Darbo tikslas – įvertinti biodujų gamybos energetinį efektyvumą keičiant proceso temperatūrą. Šio darbo tyrimo objektas yra biodujų gamybos technologinis procesas. Darbe įvertinti svarbiausi anaerobinio proceso veiksniai ir jų įtaka gamybos procesui. Remiantis matematiniu modeliu, sukurta biodujų jėgainės energinio efektyvumo įvertinimo metodika. Teoriniuose tyrimuose nustatytos etanolio gamybos šalutinių produktų (žlaugtų) ir daugiamečių žolių siloso (paprastųjų šunažolių) mišinio perdirbimo į biodujas energijos sąnaudos prie šešių skirtingų temperatūrų. Eksperimentinių tyrimų metu nustatyta biodujų energinė vertė reaktoriui dirbant skirtingomis sąlygomis. Proceso temperatūrų režimai termofilinėje terpėje buvo nagrinėjami nuo 52 °C iki 57 °C, išlaikant kitus parametrus pastovius (sausųjų medžiagų koncentracija, organinės apkrovos ir įkrovos pH). Didžiausia biodujų išeiga iš etanolio gamybos šalutinių produktų (žlaugtų) ir daugiamečių žolių siloso (paprastųjų šunažolių) mišinio buvo gauta reaktoriuje palaikant 52 oC, su vidutine biodujų išeiga 674,4 l kg-1•SOM-1, su energetinė verte 14,19 MJ kg-1•SOM-1. Mažiausia biodujų išeiga ir energetinė vertė buvo gauta reaktoriuje palaikant 57 oC ir atitinkamai 512,3 l kg-1•SOM-1 ir 10,18 MJ kg-1•SOM-1. Bendrosios energijos sąnaudos priklausomai nuo temperatūros svyravo nuo 1562,6 MJ∙t-1 iki 1665,3 MJ∙t-1. Energetinis efektyvumas kito nuo 3,2 iki 4,9. / The energy balance of biogas production from industrial wastes and energy plants has been investigated during this research. Conversion efficiency of digestion of industrial wastes and energy plants to biogas by using different temperatures in range from 52 to 57 oC has been evaluated. Ratio, composition and pre-treatment technologies of mixtures of industrial by-products and energy plants were analyzed. The influence of temperature on the performance of anaerobic digestion of industrial wastes and energy plants has been investigated. The variation of temperatures ranges from 52 oC to 57 oC while keeping other parameters constant such as total solid concentration, organic load and pH. The highest biogas yield from industrial wastes and energy plants was found at 52 oC with average yield of 674,4 l kg-1•VS-1 and energy value of 14,19 MJ kg-1•VS-1. By rising temperature to 57oC there was a rapid initial drop in biogas yield rate averaging yield 512,32 l kg-1•VS-1 and energy value of 10,18 MJ kg-1•VS-1.In addition, the temperature fluctuations resulted variations of biogas production significantly. Total energy input ranged from 1563 MJ∙t-1 at 52 oC to 1666 MJ∙t-1 at 57 oC. Energy conversion ratio varied from 3,2 to 4,9.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T12:28:16Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T12:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O objetivo deste trabalho foi investigar os ganhos ambientais e energéticos com o aproveitamento da biomassa residual de gado leiteiro no município de Lagoa da Prata-MG. Para este estudo realizaram-se trabalhos de campo, tanto para caracterizar a pecuária leiteira no município, como para conhecer os aspectos ambientais da localidade. Para se conseguirem dados de relevância energética e ambiental, visitaram-se nove fazendas da região onde os responsáveis responderam a um questionário. Recolheram-se amostras de resíduos do gado confinado em cada uma delas. Os resultados da pesquisa mostraram uma média de 3 toneladas de geração diária de biomassa residual por propriedade. Constatou-se um consumo médio de energia elétrica de 2.500 kW/h, pela utilização de uma série de equipamentos energointensivos. Encontrou-se um consumo médio de água de 27 m³/dia. Realizaram-se análises químicas por Espectrometria de Fluorescência com Raio X nas amostras de resíduos e observaram-se concentrações médias relativamente altas para os elementos P, Fe, S, Ti, Mn, Zn e Na, passíveis de comprometer o meio ambiente local e regional. Para diagnosticar os ganhos energéticos foi simulada a produção de biogás através de protótipos de biodigestores com as amostras de dejetos obtidas nas fazendas. Os resultados analíticos do biogás através de cromatografia gasosa demonstraram concentrações aproximadas de 70% de CH4 , logo concluiu-se que o biogás obtido possui alto valor energético. Portanto, a utilização dos dejetos do gado leiteiro na produção de biogás, além de resolver o problema dos resíduos, efluentes e diversas outras poluições ambientais, eventualmente geradas pela atividade na região, poderá trazer auto-suficiência energética às propriedades locais. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T12:28:16Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T12:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O dissilicato de ítrio (Y2Si2O7) por apresentar propriedades luminescentes consideráveis, é um potencial substituto dos óxidos de terras raras na tecnologia de queimadores de gás para iluminação. Em processos de conformação a partir de suspensões, o controle da estabilidade das partículas em meio líquido consiste em uma importante etapa para a produção de componentes com microestrutura homogênea e estabilidade estrutural. Neste sentido, este trabalho apresenta estudos sobre o comportamento de superfície, de estabilidade e reológico de suspensões aquosas de Y2Si2O7 e β-Y1,95Dy0,05Si2O7 com o objetivo de preparar suspensões compatíveis para o processo de conformação por réplica, usando-se fibras vegetais como matriz para a confecção de componentes reticulados para queimadores de gás. Neste estudo foram avaliados parâmetros determinantes na estabilidade e comportamento de fluxo das suspensões, como também a luminescência estimulada pela temperatura desses materiais na forma de pó e a eficiência radiante do protótipo de queimador de gás. Os resultados obtidos para o β-Y1,95Dy0,05Si2O7 comparados com a ítria (Y2O3) e concentrado de terras raras contento ítria (YTR) mostram-se promissores. Desenvolveu-se por processamento coloidal do β-Y1,95Dy0,05Si2O7 e utilizando-se o processo de conformação por réplica a partir da esponja vegetal Lufa Cylindrica, um protótipo de lâmpada de queimador de gás com boa resistência mecânica ao manejo, emissividade espectral no visível (λ=580nm) e eficiência radiante de 13%, com grande potencial para iluminação de ambientes internos de acordo com as recomendações da Comissão Internacional de Iluminação (CIE). / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A busca pelo uso de energia renovável, bem como a mitigação dos impactos antropogênicos, desempenha importante papel no desenvolvimento da sociedade contemporânea. O uso de energia de origem renovável é uma possível solução para os problemas relacionados aos impactos ambientais, em especial, às alterações climáticas. Uma importante fonte de energia renovável é a biomassa oriunda de resíduos orgânicos que, após a digestão anaeróbia, resulta em um gás rico em metano, conhecido como biogás. Sob o ponto de vista de qualidade ambiental, o aproveitamento energético dos resíduos produzidos a partir do tratamento das águas residuárias domésticas pode minimizar os impactos ambientais à medida que permite a diminuição da carga orgânica descartada na água e no solo. Adicionalmente, também é possível mitigar os efeitos negativos de emissões de metano na atmosfera quando o biogás é utilizado na produção de energia por meio das células a combustível (CaC) do tipo óxido sólido (SOFC). Neste sentido, o presente trabalho objetivou avaliar o ciclo de vida da ETE, da unidade geradora de biogás, sua purificação e uso em CaCs, identificando o potencial de mitigação dos gases do efeito estufa e de aproveitamento energético do biogás. Dentre os principais resultados obtidos, a etapa construtiva, é a principal contribuinte da demanda acumulada de energia, participando com 55% da CED, enquanto a etapa de tratamento do esgoto, fase líquida, destaca-se na produção de emissões atmosféricas, cerca de 23.500 Kg CO2 eq por dia. O potencial de emissões dos gases de efeito estufa podem ser evitados, durante todo o ciclo, em cerca de 3.000 kg CO2 eq por dia. A energia total que pode ser aproveitada com o biogás gerado na ETE e usado em CaC, do tipo SOFC, é de cerca de 14.000 kWh/dia, o que pode suprir em 100% a demanda de eletricidade da fase de tratamento. Os resultados apresentados lançam um desafio e geram oportunidades para pesquisadores e planejadores de sistemas energéticos desenvolverem estratégias ambientalmente saudáveis para a utilização dos recursos renováveis. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP