Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Rafael dos Santos (rafasantos01@hotmail.com) on 2017-07-11T13:22:05Z No. of bitstreams: 1 Tese_AVALIAÇÃO TÉCNICO-ECONÔMICA DO BRANQUEAMENTO SEGUNDO A SEQUÊNCIA ADP_VERSÃO FINAL.pdf: 2700905 bytes, checksum: 60e71eaa2391df1196b6055786ca2bd3 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-07-14T13:32:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_r_dr_guara.pdf: 2700905 bytes, checksum: 60e71eaa2391df1196b6055786ca2bd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T13:32:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_r_dr_guara.pdf: 2700905 bytes, checksum: 60e71eaa2391df1196b6055786ca2bd3 (MD5) Previous issue date: 2017-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Diferentes sequências e condições de branqueamento têm sido exploradas ao longo dos últimos anos, nos quais o processo em múltiplos estágios tornou-se prática comum nas indústrias. A produção de celulose como um todo é uma atividade industrial que requer alto investimento e produz grande impacto ambiental. Sendo assim, alternativas que auxiliem na sua realização de forma socialmente responsável, economicamente viável e ambientalmente correta são de grande interesse. Este estudo teve como objetivo avaliar a viabilidade técnicoeconômica de uma nova sequência de branqueamento sob condições diferenciadas, em relação às comumente empregadas nas empresas do setor de celulose e papel. Para tanto, uma sequência de branqueamento utilizada em uma indústria do setor foi tomada como referência, sendo os estudos a priori conduzidos em laboratório com finalidade de ser possivelmente implementados em escala industrial. Os estágios que compõem a sequência proposta neste estudo são uma hidrólise ácida a quente (AHT), uma dioxidação (D) e uma peroxidação (P), ao passo que os estágios que compõem a sequência referência são uma hidrólise ácida a quente seguida de dioxidação (AHT/D), uma extração alcalina oxidativa com peróxido de hidrogênio (E+P) e uma dioxidação (D). Os branqueamentos foram conduzidos baseados nas condições industriais praticadas pela empresa parceira, bem como pelas condições descritas pela sequência proposta. Foram utilizadas as técnicas de valor presente líquido e payback como ferramentas de auxílio à tomada de decisão para a análise de viabilidade econômica. Os resultados obtidos mostraram a potencialidade do uso da tecnologia de branqueamento ADP, uma vez que a sequência descrita por esta tecnologia produziu polpa branqueada de qualidade similar à obtida pela sequência referência. A sequência proposta mostrou-se ainda mais econômica, principalmente no que tange a demanda por dióxido de cloro, principal reagente utilizado em fábricas que trabalham sob a premissa de branqueamento livre de cloro elementar (ECF). A polpa branqueada pela sequência ADP apresentou melhores resultados quanto à estabilidade da alvura do que a polpa branqueada pela sequência AHT/D(E+P)D. Do ponto de vista econômico, a implementação desta nova tecnologia de branqueamento em três estágios a nível industrial é completamente viável, sendo os seus resultados de viabilidade econômica destacadamente favoráveis à sua utilização. / Different bleaching sequences and conditions have been explored along the last years, in which the process in multiple stages has become common practice at the mills. The pulp production is an industrial activity that requires high investments and promotes a great environmental impact. Hence, alternatives which help its accomplishment in a responsible social way, economically feasible and environmentally correct are quite desirable. This study aimed to evaluate the technical-economic feasibility of a novel bleaching sequence under differential conditions, in relation to those commonly applied in pulp and paper mills. Therefore, a bleaching sequence used in a mill has been taken as reference, being the studies a priori carried out in laboratory with the intention of being possibly implemented in industrial scale. The stages that make part of the sequence proposed in this study are hot acidic hydrolysis (AHT), dioxide stage (D) and peroxide stage (P), while the stages that make part of the reference sequence are hot acidic hydrolysis followed by a dioxide stage (AHT/D), oxidative alkaline extraction with hydrogen peroxide (E+P) and a dioxide stage (D). The bleaching processes were carried out based on industrial conditions practiced by the partner company, as well as by the conditions described by the proposed sequence. Net present value and payback techniques were used as making-decision supporting tools in the economic feasibility analysis. The obtained results show the potentiality of the ADP bleaching technology usage, once the sequence described by this technology produced bleached pulp of similar quality to the reference sequence. The proposed sequence is also more economic, mainly regarding the chlorine dioxide demand, the main reagent used in mills that work under the premise of elemental chlorine free (ECF) bleaching. Pulp bleached by ADP sequence presented better results regarding brightness stability than pulp bleached by A/D(E+P)D sequence. Over economic point of view, the implementation of this novel bleaching technology in three stages at industrial level is completely feasible, being its results of economic feasibility quite favorable to its utilization.

