Orientadores: Carlos Alberto Luengo, Felix Eliecer Fonseca Felfli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T03:34:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Filippetto_Daniele_M.pdf: 2143026 bytes, checksum: 1e445cc88f2aace4fb7952fdfced1f19 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho desenvolveu-se um estudo técnico-econômico sobre a briquetagem de resíduos vegetais focado na tecnologia da briquetadeira do tipo parafuso sem-fim, ainda inédita no Brasil. A vantagem dessa tecnologia é a produção de briquetes mais compactos, que além de servir para combustão direta, também são adequados para torrefação, carbonização e gaseificação. Investigou-se preliminarmente o mercado de briquetes no Brasil, através de um levantamento das empresas produtoras, que proporcionou dados sobre tecnologias empregadas, quantidades produzidas e preços de venda. Esse levantamento sugeriu a existência de um potencial de mercado para introdução de prensas de parafuso sem-fim. Estudou-se o desempenho de um protótipo de briquetadeira de parafuso sem-fim construído pela empresa Bioware Ltda, em parceria com a Universidade Estadual de Campinas. Avaliaram-se dados de produtividade e gasto de energia bem como as propriedades físico-químicas dos briquetes produzidos. Constatou-se o bom desempenho técnico do protótipo e a boa qualidade dos briquetes, de acordo com dados encontrados em literatura. Realizou-se um estudo de caso de uma planta de briquetagem que evidenciou a viabilidade econômica dessa tecnologia / Abstract: In this work a technical and economic study about briquetting of vegetable residues focused on screw briquetting technology ¿ still not introduced in Brazil ¿ was developed. The advantage of this technology is the production of more compact briquettes that, as well as for direct burning purpose, are suitable for torrefaction, carbonization and gasification. The Brazilian briquettes market was previously investigated by means of a survey on production factories. This survey provided information about present technologies, briquettes production quantities, and sale price. The investigation suggested the existence of a market potential for introducing screw briquetting machines. The performance of a prototype of screw briquetting machine built by Bioware Ltda in partnership with the State University of Campinas was examined. Data on productivity and energy requirements were investigated and chemical and physical properties of produced briquettes were analyzed. A good technical performance of the machine and a good quality of the briquettes were observed. A case study on a screw briquetting plant was investigated and it proveded economic feasibility / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-09-21T14:09:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1538727 bytes, checksum: 09880b7c5b82bc1acc1ac9c9e33e95d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T14:09:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1538727 bytes, checksum: 09880b7c5b82bc1acc1ac9c9e33e95d3 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A diversificação no portfólio de produtos e a otimização de técnicas e processos vem sendo objetivado por várias indústrias atualmente e cada vez mais se vem buscando matérias primas de fontes renováveis e biodegradáveis. Neste contexto, biorrefinarias de produtos florestais e agrícolas se enquadram como modelos que permitem obter um maior valor agregado aos produtos oriundos da biomassa. Assim, na presente tese objetivou-se, dentro dos conceitos de biorrefinaria, explorar a biomassa lignocelulósica, de origem florestal e agrícola, para melhoria de qualidade e tecnologia de produtos amplamente utilizados, como papéis. Também se buscou a produção de materiais que podem substituir produtos de base petrolífera, como os plásticos, com a produção de biofilmes. Além disso, a produção e caracterização de aerogéis foi realizada e dentro da grande gama de aplicações, foi avaliada seu potencial para tratamento de água com a remoção de metais pesados. As nanoceluloses, celulose microfibrilada (CMF), celulose nanofibrilada (CNF) e celulose nanocristalina (CNC), juntamente com as hemiceluloses ricas em xilanas foram detalhadamente estudadas e empregadas para atingir os objetivos deste estudo, apresentado em forma de capítulos. No primeiro capítulo, hemiceluloses ricas em xilana foram extraídas de sabugo de milho e adicionadas em polpas celulósicas. À medida que se aumentaram a concentração das hemiceluloses, foi observado aumento na resistência à drenagem e também nas propriedades dos papéis diretamente influenciadas pelas ligações interfibras. O volume específico aparente dos papéis foi inversamente proporcional à adição de hemiceluloses. No segundo capítulo, hemiceluloses extraídas da mesma forma do que no capítulo 1 foram usadas para produção de biofilmes, submetidas ou não à processos de acetilação. Nestes biofilmes foram adicionados agentes de reforço como celulose nanofibrilada (CNF), resina poliamina-epiclorohidrina (PAE) e alguns plastificantes. Os resultados obtidos mostraram que é possível produzir filmes a partir das hemiceluloses e que quando estes carboidratos são acetilados resultam em filmes mais resistentes à tração e maior deformação. Outra característica importante foi o aumento da hidrofobicidade dos filmes a partir da acetilação. Todos os filmes apresentaram alta resistência à passagem de ar. No terceiro capítulo, as nanoceluloses (CNF, CMF e CNC) iiiforam adicionadas à polpas não branqueadas de pinus, refinadas em diferentes intensidades. Os resultados mostraram que as propriedades dos papéis relacionadas à ligações interfibras aumentaram com a incorporação das nanoceluloses, sendo que a incorporação das CMF foram as que apresentaram maiores incrementos se comparados com a polpa referência. No capítulo 4, foram caracterizados aerogéis formados a partir de CNF, reforçados com hemiceluloses ricas em lanas. Os resultados mostraram que a relação CNF:lana influencia na forma, resistência, área superficial, capacidade de absorção de água. Por fim, os aerogéis descritos no capítulo 4 foram avaliados quanto à capacidade de remoção de metais pesados de soluções aquosas. Os resultados mostraram que os aerogéis formados apresentam alta capacidade de adsorção de íons metálicos Zn 2+ , Pb 2+ e Cd 2+ . Aspectos como formulação, pH, concentração inicial, tempo de contato influenciaram na capacidade de adsorção dos aerogéis. / Currently, the diversification in product portfolio and optimization of techniques and processes have become a concern formany industries that are seeking raw materials from renewable and biodegradable sources. Biorefineries of forest and agricultural products stand out as templates that allow obtaining greater value for products from lignocellulosic biomass. Thus, within the concepts of biorefinery, this thesis aimed toexplore the lignocellulosic biomass from forest and agriculture to improve quality and technology of widely used products, such as paper. In addition, it sought to produce materials that can replace oil-based products such as plastics, with the production of biofilms. Furthermore, the production and characterization of aerogels was performed, and into the wide range of their applications, their potential was evaluated for water treatment to remove heavy metals. Nanocelluloses, microfibrillated cellulose (MFC), nanofibrilada cellulose (NFC) and cellulose nanocrystal (CNC), along with the xylan- rich in hemicelluloses have been exploited and employed to achieve the objectives of this study, presented in the form of chapters. In the first chapter, xylan -rich hemicelluloses were extracted from corn cobs and added in cellulosic pulps. The increased concentration of hemicellulose led to an increase in drain resistance and in paper properties directly affected by the inter-fiber bonds. The paper bulk was inversely proportional to the addition of hemicelluloses. In the second chapter, hemicelluloses extracted in the same way as in Chapter 1 were used for the production of biofilms. The hemicelluloses were subjected or not to acetylation processes. The biofilms were reinforced with agents as nanofibrillated cellulose (NFC), polyamine- epichlorohydrin resin (PAE) and some plasticizers. The results showed that it is possible to produce films from hemicelluloses and that when these carbohydrates were acetylated, the films showed higher tensile index and greater strain. Another important feature was the hydrophobicity of the films after acetylation. All films showed high air resistance. In the third chapter, the nanocelluloses were added to unbleached pulp from Pinus, refined at different intensities. The results showed that the handsheet properties related to increased inter-fiber bonds increased with the incorporation of nanoceluloses, and the incorporation of the MFC demonstrated greater increases compared to the reference pulp. In Chapter 4, aerogels formed from NFC reinforced with xylan -rich hemicelluloses were characterized. The results showed that NFC:xylan ratio affects the shape, strength, surface area and water absorption capacity of aerogels. Finally, the aerogels described in Chapter 4 were assessed for the ability to remove heavy metals from aqueous solutions. The results showed that the aerogels exhibit high adsorption capacity for metal ions Zn 2+ , Pb 2+ and Cd 2+ . Aspects such as formulation, pH, initial concentration and contact time influenced the adsorption capacity of the aerogels.

Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-05T16:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OlivaresGomez_Edgardo_D.pdf: 8788743 bytes, checksum: a9f46559feb8bf5bffe02d7d952fdf6e (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Considerada uma forma inovadora de pirólise de materiais orgânicos, a pirólise rápida caracteriza-se por apresentar temperaturas moderadas, elevadas taxas de transferência de calor e massa e pequenos tempos de residência. Essas características fazem da tecnologia em leito fluidizado a mais apropriada para o melhor desenvolvimento dos processos físico-químicos que têm lugar durante a pirólise rápida. Por meio desse processo de termoconversão em reator de leito fluidizado, borbulhante ou circulante, pode-se obter um rendimento elevado de bio-óleo, considerado seu principal produto. Em plantas pilotos, são observados rendimentos da ordem de 60% a 65% (em massa, base seca) para o bio-óleo, além de gás e carvão vegetal residuais que são aproveitados como insumo energético para o próprio processo. Com o objetivo de melhorar o conhecimento e gerar subsídios para a interpretação teórica do processo de pirólise rápida realizada em reator de leito fluidizado borbulhante, com biomassa vegetal polidispersa, dedicamos este estudo à caracterização das partículas de finos de carvão vegetal primário oriundas do processo, na sua relação direta com as condições operacionais e fluidodinâmicas do reator. A caracterização dessas partículas também atendeu à necessidade de dispor de dados para a modelagem matemática posterior a sua combustão, e para o estudo e desenvolvimento de sistemas mais eficientes de separação destes finos do fluxo de gases e vapores da pirólise, visando-se aumentar a qualidade do bio-óleo. A pesquisa básica na área foi descrita, principalmente baseada nos princípios teóricos sobre a pirólise de materiais lignocelulósicos e variáveis de processo relacionadas, alguns aspectos sobre a modelagem matemática do processo de pirólise, e o seu desenvolvimento tecnológico. Foi realizado, primeiramente, um estudo experimental e teórico em instalações de bancada e condições ambientais, baseado em sistemas do tipo fluidizado, que avaliou as propriedades e características fluidodinâmicas dos sólidos participantes, a biomassa e o inerte. Analisa-se o efeito da granulometria e propriedades físicas dos materiais sobre a velocidade de mínima fluidização e velocidade terminal das partículas. A planta, onde foram realizados os experimentos de pirólise rápida, foi projetada para operar com capacidade máxima de alimentação de 100 kg/h de biomassa (base úmida), de fina granulometria (diâmetro mais provável máximo entre 1 a 2 mm) e baixa densidade