Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rui Faria.pdf: 2392960 bytes, checksum: a578b681391f39de889a4e1a5a1a9691 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The consequence of industrialization s growth and urbanization has resulted in effluents increased amount with high organic content, which are likely to cause serious negative environmental impacts and water bodies pollution. In doing so, promoting environmental sanitation, and still explore these wage treatment s energy potential, based on existing sanitation technology, maybe a viable alternative, the methane produced by organic matter s degradation could be piped and burned in engines generators, in order to minimize environmental impacts, enrich biogas as source of clean and renewable energy. In this case study, the analysis of the physical-chemical parameters served to verify the UASB s efficiency followed by two facultative ponds, estimate the biogas production and assess the potential for electric energy production in the years 2010and 2011. The system as a whole reached removal of organic load s rates around 82% of COD, BOD and 81% in 2010and 83% and 87% of COD and BOD, respectively, in 2011, with estimated average production biogas of 513and 702m3 biogas/day in the years 2010 and 2011, respectively. The results indicated a significant potential for biogas production from the organic load s removal, with the possibility of harnessing energy from a renewable source. / A consequência do crescimento do processo de industrialização e urbanização resultou num aumento da quantidade de efluentes com alto teor de orgânicos, que são passíveis de causar grandes impactos ambientais negativos e a poluição dos corpos hídricos. Neste sentido, promover o saneamento ambiental, e ainda explorar o potencial energético das estações de tratamento de esgoto, com base na tecnologia de saneamento já existente, pode ser alternativa viável. O metano produzido pela degradação da matéria orgânica poderia ser canalizado e queimado em motores geradores de energia, com o intuito de minimizar os impactos ambientais e valorizar o biogás que representa uma fonte de energia limpa e renovável. No presente estudo de caso, a análise dos parâmetros físico-químicos serviu de parâmetros para verificar a eficiência do sistema UASB, seguido de duas lagoas facultativas, estimar a produção de biogás. O sistema como um todo atingiu índices de remoção da carga orgânica em torno de 82% de DQO, e 81% de DBO, em 2010, e 83% e 87% de DQO e DBO, respectivamente, em 2011, com estimativa média de produção de biogás de 513 e 702 m3 biogás/dia nos anos de 2010 e 2011, respectivamente. Os resultados alcançados indicaram um potencial significativo de produção de biogás a partir da remoção da carga orgânica, com possibilidades de aproveitamento energético a partir de uma fonte renovável.

L'étude et la compréhension du comportement des flammes de diffusion sont nécessaires et ceci à cause de leur présence dans diverses applications industrielles. Dans la présente étude, cette flamme de diffusion laminaire est issue d'un jet circulaire de méthane et d'un jet coaxial d'air. Deux moyens sont proposés afin d'influencer cette flamme: l'application d'un champ magnétique non-homogène et l'enrichissement du jet d'air coaxial en oxygène. L'effet de ces deux facteurs est étudié au niveau des caractéristiques de la flamme hauteur de décrochage ou lift et la longueur de la flamme), son comportement, sa stabilité et les instabilités d'écoulement en amont de la flamme, de front de flamme et de sommet de la flamme (flickering). L'effet du champ magnétique dépend du signe de son gradient, et cet effet est dû à la génération d'une force magnétique et de la modification des courants de convection. L'enrichissement de l'air en oxygène a un effet stabilisant sur la flamme, une meilleure efficacité énergétique est remarquée. Le champ magnétique et l'enrichissement en oxygène modifient l'amplitude et la fréquence des instabilités évoquées. Un avantage majeur de ces moyens de contrôle pourrait être une stabilisation de la flamme décrochée a la sortie du brûleur. / Studying and understanding the behavior of diffusion flames becomes of great importance becauseof their presence in different industrial applications. In this study, the laminar diffusion flame isissued from a circular jet of methane and a coaxial jet of air. Two ways are proposed to influencethis flame: the application of a non-homogeneous magnetic field and enrichment of air with oxygen.The effect of these two factors is studied on the flame characteristics (lift-off height and flamelength), its behavior, stability and the instabilities of the upstream flow, the flame base and theflame top (flickering). The effect of the magnetic field depends on the sign of its gradient, and it'sdue to the generation of a magnetic force and the influence on the convection motion. Enrichmentof air with oxygen is having a stabilizing effect on the flame. Magnetic field and oxygen enrichmentcan modify the amplitude and the frequency of different kind of instabilities. The major advantageconsists in the stabilization of the flame on the burner rim.