A síntese de imagens com alta faixa dinâmica é uma prática cada vez mais comum em computação gráfica. O desafio consiste em relacionar o grande conjunto de intensidades da imagem sintetizada com um sub-conjunto muito inferior suportado por um dispositivo de exibição, evitando a perda de detalhes contrastivos. Os operadores locais de reprodução de tons (local tone-mapping operators) são capazes de realizar tal compressão, adaptando o nível de luminância de cada pixel com respeito à sua vizinhança. Embora produzam resultados significativamente superiores aos operadores globais, o custo computacional é consideravelmente maior, o que vem impedindo sua utilização em aplicações em tempo real. Este trabalho apresenta uma técnica para aproximar o operador fotográfico local de reprodução de tons. Todas as etapas da técnica são implementadas em GPU, adequando-se ao cenário de aplicações em tempo real, sendo significativamente mais rápida que implementações existentes e produzindo resultados semelhantes. A abordagem é baseada no uso de tabelas de áreas acumuladas (summed-area tables) para acelerar a convolução das vizinhanças, usando filtros da média (box-filter), proporcionando uma solução elegante para aplicações que utilizam imagens em alta faixa dinâmica e que necessitam de performance sem comprometer a qualidade da imagem sintetizada. Uma investigação sobre algoritmos para a geração de somatórios pré-fixados (prefix sum) e uma possível melhoria para um deles também são apresentada. / High dynamic range (HDR) rendering is becoming an increasingly popular technique in computer graphics. Its challenge consists on mapping the resulting images’ large range of intensities to the much narrower ones of the display devices in a way that preserves contrastive details. Local tone-mapping operators effectively perform the required compression by adapting the luminance level of each pixel with respect to its neighborhood. While they generate significantly better results when compared to global operators, their computational costs are considerably higher, thus preventing their use in real-time applications. This work presents a real-time technique for approximating the photographic local tone reproduction that runs entirely on the GPU and is significantly faster than existing implementations that produce similar results. Our approach is based on the use of summed-area tables for accelerating the convolution of the local neighborhoods with a box filter and provides an attractive solution for HDR rendering applications that require high performance without compromising image quality. A survey of prefix sum algorithms and possible improvements are also presented.