aparente a granel (abaixo de 60-70 kg/m3 à umidade de equilíbrio de aproximadamente 10% base úmida). Nos experimentos uma vazão de alimentação de 70 kg/h (base úmida) constante foi utilizada, valor considerado a partir dos experimentos exploratórios realizados. A velocidade superficial do gás de fluidização (parâmetro operacional) variou entre 0,090 m/s e 0,156 m/s com relação à temperatura média de operação do leito. Na mesma faixa de temperatura média do leito a velocidade superficial de mínima fluidização variava entre 0,008 m/s e 0,010 m/s para o inerte utilizado nos ensaios. Para a coleta dos dados experimentais uma modelagem experimental baseada num planejamento fatorial completo e num planejamento central composto ortogonal-PCCO, foi utilizada. O nível de confiança estatística adotado para a análise dos resultados foi de 95% e, para alguns dos modelos matemáticos empíricos obtidos, um coeficiente de determinação de até 70% foi considerado satisfatório. Dois parâmetros foram essencialmente considerados no planejamento experimental, a altura do leito estático de inerte e a relação vazão mássica de ar atual à vazão mássica de ar estequiométrica, a qual, para as diferentes temperaturas médias do leito, estabelece a velocidade superficial do gás (ar entrando pelo distribuidor). Vários outros parâmetros foram desenvolvidos para avaliar as características dos finos de carvão primário. Os modelos matemáticos empíricos gerados foram discutidos à luz do fenômeno da pirólise em desenvolvimento. Analisa-se a influência das condições de operação do leito fluidizado borbulhante e parâmetros que caracterizam o processo de pirólise, nas propriedades que representam os finos de carvão primário obtidos, por exemplo, seu teor de voláteis e cinzas, teor de carbono e oxigênio elementar, a vazão de finos elutriados do reator, entre outras respostas. Uma análise da distribuição de tamanhos das partículas de finos de carvão é também realizada. O comportamento dinâmico do leito fluidizado borbulhante foi avaliado a partir do estudo dos perfis de pressão, temperatura e concentração de sólidos e porosidade ao longo da altura do reator. Uma análise econômica preliminar do processo de pirólise rápida foi realizada, visando-se obter dados econômicos e financeiros relacionados com a produção de bio-óleo, por ser este produto seu principal resultado. Uma simulação econômica posterior permitiu obter as primeiras conclusões acerca da influência de parâmetros de operação nos principais índices econômicos e financeiros da planta na sua escala natural / Abstract: Fast pyrolysis is an inovative process to convert organic materials under moderate temperature, high mass and heat transfer, and short residence time. Such characteristics make the fluid bed the most appropriate technology to process and better develop all physico-chemical biomass changes. Through the fluid bed (bubbling or circulating) thermoconvertion process it is possible to obtain high yields of bio-oil as the main product. In pilot plants bio-oil typical yields are in the range of 60% to 65% wt (dry basis) and residual gas and char are used as an additional energy source in the process. To improve the knowledge and provide subsidies for the theoretic elucidation of the fine biomass bubbling fluid bed fast pyrolysis, this study characterizes the primary fine char produced in the process and its relation to the reactor operational and fluidinamics conditions. The characterization of the fine char particles is also useful for making data avaiable for modelling, studing and developing higher efficient systems to separate these particles from the pyrolysis gases and vapours aiming to improve the bio-oil quality. The research is based mainly on theoretical principles about lignocellulosic material pyrolysis and its process variables, some aspects of the pyrolysis process modelling and its technological development. Firstly, it was carried out an experimental and theoretical study in a bench-scaled facility and under normal conditions based on the fluid systems. The solids fluid-dynamics properties and characteristics such as biomass and inert filling were evaluated. It were also analyzed the particle size and the materials physical properties effect on the minimal fluid velocity and on the particles final velocity. the plant where the fast pyrolysis experiments were carried out was designed to operate with a maximum feed capacity of 100 kg/h (wet basis), fine particle size (approximately 1 to 2 mm diameter) and low bulk density (lower than 60-70 kg/m3 at a approximate 10% moisture content). It was employed a constant 70 kg/h feed rate (wet basis) which was considered an optimum rate based on the experiments carried out. The fluidization gas superficial velocity varied from 0.090 m/s to 0.156 m/s in relation to the bed operation average temperature. At the same bed average temperature, the minimal superficial fluidization velocity varied from 0.008 m/s to 0.010 m/s for the inert material used in the assay. For the experimental data collection it was used an experimental modelling based on a complete factorial planning and on an ortogonal compound central planning (OCCP). It was achieved a 95% statistical data reliability and, for some empirical mathematics models, a 70% determination coeficient was considered satisfactory. It was considered two parameters for the experience planning: the inert material fixed bed height and the relation between the current air mass flow rate and the stequiometric air mass flow rate. This relation defines the gas superficial velocity for the bed different average temperatures. Other parameters were also considered to evaluate the char fines characteristics. The empirical mathematical models were discussed in the light of the pyrolysis phenomena being developed. It was analysed the influence of the bubbling fluid bed operation conditions and the pyrolyisis process parameters in the char fines properties such as volatile and ash content, carbon and oxygen elemental and the char flow rate, etc. A size distribution analysis for char fines was also carreied out. The