O presente trabalho pretende estudar a disposição a pagar do consumidor brasileiro por produtos com maior eficiência energética. Entender o quanto o consumidor está disposto a pagar por um ganho de eficiência pode contribuir na elaboração de políticas públicas para o setor elétrico, e na criação de incentivos à indústria para produção e investimentos neste tipo de tecnologia. O trabalho utiliza-se de uma pesquisa de campo sobre posse de equipamentos e hábitos de uso, realizada pela Eletrobrás/Procel em 2005. A metodologia empregada segue a linha de trabalhos já realizados em outros países, a exemplo dos estudos realizados por Dubin e McFadden (1984) e Sammer e Wüstenhagen (2006). Os resultados encontrados apontam para uma subestimação dos consumidores quanto à avaliação da economia proporcionada por produtos mais eficientes. Sendo assim, abre-se espaço para campanhas de conscientização e valorização dessas tecnologias ou incentivos monetários para consumo dos mesmos. / The focus of this research is to investigate the Brazilian consumer\'s willingness to pay for products with more energy efficiency. Measuring how much the consumer is willing to pay could provide us with good insights that may help in discussing politics regarding the electric sector, plus it may guide politics in taking actions and decisions on incentives in order to promote this kind of more efficient technological products. This investigation is based on a field research regarding the possess of appliances and their uses, consisting of 4310 household questionnaires. The methodology applied follows previous work on this field and similar studies made for other countries. Examples are Dubin e McFadden (1984) for space and water heating in the USA and Sammer e Wüstenhagen (2006) for washing machines in the Switzerland. The results make clear an underestimation of the monetary economy due to the use of more efficient products. Therefore, there\'s an opportunity for the government to motivate and promote this kind of technology, either through advertising for and awareness of the general population, or through subsides to the industry to produce more efficient products or monetary incentives for the their purchases.

Esta pesquisa faz uma avaliação de indicadores ambientais relacionados à geração de créditos de carbono contidos nos relatórios de sustentabilidade de 59 empresas brasileiras listadas no ISE (Índice de Sustentabilidade Empresarial) e no ICO2 (Índice de Carbono Eficiente), entre maio e setembro de 2011. O objetivo central deste trabalho é identificar e avaliar informações contidas nos relatórios de sustentabilidade pertinentes à potencialidade de realização de projetos de créditos de carbono por meio de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) e avaliar a percepção de especialistas sobre o mercado. A metodologia pode ser classificada como pesquisa aplicada; quanto aos objetivos, é exploratória e descritiva; em relação aos procedimentos técnicos, trata-se de uma pesquisa bibliográfica e documental. Abordou-se o problema sob o aspecto qualitativo por meio de análise de conteúdo. Foi realizada, por meio de entrevista, uma pesquisa qualitativa nas empresas certificadoras de projetos de créditos de carbono, a qual demonstrou outros benefícios proporcionados pelos investimentos socioambientais, como economia de custos, marketing empresarial, certificações, dentre outros. Estima-se que os projetos analisados tenham capacidade de obter receitas de 201,7 milhões de Euros (aproximadamente 450 milhões de reais na época) com a comercialização de créditos de carbono. Apesar deste mercado potencial, aparentemente, as empresas não estão se dedicando ao desenvolvimento de projetos de crédito carbono, muitas vezes limitando suas ações à eficiência energética, reestruturação de habitats degradados e redução de emissão de CO2. Fatos que se associam à produtividade da empresa, enquanto a geração de crédito carbono representa um ganho indireto e de longo prazo. / This research is an assessment of environmental indicators associated with the generation of credit carbon contained in the sustainability reports of 59 Brazilian companies listed on the ISE (Corporate Sustainability Index) and ICO2 Index (Carbon Capture), classified in the period from May to September 2011. The main objective of the study is to identify in sustainability reports published relevant information for assessing the potential for projects of carbon credits through the Clean Development Mechanism (CDM). The research methodology in relation to type it is an applied research, the aims are exploratory and descriptive. As technical procedures, we used literature and documentary. In addressing the issue joined to the qualitative method for analyzing the content, and the quantitative method, by using descriptive statistics. The information contained in the indicators of environmental performance reports. A qualitative research was conducted in companies that certify carbon credit projects, which showed other interests and other opportunities for environmental investments. It is estimated that the projects analyzed have earning capacity of 201.7 million euros (about 450 million dollars at the time) from the sale of carbon credits. The projects analyzed demonstrated the ability to foster a carbon market with revenues from the sale of carbon credits of around R$ 450 million. Despite this potential market, apparently companies are not engaged in the development of carbon credit projects, limiting their actions to energy efficiency, restructuring of degraded habitats and reduction of CO2 emissions. Fact that we associate with an immediate connection with the company\'s productivity, while generating carbon credit represents an indirect gain and long term.