A síntese de imagens com alta faixa dinâmica é uma prática cada vez mais comum em computação gráfica. O desafio consiste em relacionar o grande conjunto de intensidades da imagem sintetizada com um sub-conjunto muito inferior suportado por um dispositivo de exibição, evitando a perda de detalhes contrastivos. Os operadores locais de reprodução de tons (local tone-mapping operators) são capazes de realizar tal compressão, adaptando o nível de luminância de cada pixel com respeito à sua vizinhança. Embora produzam resultados significativamente superiores aos operadores globais, o custo computacional é consideravelmente maior, o que vem impedindo sua utilização em aplicações em tempo real. Este trabalho apresenta uma técnica para aproximar o operador fotográfico local de reprodução de tons. Todas as etapas da técnica são implementadas em GPU, adequando-se ao cenário de aplicações em tempo real, sendo significativamente mais rápida que implementações existentes e produzindo resultados semelhantes. A abordagem é baseada no uso de tabelas de áreas acumuladas (summed-area tables) para acelerar a convolução das vizinhanças, usando filtros da média (box-filter), proporcionando uma solução elegante para aplicações que utilizam imagens em alta faixa dinâmica e que necessitam de performance sem comprometer a qualidade da imagem sintetizada. Uma investigação sobre algoritmos para a geração de somatórios pré-fixados (prefix sum) e uma possível melhoria para um deles também são apresentada. / High dynamic range (HDR) rendering is becoming an increasingly popular technique in computer graphics. Its challenge consists on mapping the resulting images’ large range of intensities to the much narrower ones of the display devices in a way that preserves contrastive details. Local tone-mapping operators effectively perform the required compression by adapting the luminance level of each pixel with respect to its neighborhood. While they generate significantly better results when compared to global operators, their computational costs are considerably higher, thus preventing their use in real-time applications. This work presents a real-time technique for approximating the photographic local tone reproduction that runs entirely on the GPU and is significantly faster than existing implementations that produce similar results. Our approach is based on the use of summed-area tables for accelerating the convolution of the local neighborhoods with a box filter and provides an attractive solution for HDR rendering applications that require high performance without compromising image quality. A survey of prefix sum algorithms and possible improvements are also presented.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A radiação gama é uma das tecnologias aplicadas para a esterilização de sistemas de embalagens contendo produtos para a saúde. No processo de esterilização, é fundamental que as propriedades das embalagens sejam mantidas. Neste estudo, duas amostras de embalagens comerciais, no formato de envelope compostas por papel grau cirúrgico de um dos lados e filme plástico laminado do outro, foram irradiadas com raios gama com doses de 25 kGy (taxa de dose de 1,57 kGy/h) e 50 kGy (taxa de dose de 1,48 kGy/h). Uma das amostras de embalagem era constituída por papel de fibras de coníferas e filme plástico laminado de poli(tereftalato de etileno) (PET)/polietileno (PE) e a outra por papel de fibras de coníferas e de folhosas e filme plástico laminado de poli(tereftalato de etileno) (PET)/polipropileno (PP). Os efeitos da radiação nas propriedades físicas e químicas dos papéis e dos filmes plásticos, assim como nas propriedades da embalagem foram estudados. O papel foi o material mais sensível à radiação, sendo a alvura, o pH e as resistências ao rasgo, ao arrebentamento e à tração os parâmetros nos quais foram observadas maiores modificações, em ambas as amostras. Todavia, dos dois tipos de papel, o efeito foi mais pronunciado para a amostra com fibras de conífera e de folhosas. A porosidade dos papéis foi alterada com 50 kGy. No caso dos filmes plásticos, a propriedade com maior modificação foi a resistência à tração, em ambas as amostras. No caso das embalagens, a irradiação diminuiu a resistência da selagem. Os efeitos observados para a dose de 50 kGy foram em média mais pronunciados quando comparados com as modificações nos valores das amostras tratadas com 25 kGy, que é a dose usualmente empregada para esterilização de produtos para a saúde. A dosimetria deste estudo foi realizada nos materiais irradiados com 25 kGy, 40 kGy e 50 kGy, demonstrando sua importância à medida que a variação média para as três doses estudadas foi de 20 %. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Laser surface treatment of engineering ceramics offers various advantages in comparison with conventional processing techniques and much research has been conducted to develop applications. Even so, there still remains a considerable gap in knowledge that needs to be filled to establish the process. By employing a fibre laser for the first time to process silicon nitride (Si3N4) and zirconia (ZrO2) engineering ceramics, a comparison with the CO2 and a Nd:YAG lasers was conducted to provide fundamental understanding of various aspects of the laser beam-material interaction. Changes in the morphology, microstructure, surface finish, fracture toughness parameter (K1c) were investigated, followed by thermal finite element modelling (FEM) of the laser surface treatment and the phase transformation of the two ceramics, as well as the effects of the fibre laser beam parameter - brightness (radiance). Fibre and CO2 laser surface treatment of both Si3N4 and ZrO2 engineering ceramics was performed by using various processing gases. Changes in the surface roughness, material removal, surface morphology and microstructure were observed. But the effect was particularly more remarkable when applying the reactive gases with both lasers and less significant when using the inert gases. Microcracking was also observed when the reactive gases were applied. This was due to an exothermic reaction produced during the laser-ceramic interaction which would have resulted to an increased surface temperature leading to thermal shocks. Moreover, the composition of the ceramics was modified with both laser irradiated surfaces as the ZrO2 transformed to zirconia carbides (ZrC) and Si3N4 to silicon dioxide (SiO2) respectively. The most appropriate equation identified for the determination of the fracture toughness parameter K1c of the as-received, CO2 and the fibre laser surface treated Si3N4 and ZrO2 was K1c=0.016 (E/Hv) 1/2 (P/c3/2). Surfaces of both ceramics treated with CO2 and the fibre laser irradiation produced an increased K1c under the measured conditions, but with different effects. The CO2 laser surface treatment produced a thicker and softer layer whereas the fibre laser surface treatment increased the hardness by only 4%. This is inconsiderable but a reduction in the crack lengths increased the K1c value under the applied conditions. This was through a possible transformation hardening which occurred within both engineering ceramics. Experimental findings validated the generated thermal FEM of the CO2 and the fibre laser surface treatment and showed good agreement. However, a temperature difference was found between the CO2 and fibre laser surface treatment due to the difference in absorption of the near infra-red (NIR) wavelength of the fibre laser being higher than the mid infra-red (MIR) wavelength of the CO2 laser. This in turn, generated a larger interaction zone on the surface that was not induced further into the bulk, as was the case with the fibre laser irradiation. The MIR wavelength is therefore suitable for Viability and Characterization of the Laser Surface Treatment of Engineering Ceramics 3 the surface processing of mainly oxide ceramics and surface treatments which do not require deep penetration. Phase transformation of the two ceramics occurred at various stages during the fibre laser surface treatment. The ZrO2 was transformed from the monoclinic (M) state to a mixture of tetragonal + cubic (T+C) during fibre laser irradiation and from T+C to T and then a partially liquid (L) phase followed by a possible reverse transformation to the M state during solidification. The Si3N4 transformed to a mixture of α-phase and β-phase (α→ α+β) followed by α+β and fully transforms from α+β → β-phase. What is more, is a comparison of the fibre laser-beam brightness parameter with that of the Nd:YAG laser. In particular, physical and microstructural changes due to the difference in the laser-beam brightness were observed. This research has identified the broader effects of various laser processing conditions, as well as characterization techniques, assessment and identification of a method to determine the K1c and the thermal FEM of laser surface treated engineering ceramics. Also, the contributions of laser-beam brightness as a parameter of laser processing and the influence thereof on the engineering ceramics have been identified from a fundamental viewpoint. The findings of this research can now be adopted to develop ceramic fuel cell joining techniques and applications where laser beam surface modification and characterization of engineering ceramics are necessary.

Práce se zabývá měřením křivek svítivosti světelných zdrojů a svítidel konvenčními a nekonvenčními metodami. Úvodní část práce je věnována popisu zrakového systému a základních fotometrických veličin. Hlavní teoretická část je zaměřena na popis současných metod měření křivek svítivosti a nových metod měření pomocí jasového analyzátoru. Současně jsou pro jednotlivé metody uvedeny zdroje nejistot, které ovlivňují výsledky měření. Těžiště práce spočívá v návrhu metodiky měření křivek svítivosti z jasových skenů svítidla a následném ověření tohoto postupu vlastním měřením. Dále bylo provedeno srovnání naměřených výsledků navrženým postupem, s výsledky konvenčního měření na goniofotometru s luxmetrem.

This diploma thesis deals with image processing of microbiological data. Firstly the brief introduction to biological basics is given. Secondly we take focus on basic and used image processing methods. Integral part of this thesis is working application witch uses image processing methods on input data. Creating user interface for this application is also part of this work. Documentation is provided.