dynamic behavior of the bubbling fluid bed was evaluated based upon the pressure, temperature, solid concentration and the bed porosity through the reactor height. A preliminary economic assessment of the fast pyrolysis process was carried out aiming to collect financial data related to the bio-oil production. A later economic simulation allowed to obtain the first conclusions about the operational parameters influence in the main financial rates related to the plant in large scale / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Wesley Jorge Freire / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-07-22T15:15:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RamirezSarmiento_Cecilia_M.pdf: 4171580 bytes, checksum: 1f849ba3625e265b421c89b3fae047dc (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: No presente trabalho pesquisou-se o aproveitamento do bagaço de cana-de-açúcar, resíduo sólido da indústria sucro-alcooleira, para fins de obtenção de um material de construção alternativo. A argamassa de cimento e areia, reforçada com fibras de bagaço de cana-de-açúcar, pode resultar em um bom material de construção, desde que solucionados os problemas de incompatibilidade química entre a fibra e o cimento e definidas as técnicas de sua confecção (desmedulamento, lavagem e "mineralização", entre outras) Fibras de bagaço de cana-de-açúcar, desmeduladas mecanicamente na própria Usina, foram selecionadas e classificadas, por peneiramento, para se separar a fração utilizável. As fibras foram "mineralizadas" , após lavagem, com sais inorgânicos (silicato de sódio a 5 % e sulfato de alumínio em solução saturada) com a finalidade de proteger as fibras contra a agressão do meio alcalino; imobilizar a matéria orgânica e o açúcar residual, evitando sua interferência nas reações de pega do cimento; reduzir a capacidade de absorção de água, diminuindo as variações dimensionais; e proporcionar melhores qualidades ao compósito, tais como, durabilidade, resistência ao fogo e ao ataque de microrganismos. Foram testados diferentes traços e variadas porcentagens de fibras (0, 10, 20 e 30%, em massa), sendo escolhido o traço 1 :2:0,2:0,78 de cimento:areia:fibra:água por ser aquele que apresentou satisfatória resistência à compressão e menor massa específica aparente. Placas e corpos-de-prova foram, então, moldados, misturando-se os componentes na seguinte ordem: cimento, areia, e água, e, após perfeita homogeneização, acrescentadas as fibras, lenta e gradualmente. A mistura foi lançada à fôrma e manualmente compactada, ao mesmo tempo em que era adensada em mesa vibratória, dando-se acabamento final à superfície. A cura foi realizada em câmara úmida e por aspersão. As placas e corpos-de-prova foram ensaiados em laboratório para se determinar suas características físicas, resistência mecânica e vantagens como material de isolamento térmico e acústico, sendo comparados os resultados com as exigências da Norma C 208 - 72, da ASTM. Os resultados experimentais mostraram que, no que se refere à carga transversal mínima, módulo de ruptura e deflexão, os dados obtidos dos ensaios de flexão das placas, moldadas com argamassa de cimento e areia e fibras de bagaço de cana-de-açúcar, satisfizeram as exigências da Norma, quando destinadas à fabricação de chapas de isolamento térmico para fins de cobertura, mas não para a utilização como paredes. Tais chapas apresentaram boas características de isolamento térmico e acústico, ficando a dever apenas no que refere à absorção de água que apresentou um valor excessivo / Abstract: In this research, "Cement mortar reinforced with sugar cane bagasse fibers and its use as building material", the use of solid waste from sugar alcohol industry as a component to alternative material. The addition of cane bagasse to cement mortar can result in a good building material, provided that problems of chemical incompatibility of fiber and cement are solved and previous methods of tratment of fibers are followed. The sugar cane bagasse fibers, whose pith was removed in the sugar mill, were selected by sieving in order to get the eligible fibers fraction. After washing, these fibers went throught a "mineralization" treatment with inorganic salts (sodium silicate at 5% and aluminium sulfate in saturated solution) to protect fibers from alcaline action. The mineralization also allows imobilization of the organic material and remaining saccharose ( thas acts as a delaying agent in cement setting); the reduction in water absorption and dimensional variation; and the increase of composite quality such as durability and resistance to microorganisms and fire. Diferent mortar composition and fibers amout were tested, being selected the ratio 1 :2:0,20:0,78, (cement; sand: fibers: water, respectivaly) as the one that showed satisfactory resistance and lower apparent density. Panels and cylindrical samples were shaped, mixing components in the following order: cement, sand, water and after homogenization, the fibers were incorporated slowly. The mixture was placed in a mould and handly pressed (at the same time it was adensed on a vibrating table). The samples were cured in humid room and under aspersion. Tests were conducted in laboratory to determine panels and samples physical properties, mechanical resistance and their suitability as thermal and acoustic insulation material, assessment was based on requiriments of the ASTM standart C 208-72.Results related to minimun transversal load and modulus of rupture and deflection obtained by panels were satisfactory considering their use as thermal insulation boards for covering aims, but not as building boards. The panels have showed good caracteristcs in thermal and acoustic insulating. On the other hand, their water abroption has not been satisfatory / Mestrado / Construções Rurais / Mestre em Engenharia Agrícola