Este trabalho visa comparar experimentalmente a técnica de resfriamento evaporativo e o condicionamento de ar convencional em relação ao índice de umidificação, à redução da temperatura interna do ar e ao consumo energético. O experimento foi realizado em três células de teste submetidas às mesmas condições climáticas, semelhantes em relação às suas características construtivas e ao volume de ar interno. Cada equipamento foi instalado em uma célula, sendo que a célula restante não contou com qualquer sistema de resfriamento, cumprindo, assim, o papel de padrão de referência do comportamento higrotérmico. A técnica de resfriamento evaporativo consiste em um dispositivo eletromecânico de ventilação forçada que insufla o ar para dentro do ambiente, fazendo-o passar por um filtro de celulose umedecido com água corrente. A ventilação forçada espalha gotículas de água no ambiente interno e o contato da água com o ar quente e seco acelera a sua evaporação. Dessa forma, o ar cede calor sensível e as gotículas de água evaporam. Como conseqüência, a temperatura diminui e a umidade do ar aumenta no interior do ambiente. O condicionador de ar convencional, constituído por evaporador, compressor e condensador, refrigera o ar por meio da compressão e da expansão do gás freon. Os dados do interior de cada célula foram automaticamente coletados por meio do Datalogger Campbell Scientific Inc CR10X. As temperaturas de bulbo seco e úmido foram regitradas com sensores termopares tipo T (Cobre-Constantan). A técnica de resfriamento evaporativo atingiu índices adequados de conforto ambiental em períodos de climas quente e seco, demonstrando, assim, ser eficaz em promover a diminuição da temperatura e a umidificação de ambientes internos. Este trabalho sugere, portanto, que a técnica de resfriamento evaporativo pode ser uma alternativa para melhorar as condições térmicas dos espaços de permanência humana com consumo de energia inferior ao do condicionador de ar convencional. / This experimental research aims to compare the evaporative cooling with the conventional air conditioning in terms of levels of humidity, reduction in indoor air temperature, and energy consume. The experiment was conducted in three purpose-built test cells, similar in structure, which were exposed to the same climatic conditions and showed the same indoor air volume rates. Each equipment was installed in one of the test cells, and the remaining cell had no cooling appliances, thus being used as reference standard. The evaporative cooling technique consists of an electrical-mechanical system of forced ventilation which introduces outdoor air into the indoor environment, across a humidifier pad made of cellulose. The forced ventilation spread small drops of water into the indoor environment and the water’s contact with the dry-warm air accelerates the evaporation process. Thus, the air loses sensible heat and the water evaporates. As a result, the air temperature decreases, and the relative humidity increases inside the environment. The conventional air conditioning system, comprises of an evaporator, a compressor and a condenser, cools the air by compressing and expanding Freon gas. The data from each cell was automatically collected by using a Datalogger CR10X. Both dry and wet bulb temperature was measured by using thermocouples type T (Copper-Constantan). The evaporative cooling technique was shown to provide higher levels of human comfort during warm-dry climate, thereby demonstrating that it can be effective in humidifying and constantly replenishing indoor air. This work therefore suggests that the evaporative cooling can be an alternative for improving the conditions of purpose-built environments with lower levels of energy consume when compared with the conventional air-conditioning systems.

Orientador: Andre Felipe Simões / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:03:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galbieri_Rodrigo_M.pdf: 3308453 bytes, checksum: dd1bd5b8a88bb0667b4287d45ba0959b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O presente Estudo possui como objetivo principal realizar uma análise quantitativa dos impactos sobre o consumo de combustíveis e das emissões de CO2 de medidas de eficiência energética e aumento no uso de biocombustíveis para o setor de transportes rodoviário brasileiro de passageiros (veículos leves, motocicletas e ônibus) - de forma isolada e conjunta - entre os anos 2010 a 2030. Concomitantemente, visa oferecer uma "cesta" de opções para os tomadores de decisões (esferas políticas) para o setor de transportes brasileiro de passageiros nas áreas de eficiência energética, combustíveis alternativos e medidas de gestão da demanda. A citada "cesta" de opções envolve aspectos qualitativos e quantitativos dessas medidas de mitigação. Para se atingir o objetivo proposto realizou-se uma análise do potencial técnico-econômico de tecnologias relacionadas à mitigação do consumo de combustíveis e das emissões de CO2, no horizonte de tempo 2010 a 2030. Já a metodologia utilizada na análise quantitativa estima a frota de veículos circulantes no Brasil, o consumo de combustíveis e as emissões de CO2 do setor de transportes rodoviário de passageiros adotando uma abordagem bottom-up. Adotou-se, como premissa, que o ano de início da implementação das medidas mitigatórios para os Cenários Alternativos seria 2015. Foi criado um Cenário Tendencial (denominado BAU - Business-as-Usual) e mais 3 grupos de cenários alternativos - modelados com diferentes padrões de aumento de eficiência energética e/ou uso de biocombustíveis (etanol anidro, etanol hidratado e biodiesel), incluindo a conversão da frota de ônibus a óleo Diesel para etanol aditivado. De acordo com os resultados apresentados pelas projeções desse Estudo, mantidas as tendências atuais até o ano de 2030, o crescimento projetado das emissões de CO2 no Cenário BAU, entre os anos de 2010 e 2030, foi de expressivos 120%. Contudo, os resultados das simulações, revelam possibilidades de mitigações das emissões de CO2 entre 5% a 48% para o caso dos cenários propostos, em relação ao Cenário BAU. Os resultados do presente Trabalho permitem intuir que as atuais políticas para promoção do uso de biocombustíveis de primeira geração no Brasil, combinadas com programas de eficiência energética veicular, incluindo hibridização, formam uma estratégia robusta de mitigação. Tais estratégias se mostram factíveis às questões envolvendo a problemática e tênue relação entre ("produção" e uso de) energia e meio ambiente, principalmente no que se refere ao uso do solo (desmatamentos e produção de alimentos). Apesar de não ter sido quantificado, em virtude das limitações do modelo escolhido, medidas de gerenciamento da demanda por transporte devem fazer parte das políticas públicas na área de transporte, pois o potencial de mitigação dessas medidas, conforme os exemplos analisados são substanciais / Abstract: The present thesis has, as the mains goal, to provide a quantitative analysis of the impacts on fuel consumption and CO2 emissions of energy efficiency measures and increased use of biofuels for the Brazilian road transport passenger sector (light vehicles, motorcycles and buses) - separately and together - between the years 2010 and 2030. Concomitantly, it aims to provide a "basket" of options to policymakers in the areas of energy efficiency, alternative fuels and demand management measures. The aforementioned "basket" of options involves qualitative and quantitative aspects of these mitigation measures. To achieve the proposed objectives, it was performed an analysis of the technical and economic potential for the mitigation technologies related to fuel consumption and CO2 emissions, considering the timeline from 2010 to 2030. It's opportune to mention that the methodology used in the quantitative analysis estimates the fleet of vehicles circulating in Brazil, fuel consumption and CO2 emissions from the transportation sector by road by adopting a bottom-up approach, as recommended by the Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC The results of this work indicate that current policies for promoting the use of first generation biofuels in Brazil, combined with vehicular energy efficiency programs, including hybridization, form a robust mitigation strategy. Such strategies appeared feasible to issues involving the problematic and tenuous relationship between ("production" and use of) energy and the environment, particularly with regard to land use (deforestation and food production, mainly). Despite not being quantified, due to limitations of the choose model, demand management measures should be part of public policies in the area of transportation. After all, the potential for mitigation measures, such as the analyzed examples, are substantial. In fact, the results of the simulations reveal possibilities of CO2 emission mitigation among 5% to 48% for the case of the proposed sceneries, in relation to the business as usual scenario / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Paulo Sergio Scarazzato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:21:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_GustavoDuarte_M.pdf: 5576485 bytes, checksum: 9dec07c5babe82849171924bb8f746c9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A constante procura por eficiência em projetos de iluminação nas edificações tem envolvido os profissionais da construção civil, engenharias e arquitetura em buscar por informações confiáveis que melhor adéquem às inúmeras fontes de iluminação artificial disponíveis. Este estudo, de maneira cronológica, ilustra a evolução da iluminação nas edificações, considerando seus avanços em diferentes períodos da história. Também apresenta dados analíticos sobre a luz e como a fisiologia do olho humano percebe tais fatores. Devido a sua eficiência luminosa, as lâmpadas fluorescentes têm sido constantemente utilizadas em ambientes que necessitam de grande quantidade de fluxo luminoso e baixo consumo de energia elétrica. Desta forma, este estudo explica o princípio de funcionamento das lâmpadas de descarga de baixa pressão, tanto as fluorescentes tubulares quanto as lâmpadas de catodo frio. Embora pertencentes ao mesmo grupo de lâmpadas, há diferenças entre suas características técnicas - o que, por ventura, pode indicar maior ou menor eficiência em sua aplicação. Tais diferenças são fundamentais para que se possa descrevê-las e compará-las quanto a viabilidade econômica de sua aplicação. Assim, o objetivo deste estudo é apresentar o comparativo de dois tipos de lâmpadas de descarga de baixa pressão - as lâmpadas fluorescentes tubulares e as lâmpadas de catodo frio - quanto a sua eficiência e os benefícios da eventual substituição (retrofit), sem que seja prejudicada a qualidade da iluminação para a realização das tarefas pelos usuários das edificações. Com base nos comparativos técnico (das características peculiares destas lâmpadas) e financeiro (investimento, custos de operação e de manutenção dos sistemas de iluminação), foi possível calcular os índices econômicos como Payback, VPL (Valor Presente Líquido) e TIR (Taxa Interna de Retorno), e dessa forma, oferecer argumentos para tomada de decisão do investidor. E, devido ao seu maior tempo de vida útil e baixo consumo de energia elétrica, como resultado, verifica-se a viabilidade econômica para o catodo frio, com emissão do fluxo luminoso equivalente, indicando o retorno sobre o investimento inicial em 3,5 anos, com taxas de retorno de 34,30%, se considerado o período de vida útil da lâmpada / Abstract: The constant search for efficiency in lighting projects on buildings has involved professionals in the construction, engineering and architecture to look for reliable information that best suit the numerous artificial light sources available. This study, chronologically, illustrates the evolution of lighting in buildings, considering its advances in different periods of history. It also presents analytical data on the light and how the physiology of the human eye perceives these factors. Because of its luminous efficiency, fluorescent lamps have been constantly used in environments that require large amount of luminous flux and low power consumption. Thus, this study explains the operation's principle of low pressure discharge lamps, both as tubular fluorescent lamps and cold cathode. Although belonging to the same lamps' group, there are differences between its technical characteristics - which, perchance, may indicate a greater or lesser efficiency in your application. Such differences are fundamental so that you can describe and compare them as economic feasibility of its application. The objective of this study is to present a comparison of two types of low pressure discharge lamps - fluorescent lamps and cold cathode lamps - as its efficiency and benefits of possible replacement (retrofit), without hampering lighting quality for the building users' tasks. Based on technical (the peculiar characteristics of these lamps) and financial comparative (investment, operating costs and lighting systems maintenance), it was possible to calculate economic index as Payback, NPV (Net Present Value) and IRR (Internal Rate of Return), and thus, provide arguments for investor's decision making. And, due to their longer life span and low power consumption, as a result, there is economic feasibility for the cold cathode, with equivalent lumen emission, indicating the return on the initial investment in 3.5 years with rates of return of 34.30%, considered the lamp life span / Mestrado / Arquitetura, Tecnologia e Cidade / Mestre em Arquitetura, Tecnologia e Cidade