Les nano-applications utilisant des faisceaux d'ions focalisés nécessitent des sources d'ions à haute brillance avec une faible dispersion en énergie (ΔE) ce qui permet une excellente résolution latérale et un courant d'ions suffisamment élevé pour induire des vitesses d'érosion raisonnables et des rendements élevés d'émission électronique et ionique. Les objectifs de cette thèse sont le développement d'une source d'ions basée sur l'impact électronique ayant une brillance réduite Br de 10³ – 10⁴ A m⁻² sr ⁻ ¹ V⁻ ¹, une dispersion en énergie ΔE ≲ 1 eV et un choix polyvalent d'ions. Le premier concept évalué consiste à focaliser un faisceau d'électrons à une énergie de 1 keV entre deux électrodes parallèles distant de moins d'un millimètre. Le volume d'ionisation « micrométrique » est formé au-dessus d'une ouverture d'extraction de quelques dizaines de µm. En utilisant un émetteur d'électrons LaB₆ et une pression de 0.1 mbar dans la région d'ionisation, Br est proche de 2.10² A m⁻² sr ⁻ ¹ V ⁻ ¹ avec des tailles de source de quelques µm, des courants de quelques nA pour Ar⁺/Xe⁺/O₂ ⁺ et une dispersion en énergie ΔE < 0.5 eV. La brillance réduite Br est encore en dessous de la valeur minimum de notre objectif et la pression de fonctionnement très faible nécessaire pour l'émetteur LaB₆ ne peut être obtenue avec une colonne d'électrons compacte, donc ce prototype n'a pas été construit.Le deuxième concept de source d'ions évalué est basé sur l’idée d’obtenir un faisceau ionique à fort courant avec une taille de source et un demi-angle d’ouverture similaire aux résultats du premier concept de source, mais en changeant l’interaction électron-gaz et la collection des ions. Des études théoriques et expérimentales sont utilisées pour l’évaluation de la performance de ce deuxième concept et de son utilité pour les nano-applications basées sur des faisceaux d'ions focalisés. / High brightness low energy spread (ΔE) ion sources are needed for focused ion beam nano-applications in order to get a high lateral resolution while having sufficiently high ion beam currents to obtain reasonable erosion rates and large secondary electron/ion yields. The objectives of this thesis are: the design of an electron impact ion source, a reduced brightness Br of 10³ – 10⁴ A m⁻² sr⁻ ¹ V⁻ ¹ with an energy distribution spread ΔE ≲ 1 eV and a versatile ion species choice. In a first evaluated concept an electron beam is focussed in between two parallel plates spaced by ≲1 mm. A micron sized ionisation volume is created above an extraction aperture of a few tens of µm. By using a LaB₆ electron emitter and the ionisation region with a pressure around 0.1 mbar, Br is close to 2.10² A m⁻² sr ⁻ ¹ V ⁻ ¹ with source sizes of a few µm, ionic currents of a few nA for Ar⁺/Xe⁺/O₂ ⁺ and the energy spread being ΔE < 0.5 eV. The determined Br value is still below the minimum targeted value and furthermore the main difficulty is that the needed operation pressure for the LaB₆ emitter cannot be achieved across the compact electron column and therefore a prototype has not been constructed. The second evaluated source concept is based on the idea to obtain a high current ion beam having a source size and half-opening beam angle similar to the first concept, but changing the electron gas interaction and the ion collection. Theoretical and experimental studies are used to evaluate the performance of this second source concept and its usefulness for focused ion beam nano-applications.

In this thesis, we focus on the generation of entangled photon pair from III-V quantum dots. The achievements mainly consists of two aspects: one is the wavelength tunability of these entangled photon pairs, which is enabled by on-chip strain engineering; the other is the brightness enhancement with an optical-broadband antenna to boost the extraction of entangled photons from the material matrix where quantum dots are embedded in.