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-11-07T09:20:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 385555 bytes, checksum: 6d6c845da89ef76d244a2e2bfac6daaa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-07T09:20:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 385555 bytes, checksum: 6d6c845da89ef76d244a2e2bfac6daaa (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / A utilização da biomassa vegetal residual da agroindústria, rica em materiais lignocelulósicos, tem despertado o interesse de muitos setores industriais tais como o de polpa celulósica e sucroenergético, por exemplo. Dentre os vários tipos de resíduos agrícolas disponíveis, se destaca o bagaço da cana de açúcar. A produtividade anual da cana energia está entre 180-250 toneladas de matéria verde total por hectare, dependendo do ambiente de produção. Ainda no que diz respeito a esse tipo de biomassa, as indústrias e institutos de pesquisa tem desenvolvido espécies de cana com maior conteúdo de material fibroso, o que é uma inovação recente desse setor. O objetivo desse trabalho foi caracterizar a cana com elevado conteúdo de fibras quanto a sua densidade, a composição química e ao potencial para a produção de polpa celulósica pelo processo Soda-AQ. Os resultados desse estudo foram comparados com dados da literatura quanto a espécies de cana-de-açúcar convencional e à madeira de eucalipto. Os resultados obtidos permitem concluir que a cana energia possui potencial para produção de polpa celulósica, apresentando os seguintes pontos positivos: (1) baixo conteúdo de lignina comparado a madeira; (2) conteúdo de carboidratos superior comparado a madeira; e (3) rendimento da polpação próximo ao reportado para a madeira de eucalipto. Entretanto, alguns parâmetros da cana energia são negativos ao processo de polpação e necessitam de mais estudos para o seu aprimoramento, tais como a baixa densidade básica e o elevado conteúdo de metais e extrativos. / The use of residual biomass from the agroindustry, rich in lignocellulosic materials, has aroused the interest of many industrial sectors such as pulp and sugarcane sector, for example. Among the various types of agricultural waste available, sugarcane bagasse stands out, the annual productivity of sugarcane is between 180-250 tons of total green matter per hectare, depending on the production environment. Still with respect to this type of biomass, the industries and research institutes have developed cane species with greater content of fibrous material, which is a recent innovation of this sector. The objective of this work was to characterize a sample of cane with high fiber content as to its density, chemical composition and pulping performance by the Soda-AQ process. The results of this study were compared with data from the literature regarding conventional sugarcane and eucalypt wood. The results obtained allow us to conclude that the fibrous cane has a potential for pulp production, presenting the following positive points: (1) low lignin content compared to wood; (2) higher carbohydrate content compared to wood; and (3) pulp yield were close to that reported for eucalyptus wood. However, some parameters of the fibrous cane are negative to the pulping process and require further studies for their improvement, such as low basic density and high contents of metal and extractives.

Orientador: Oscar Antonio Braunbeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-12T03:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sidou_NeyBarrosdeAvelino_M.pdf: 3333411 bytes, checksum: 7ee0df98caa4c049f526e9c40d2c553e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O aumento da capacidade produtiva de energia elétrica por meios renováveis em curto prazo é fundamental para ao desenvolvimento de paises como o Brasil e o uso da fitomassa remanescente da cana-de-açúcar é uma opção viável e abundante em nosso país,entretanto, os métodos de recolhimento do palhiço não estão totalmente estabelecido havendo, então, a necessidade de novas propostas de métodos de recolhimento que atendam as necessidades qualitativas para o uso do palhiço como fonte energética. Uma unidade de testes foi construída para avaliar o comportamento mecânico do palhiço quando submetido ao princípio de adensamento por helicóides cônicos. Com esta unidade teste, foram realizados 16 ensaios combinando duas distâncias entre as helicóides, duas velocidades relativas, dois níveis de pressão de restrição e duas inclinações de taliscas. Os resultados experimentais mostraram relações entre pressão e densidade condizentes com a bibliografia. As pressões aplicadas na direção de carregamento mostraram relação exponencial de variação com as pressões registradas em direção perpendicular à mesma, atingindo valores máximos de 0,3 N.mm.-2. O princípio mecânico de adensamento por helicóides cônico mostrou-se eficaz para o adensamento do palhiço atingindo densidades aparentes entre 188,8 kg.m.-3 e 293,5 kg.m.-3. Os coeficientes de atrito determinados foram elevados, variando entre 3,7 e 1,16, e apresentaram uma tendência de queda com o aumento da pressão a qual o palhiço estava sendo submetido. Os valores experimentais de densidade, pressão normal e coeficientes de atrito gerados por uma talisca com comprimento de 200 mm foram alimentados ao modelo de simulação o qual a simulou valores de densidade para comprimentos de talisca longos o suficiente para atingir a densidade final desejada. Verificou-se que os valores da densidade final próximos de 200 kg.m-3 que puderam ser obtidos com adensadores de altura reduzida, com peso e complexidade construtiva inferiores aos das enfardadoras convencionais. / Abstract: This thesis aimed to show that agricultural producers could widen their role as consumers of agricultural lime - in Brazil, 70% of farmable soil is considered to be acid and require liming - and that such consumption would contribute to its sustainability, providing gains in the economic, social and environmental spheres. In addition, the use of agricultural lime is a practice considered important and should include family sized farms, currently on the margins of this market, considering that at the moment the greatest consumers of this corrective are the large and medium sized producers of soybean, corn, sugarcane, citrus products, coffee and cattle. In order to make such a strategy viable, both