Orientador: José Vicente Hallak D'Angelo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T08:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_LucasdoNascimento_M.pdf: 3266685 bytes, checksum: bcb117406f32b82280c5345bd6aed670 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: No presente trabalho foi analisado um sistema de trigeração, produção simultânea de trabalho, calor e frio partindo de uma única fonte de energia, visando uma maior eficiência energética do sistema, por meio de um estudo mostrando a influência de algumas variáveis operacionais do processo na distribuição das utilidades geradas e na eficiência global do sistema. São analisadas as influências da razão de compressão do compressor, da eficiência da turbina, quantidade de ar em excesso no sistema e capacidade de processamento de água para produção de vapor, sobre as eficiências do sistema (eficiência do ciclo de potência, eficiência global do sistema e coeficiente de desempenho do ciclo de refrigeração por absorção), vazão de vapor produzido na caldeira e temperatura de descarga dos gases na atmosfera. De acordo com a análise de sensibilidade, a maior e a menor eficiência global da trigeração foram obtidas com 0% de ar em excesso e turbina com 70% de eficiência, sendo os valores encontrados iguais a 85% e 66%, respectivamente. O ciclo de refrigeração por absorção apresentou um aumento do coeficiente de desempenho igual a 26,7%. Os resultados obtidos mostram que as maiores perdas energéticas no processo decorrem de um menor aproveitamento do trabalho útil produzido na turbina, as quais podem ser compensadas com o aumento da produção de vapor pela caldeira. Com o trabalho proposto é possível entender melhor as relações de dependência entre os equipamentos do sistema e a capacidade de produção das utilidades. Tal entendimento é fundamental para que se possam estabelecer condições ótimas de operação do sistema, direcionar melhor os parâmetros utilizados para atender às necessidades do processo e com isso ser evitado o desperdício de capital (economizando combustível e aumentando a eficiência energética do processo) e reduzindo também o impacto ao meio ambiente / Abstract: In this work a trigeneration system, simultaneous production of power, heat and cooling using only one energy source, was analyzed, aiming at a better energetic efficiency of the system, showing the influence of some operating variables of the process on the utilities generated and the efficiency of the overall system. In this study the influence of the compression ratio of the compressor, turbine efficiency, amount of excess air in the system and capacity of steam generation on the efficiencies of the system (power cycle efficiency, overall system efficiency and coefficient of performance of absorption cycle), steam flow and temperature of the last exhaust stream are analyzed. According to sensibility analysis, the highest and lowest overall efficiency of the trigeneration were obtained with 50% of excess air and 70% turbine adiabatic efficiency, and the values found were equal to 81% and 70%, respectively. The absorption refrigeration cycle has showed an increase in the coefficient of performance equal to 26.7%. The results obtained has shown that the greatest energy losses in the process are due to a lower production of useful work produced in the turbine. These losses may be compensated by an increase in the vapor production rate in the boiler. With this work a better understanding of the dependence relationship between the equipment of the trigeneration system and the production capacity of utilities was achieved. This understanding is fundamental because it can provide optimum operation conditions of the system, better operational parameters used to reach the needs of the process and thereby avoid the waste of capital (saving fuel and increasing the energy efficiency of the process), also reducing the impact on the environment / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Cette thèse, intitulée « Emulsification en systèmes microstructurés », s’inscrit au sein de la tâche « Emulsification contrôlée » du projet européen IMPULSE. Deux micromélangeurs en acier inoxydable, un V-type et un Caterpillar, ont été testés en utilisant un pilote d’émulsification continue. Ces dispositifs conçus en acier inoxydable et fonctionnant comme des boîtes noires, des micromélangeurs transparents ont ensuite été utilisés afin de comprendre leurs mécanismes d’émulsification. Les paramètres-clés intervenant dans la formation de gouttes à un orifice à l’échelle macroscopique ont dans un premier temps été identifiés. A l’échelle microscopique, la formation des gouttelettes dans le micromélangeur V-type est issue de la mise en contact des jets des phases aqueuse et organique formés à la sortie de ce dispositif et d’un phénomène élongationnel avec des instabilités interfaciales. Dans le cas du Caterpillar, la taille des gouttelettes dépend de la géométrie interne des éléments en série de ce micromélangeur. La formation des gouttelettes est issue d’un phénomène de cisaillement au niveau de la jonction en Y. La réduction de la taille de ces gouttelettes est ensuite due à leur passage dans les éléments de mélange. L’utilisation de micromélangeurs transparents a, quant à elle, permis de caractériser davantage ces deux micromélangeurs par micro-PIV et caméra rapide. Enfin, une dépendance du diamètre des gouttelettes par rapport à l’énergie dissipée est constatée pour le Caterpillar mais par pour le V-type. L’énergie dissipée dans ces deux micromélangeurs semble être moindre et les émulsions formées de meilleure qualité par rapport aux procédés classiques d’émulsification / This thesis, entitled “Emulsification in micromixers” was carried out within the framework