Biogas production from solid residues generated in bioethanol production using banana biomass

ABSTRACT Santa Catarina is a significant banana producer, responsible for 722 tons annually. For every 1,000 kg of bananas harvested, approximately 3,000 kg of pseudostem, 650 kg of peels, and 350 kg of rejected fruit are generated. Studies have evaluated the use of banana residues for bioethanol production. Solid residues like banana pseudostem bagasse, banana peels, and vinasse (fermented broth residue) are produced during this process. This study aimed to quantify and characterize these residues for biogas and methane production. Banana peels and vinasse were more suitable for containing lower total solids content and favorable C:N (carbon:nitrogen) ratios (10-30:1), yielding higher biochemical potential of methane (260 mLCH4 gvs -1) compared to banana pseudostem bagasse (201 mLCH4 gvs -1). However, vinasse had a high hydrogen sulfide content (0.0783%), necessitating desulphurization for safe biogas use. The results indicate that banana pseudostem bagasse, banana peels, and vinasse have substantial potential for biogas and methane production due to their high degradation rates. The biogas composition meets the criteria for use, with adequate methane and carbon dioxide concentrations, highlighting the viability of these residues for energy generation and contributing to sustainability in banana cultivation. RESUMO Santa Catarina é um importante produtor de banana, responsável por 722 toneladas anuais. Para cada 1.000 kg de banana colhida, são gerados aproximadamente 3.000 kg de pseudocaule, 650 kg de cascas e 350 kg de frutos rejeitados. Estudos avaliaram a utilização de resíduos de banana para produção de bioetanol. Resíduos sólidos como bagaço de pseudocaule de banana, cascas de banana e vinhaça (resíduo de caldo fermentado) são produzidos nesse processo. Este estudo teve como objetivo quantificar e caracterizar esses resíduos para produção de biogás e metano. Cascas de banana e vinhaça foram melhores por conterem menor teor de sólidos totais e relações C:N (carbono:nitrogênio) favoráveis (10 - 30:1), proporcionando maior potencial bioquímico de metano (260 mLCH4 gvs -1) em comparação ao pseudocaule de bananeira bagaço (201 mLCH4 gvs -1). No entanto, a vinhaça apresentou alto teor de sulfeto de hidrogênio (0,0783%), necessitando de dessulfurização do biogás gerado para seu uso seguro. No geral, os resultados indicam que o bagaço do pseudocaule da banana, as cascas de banana e a vinhaça têm potencial substancial para a produção de biogás e metano devido