the potential supply and potential demand of this material were characterized. In Brazil, the productive park already installed consists of more than 300 companies, operating at an average of 57% of their total capacity, and there are reserves of calcareous rocks distributed throughout the Federation in satisfactory quantity and quality. Whilst the annual market potential for consumption of this material was estimated as 75 million tons, current consumption is only 17 million tons, corresponding to 22% of the real need of the Country's soils. The public and private policies developed up to the present time supporting the use of this material, were then analysed, and finally a group of actions were proposed, aiming at constructing a policy directed at the consumption of agricultural lime, with emphasis on family farms. / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientadores: Caio Glauco Sánchez, Elisabete Maria Saraiva Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T23:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarinMesa_LienadelRosario_M.pdf: 3046850 bytes, checksum: d16d04046b66c91b2aa858a286e8566f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foi feita a caracterização físico-química de três variedades de cana-de-açúcar: a cana tradicional e dois novos tipos de cana para energia, visando avaliar o potencial energético. Ensaios de pirólise foram realizados numa balança termogravimétrica e uma planta de pirólise de capacidade de 20 kg/h de alimentação. Foi realizado um balanço de massa do processo, e foram obtidos modelos matemáticos que caracterizaram o comportamento do processo de pirólise nas diferentes condições. Esses resultados permitiram avaliar tecnicamente o processo de pirólise de cana integral, comparar os rendimentos obtidos em instalações de diferentes escalas e coletar informações para posteriores estudos desta tecnologia. A comparação entre as características físico-químicas dos três tipos de cana apresentou diferenças na umidade e no teor de cinzas para as diferentes partes da cana (colmo, ponteiro e folhas). Os ensaios em balança termogravimétrica mostraram que a taxa de aquecimento tem influência significativa no rendimento dos produtos líquidos, e nos ensaios de pirólise em planta piloto de 20 kg/h de alimentação, não apresentaram diferenças significativas nos rendimentos nem nas características dos produtos. Através do balanço de massa e energia, comparou-se a eficiência energética dos três tipos de cana, quando transformada através do processo de pirólise rápida. Observou-se que a diferença entre as três variedades está na produtividade destas por unidade de área cultivada, sendo a cana para energia Tipo 2, a que apresentou maior quantidade de energia útil por hectare (3110 MJ/hec), seguido da cana Tipo 1 (2400 MJ/hec) e com menor eficiência energética a cana tradicional (Tipo 3), com 1500 MJ/hec / Abstract: This work was carried out physico-chemical characterization of three varieties of cane sugar: cane traditional and new types of sugar for energy, to evaluate the potential energy. Pyrolysis tests were performed in a thermogravimetric balance and a pyrolysis plant capacity of 20 kg / h of power. We conducted a mass balance of the process, and mathematical models were obtained that characterized the behavior of the pyrolysis process in different conditions. These results allowed us to evaluate technically the pyrolysis of cane integral, compare the yields obtained in facilities of different scales and collect information for further study of this technology. Comparison of the physicochemical characteristics of three types of cane showed differences in moisture and ash content for different parts of the cane (stem, leaves and pointer). The thermogravimetric balance tests showed that the rate of warming has significant influence on the yield of liquid products, and pyrolysis tests in a pilot plant of 20 kg / h of feeding, no significant differences in income or the characteristics of the products. Through the balance of mass and energy, compared the energy efficiency of three types of cane, when transformed through the process of fast pyrolysis. It was observed that the difference between the three varieties of these is the productivity per unit area cultivated with sugarcane for energy type 2, had the greatest amount of useful energy per hectare (3110 MJ / ha), followed by a cane type 1 (2400 MJ / ha) and less energy efficient sugarcane traditional (Type 3), 1500 MJ / ha / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-01-19T17:23:35Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1894388 bytes, checksum: 96cebeeeab77fe854ae9bf556f51131f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-19T17:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1894388 bytes, checksum: 96cebeeeab77fe854ae9bf556f51131f (MD5) Previous issue date: 2016-11-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nas últimas décadas, tem-se observado um crescente interesse nas biomassas residuais de composição lignocelulósica para produção de energia, destacando-se o etanol de segunda geração. Entre a biomassa lignocelulósica disponível se encontra os resíduos provenientes da bananicultura, cultura importante nas regiões tropicais e subtropicais. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou estudar o potencial do pseudocaule de bananeira (Prata Anã) para a produção do etanol de segunda geração. No primeiro capítulo do trabalho foram realizados pré-tratamentos hidrotérmico e alcalino utilizando micro-ondas. O pré-tratamento hidrotérmico foi realizado sob diferentes temperaturas (130 ° a 210 ° O pré-tratamento alcalino C C). foi realizado de acordo com um delineamento composto central, cujas variáveis estudadas foram: temperatura (190 ° - 210 ° e concentração de hidróxido de C C) sódio (0,5 % - 1,5 %, m/v). A eficiência dos pré-tratamentos foi verificada através da comparação de análises químicas dos materiais in natura e pré-tratados e da conversão de celulose em glicose por hidrólise enzimática, além de sacarificação e fermentação simultânea de alguns pré-tratados. As variáveis temperatura e concentração de NaOH apresentaram efeitos lineares significativos. Como melhores resultados dessa etapa, foram obtidos 77 % de conversão enzimática para o pré- tratado hidrotérmico (210 ° 40 minutos), 78,3 % para o alcalino (190 ° 0,5 % C, C, NaOH) e 56 % para material não tratado. Em relação aos resultados de SSF, foram obtidos rendimentos de etanol de 86,5 % para pré-tratado hidrotérmico, 85,3 % para alcalino e 70,5 % para o material não tratado. Esses ensaios de hidrólise enzimática e SSF foram realizadas em tubos de 20 mL, utilizando 2,5 % (p/v) de concentração de sólidos, 50 FPU/g de Cellic Ctec 2, Saccharomyces cerevisiae NCYC 2826, por 120 dias sob 120 rpm de agitação, sendo que a hidrólise foi realizada a 25 ° e SSF C à 37 ° No segundo capítulo foi realizado um pré-tratamento hidrotérmico utilizando C. reator Parr de 18 litros, sendo as condições determinadas por delineamento composto central: temperatura (170 ° - 210 ° tempo de reação (10 min - 20 min) C C), e razão sólido/líquido (1/10 - 1/15). Os efeitos lineares das variáveis foram significativas, além do efeito quadrático da variável razão sólido/líquido. A hidrólise enzimática foi realizada à 50 ° por 72 horas, utilizando enzima Cellic Ctec (5,4 %, C, p/p) com 8 % (p/v) de sólidos. O pré-tratamento hidrotérmico em reator Parr mostrou-se eficiente no aumento do rendimento de glicose após hidrólise enzimática, alcançando rendimento máximo de glicose de 98 % na condição do ensaio 6 (210 ° 10 minutos, S/L de 1/15). / In recent decades, there has been a growing interest in the residual biomass of lignocellulosic material for energy production, especially second-generation ethanol. Among the available lignocellulosic biomass are residues from banana cultivation, an important crop in tropical and subtropical regions. In this context, the present work aimed to study the production of second-generation ethanol using banana pseudostem as raw material. In the first chapter of this work, hydrothermal and alkaline pretreatments were carried out for 10 minutes of reaction time using a microwave. The hydrothermal pretreatment was performed under different temperatures (130 ° to 210 ° C C). The alkaline pre-treatment was performed according to a central composite design, of which the studied variables were: temperature (190 ° - 210 ° and sodium hydroxide concentration (0.5 % - 1.5 %, C C) m/v). The efficiency of the pretreatments was verified by comparing chemical analyzes of the in natura and pretreated materials and their conversion of cellulose to glucose after enzymatic hydrolysis and their ethanol yield after simultaneous saccharification and fermentation. The variables NaOH concentration and temperature showed significant linear effects. As best results of this step, were obtained 77 % of enzymatic conversion using hydrothermal pretreated (210 ° 40 C, minutes), 78.3 % using alkaline pretreated (190 ° 0.5 % NaOH) and 56 % using the C, untreated material. Regarding SSF results, 86.5 % of ethanol yields were obtained using hydrothermal pretreated, 85.3 % using alkaline and 70.5 % using untreated material. These enzyme hydrolysis and SSF assays were performed in 20 mL tubes using 2.5 % (w/v) solid concentration, 50 FPU/g Cellic Ctec 2 and Saccharomyces cerevisiae NCYC 2826 at 25 ° for 120 days under 120 rpm of stirring. The C enzymatic hydrolysis was performed at 25 ° and SSF at 37 °C. In the second C chapter, hydrothermal pretreatment was performed using 18 liters Parr reactor with the conditions determined by central composite design: temperature (170 ° - 210 C ° C), reaction time (10 min - 20 min) and solid/liquid ratio (1/10 - 1/15). The linear effects of the variables were significant, in addition to the quadratic effect of the variable solid/liquid ratio. The enzymatic hydrolysis was performed at 50 °C for 72 hours using Cellic Ctec enzyme (5.4 %, w/w) and 8 % (w/v) solid. Hydrothermal pre- treatment in Parr reactor proved to be efficient in increasing glucose yield after enzymatic hydrolysis, achieving maximum glucose yield of 98 % under assay 6 condition (210 ° 10 minutes, 1/15 S/L).

Orientador : Luiz Fernando Milanez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:54:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teixeira_MarcosAlexandre_D.pdf: 12254240 bytes, checksum: 054104fb51b1adaeb2c65c2bae99ac72 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estimar o potencial de produção de excedentes de energia elétrica, produzido em regime de cogeração,junto ao setor de extração de óleo de Babaçu (Orbignya spp (Palmae)) no Brasil. Para cumprir com este objetivo, foi feito um levantamento da disponibilidade de biomassa associada ao agro-extrativismo desta palmácea. Neste levantamento foram considerados três diferentes cenários: correspondenteà atual produção de óleo, indicando para cada um dos 3 cenários analisados: 1.168 milhões de toneladas anuais de biomassa energética (endocarpo e mesocarpo) para o primeiro cenário, correspondenteà atual produção de óleo; segundo cenário, com um sistema de coleta otimizado elevando de 26 para 65% de frutos coletados, resultando em 2,922 milhões de toneladas de biomassa por ano (endocarpo e mesocarpo) e finalmente, uma análise do potencial de todo o território nacional considerando a aptidão de solo e clima, resultando em 7,414 milhões de toneladas de frutos por ano. Com parte dos trabalhos foram ensaiados os materiais componentes do fruto: epicarpo (casca), mesocarpo (farinha amilácia), endocarpo (parte lenhosa) e castanhas, para levantamento de diversas características fisicoenergéticas, tais como: poder calorífico, densidade, composição elementar, análise imediata, curvas termogravimétricas em atmosfera inerte e em regime de oxidação. Para análise do potencial de geração de energia elétrica, foi estudada a matriz energética de plantas de extração de óleo, considerando-se o uso de um ciclo de vapor com uso de turbina de extração-condensação,e geração do vapor em 3 diferentes níveis de pressão e temperatura. O potencial de geração de excedentes de energia elétrica encontrado varia em função do tipo de tecnologia usada, considerando-se a geração de vapor a 4,56 MPa e 420°C e turbina operando em regime de extração condensação em indústria de extração e refino, 6,2 MPa e 450°C para plantas com produtos associados, como sendo as melhores opções tecno-econômicas, o potencial de geração de energia elétrica seria da ordem de 104,6MW (primeiro cenário),podendo chegar à 262MW (segundo cenário), com potencial máximo para território nacional de 662MW (terceiro cenário) / Abstract: The objective of this work is to estimate the potential of the electric energy surplusproduced by cogeneration in the babassu (Orbignya spp (palmae)) oil extraction sector in Brazil. In order to accomplish this, the biomass availability associated to this palm tree was analyzed for 3 scenarios: 1.168 millions of tons per year of energetic biomass (endocarp and mesocarp) for the first scenario, corresponding to the present oil production situation; second scenario, with an optimized collecting system increasing ftom 26 to 65% of collected ftuits, resulting in 2.922 millions of tons per year of biomass (endocarp and mesocarp) and finally, an analysis of the potential over the whole nation territory considering soil and climate. As part of this work the matter constituting the ftuit was tested: epicarp (peel), mesocarp (starch flour), endocarp (wooden part) and kemel, in order to obtain the physical properties such as heating value, density, ultimate and proximate analysis, thermogravimetric curves in inert atmosphere and in oxidizing regime. To analyze the electric energy generation potential, the energetic matrix for oil extraction plant was studied consideringthe use of a vapor cycle with an xtraction-condensationturbine, and vapor generation in three different levels of pressure and temperature. The potential of electric energy surplus found varies as a function of the technology employed. Considering the vapor generation at 4.56 MPa and 420°C and turbine operating in regime of extraction-condensation in industry of extraction and treatment of crude babassu oil and 6.2 MPa and 450°C for more verticalized plants with associated products as the better options, the potential of electric energy generation would be ofthe order of 104.6MW for the first scenario, 262MWfor the second scenarioand 662MW for the third scenario / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2016-01-26T18:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CARLOS GUILHERME_DISSERTACAO_TEXTO.pdf: 280186 bytes, checksum: d4cf929cf3647cdde2332128553f159b (MD5) Previous issue date: 2007-09-20 / The objective of the work was to evaluate the changes that occur in the ground, the plant and the atmosphere immediately after the practical one of the burning of the canavial. For in such a way, it compared the effect of the burning of the sugarcane plantation in the ground and the proper sugar cane, thus, samples of these items in two situations had been collected show before (treatments) and after burning. The standardized areas had been referencing as pulley and had been repeated five times, for each pulley five samples had been carried through. All the data had been submitted to the analysis of variance (ANOVA, p<0,05) and to the test of comparison of Scott-Knott averages (p<0,05) and for the analysis multivaried for main components (PCA). In the multivaried analysis it had a clear division it enters the data of the daily pay and after-burns. The data show that before the burning only the variable leaves they had presented variations in the standardized pulley and that subsequent to burns these differences for leaves had disappeared. With regard to comparison of the one before and of after-it burns, the variable, Leaves, Hands, Stalk, Total and % Leaves had presented statistical differences. The variable % ponter and corrected Brix had not presented differences when comparative before and subsequent to it burns. The result of I calculate it of the amount of CO2 emitted for the burning of leaves was of 3,89 Mg ha-1 and had the burning of the hands 0,92 Mg ha-1 of CO2 they had been more launched by hectares, totalizing therefore 4.81 Mg ha-1 of CO2. In the data of Mo, Mn, Cu e B they had presented statistical text differences when compared before and after-it burns. / O objetivo do trabalho foi avaliar as mudanças que ocorrem no solo, na planta e na atmosfera imediatamente após a prática da queima do canavial. Para tanto, foram coletadas amostras de solo e da planta em duas situações (tratamentos) pré e pós-queima. As áreas foram padronizadas e referenciadas como talhões, cinco foram os talhões usados para cada tratamento (repetições). Para cada talhão foram realizadas cinco amostras. Estimou-se a emissão de CO2 utilizando as reduções de folhas, ponteiros e colmos proporcionadas pela queima, nos tratamentos. Todos os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA, p<0,05) com o teste de comparação de médias Scott-Knott (p<0,05) e estudados por análise multivariada por componentes principais (PCA). Com relação à comparação da pré e da pós-queima, as variáveis de biomassa (folhas, ponteiros, colmos) apresentaram diferenças estatísticas. Entretanto, as variáveis % de MS do ponteiro (%ponteiro) e brix corrigido não apresentaram diferenças quando comparadas a pré e a pós-queima. O resultado do cálculo da quantidade de CO2 emitida pela queima das folhas foi de 3,89 Mg ha-1 (toneladas por hectare) e devido à queima dos ponteiros mais 0,92 Mg ha-1 de CO2 foram lançadas na atmosfera, totalizando 4,81 Mg ha-1 de CO2 totais. Os dados referentes ao Mn, Cu e B apresentaram diferenças estatísticas de teores quando comparados antes e após a queima. Na análise multivariada houve uma divisão clara entre os dados da pré e pós-queima, influenciados pela biomassa vegetal. O trabalho concluiu que a queima da cana promove redução de folhas, ponteiros e colmos em 92,48%, 33,52% e 30,70% respectivamente. No solo ocorreu redução de manganês em 21,04%, de cobre em 19,32% e de boro em 30,56%. Na atmosfera ocorre emissão de 4,8 Mg ha-1 de CO2, provenientes da queima de 10,41 Mg de biomassa vegetal.