina, com peso médio entre 50 e 60 kg. Foi feita caracterização do ambiente térmico no interior e no exterior do galpão, com base em índices térmicos. O experimento foi dividido em duas fases: 1) caracterização dos dejetos de cabras leiteiras alimentadas com três tipos de dietas e; 2) determinação do potencial de produção de biogás desses dejetos. No ensaio de biodigestão foram utilizados 9 biodigestores com volume total de 3,1 L em escala laboratorial operando em batelada, sendo três para cada dieta (capim Napier, feno de Tifton 85 e silagem de milho), com 3 repetições, instalados dentro de uma caixa de fibrocimento com água aquecida à 30oC. Foram feitas análises da concentração de sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV) das amostras de dejetos utilizados no abastecimento (afluente) e no desabastecimento (efluente) dos biodigestores e também do biogás produzido. A determinação dos teores de metano (CH 4 ) e dióxido de carbono (CO 2 ) do biogás foi realizada semanalmente em cromatógrafo a gás modelo Shimadzu 14B. Houve diferença significativa (P<0,05) nas características dos dejetos de acordo os diferentes tipos de dietas. Os animais que consumiram as dietas a base de feno e silagem produziram mais urina e mais fezes, sendo estas com maior concentração de sólidos voláteis. Os resultados indicaram diferenças significativas (P<0,05) entre as reduções nos teores de sólidos voláteis dos três tipos de substratos. Os substratos gerados com os dejetos das cabras alimentadas com a dieta composta por silagem apresentaram redução de sólidos voláteis superior (43,65 %) àqueles das cabras alimentadas com dieta composta por feno (39,13 %) e capim (24,91 %), respectivamente. No entanto, o potencial de produção de biogás referente à dieta composta por silagem foi de 0,0230 m 3 /kg de sólidos totais adicionados, sendo inferior àquelas a base de capim (0,0284 m 3 /kg) e feno (0,0260 m 3 /kg). A concentração semanal de metano teve valor mínimo de 61,80% na primeira semana de observação, para a dieta composta por capim, e valor máximo de 88,15% na quarta semana, para a dieta a base de silagem.vii

The decomposition of the organic material by anaerobic bio-digestion differs itself according its physic, chemistry and biologic characteristics – resulted of the composition of the diet and of the type of residue’s handling – that influences biogas composition. Thus, the object of this work was to analyze the process of the anaerobic bio-digestion of residues of lactates goats fed with different diets, aiming for defining the influence of the food on produced biogas. The test was conducted in the experimental porch of the Caprinocultura sector, and in the Laboratory of Rural Constructions of the University Federal of Viçosa, during four months (March to July of 2005). It was utilized 12 adults’ goats that didn’t produce milk, breeds Saanen and Alpine, with average weight of 50 to 60 kg. It was done a characterization of the thermal environment inside and outside of the porch, based on thermal indices. The test was divided into two phases: characterization of the residues of goats fed with three kinds of diet and determination of the potential of biogas to produce residues. In the essay of bio- digestion it was used 9 bio-digesters with total volume of 3,1 L in laboratorial scale operating in large quantity, being three for each diet (Napier grass, Tifton 85 hay and maize silage), with three replications, installed inside of a box offiber cement with heated water at temperature of 30oC. It was done analysis of the concentration of the total and volatile solids of the residues’ patterns used in the supply (affluent) and in the effluents of the bio-digesters and also of the bio- gas produced. The determination of the contents of methane (CH 4 ) and carbon dioxide (CO 2 ) of the bio-gas was realized weekly using a gas chromatograph Shimadzu 14B. There was a significant difference (P<0.05) in the characteristics of the residues according to the different types of feeding. The animals, which consumed hay and silage, produced much more urine and excrements with larger concentration of volatile solids. The result pointed significant differences (P<0.05) among the reductions in the contents of volatile solids of the three types of substrates. The substrates produced with residues of the nanny-goats fed with silage presented reduction of superior volatile solids (43.65 %) as compared to the ones fed with hay (39.13 %) plus grass (24.91 %), respectively. However, the potential production of biogas (silage) was 0.0230 m 3 /kg of total solids, less than that composed by grass (0.0284 m 3 /kg) and hay (0.0260 m 3 /kg). The weekly concentration of methane had minimum value (61.80%) in the first week of observation (diet composed by grass) and maximum value (88.15%) in the fourth week (diet composed by silage).