of the Task “Controlled Emulsification” of the European IMPULSE project. Two micromixers in stainless steel, the V-type and the Caterpillar, were tested in an experimental setup. These microdevices working as black boxes, transparent micromixers were used after to gain insight into the fundamental mechanisms for emulsification. Firstly, the key parameters enabling the drop formation at macroscopic scale were identified. At microscopic scale, the droplet formation in the V-type micromixer results from the contact of aqueous and organic phases jets at the outlet of the microdevice and from elongational phenomena with interfacial instabilities. In the case of the Caterpillar, the droplets size depends on the internal geometry of the microdevice. The droplet formation can be mainly attributed to the shearing phenomena at the Y-junction. The decrease of the droplets’ size is then due to their passage through the mixing elements in series in the outlet channel. Moreover, the use of transparent micromixers allows to characterize these two micromixers by the micro-PIV and high speed camera. A straightforward relationship between the energy dissipation and the size of droplets was established for the Caterpillar, but not for the V-type. Moreover, the energy dissipation within these two micromixers is lower and the emulsions obtained having a more satisfactory quality than in the case of the classical emulsification processes

Orientador: Paulo de Barros Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T09:16:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kawano_BrunoRogora_M.pdf: 3277644 bytes, checksum: 51319676ccd95ce516c2a06783c9640d (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A Indústria de Laticínios no Brasil tem buscado cada vez mais a utilização de novos métodos que possibilitem o aumento da eficiência, tanto da área técnica, quanto da área econômica, sendo que esta última acaba sendo, muitas vezes, consequência da obtenção da primeira. Este esforço no setor foi realizado no Brasil principalmente depois da maior abertura do país às empresas multinacionais ocorrida nos anos de 1990, o que fez aumentar a competitividade empresarial entre elas, sendo este fator determinante para que as indústrias de laticínios sobrevivessem a este novo cenário que se instalou. Este trabalho visa à avaliação do potencial de ganhos em eficiência energética na indústria de laticínios, que pertence ao setor de Alimentos e Bebidas. Para tal, analisou-se a aplicação de ferramentas da engenharia econômica e da otimização sendo que foi desenvolvido três Estudos de Caso. No primeiro estudo de caso, analisou-se uma análise de viabilidade técnico-econômica da substituição de motores elétricos de um laticínio, tudo isto a partir de dados reais coletados de uma grande indústria de laticínios. No segundo estudo de caso, estudou-se a otimização por meio da maximização da Margem de Contribuição (MC) de uma amostra de 6 produtos, cuja coleta de dados foi obtida de um laticínio de médio porte. No terceiro estudo de caso, utilizou-se o mesmo modelo do laticínio do segundo estudo caso, com a diferença que se analisou a maximização da margem de contribuição dos produtos em que se utilizou, na sua linha de produção, o aproveitamento de calor residual da caldeira para aquecimento de água a fim de ser utilizada nos diversos processos produtivos do laticínio. Os três casos analisados obtiveram resultados satisfatórios tanto no quesito da avaliação energética quanto na avaliação econômica / Abstract: The Dairy Industry in Brazil has sought increasingly using new methods that enable increased efficiency, both from the technical area, as the economic area, the latter of which ends up being often a result of winning the first. This effort was undertaken in the sector in Brazil especially after the opening of the country to the largest multinational corporations occurred in the 1990s, which increased business competitiveness between them, which is a determinant factor for the dairy industry to survive in this new scenario that settled. This study aims to evaluate the potential gains in energy efficiency in the dairy industry, which belongs to the Food and Beverage Industry. To this end, it was analyzed the application of tools of economic engineering and optimization that was being developed three case studies. In the first case study, it was analyzed an analysis of technical and economic feasibility of replacing electric motors of a dairy, all from real data collected from a large dairy industry. In the second case study, it was studied the optimization by maximizing the contribution margin (CM) of a sample of 6 dairy products, which data collection was obtained from a dairy midrange. In the third case study, it was used the same model for the plant in the second case study, with the difference that is considered to maximize the contribution margin of the products that we used in its production line, the use of waste heat boiler for heating water to be used in the various processes of the dairy. The three cases analyzed satisfactory results both in the question of how much energy assessment in the economic evaluation / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos