Os modelos atuais de produção de biodiesel contam com a fábrica de biodiesel independente da fábrica de extração de óleo, causando desgaste logístico e falhas no sistema que, para não sucumbir, atrela matérias-primas desfavoráveis à produção, encarecendo o produto final, e perdendo competitividade no mercado com o combustível diesel. Para o trabalho foi montado um equipamento de extração que funcionou também na produção do biodiesel. Com a extração do óleo com etanol é possível conseguir uma miscela, que resfriada à temperatura ambiente, produz uma fase oleosa, capaz de gerar ésteres etílicos com rendimento bastante favorável. Para a produção do biodiesel o álcool utilizado foi o etanol, que por apresentar certa miscibilidade com o óleo, favorece a reação à temperatura ambiente. Ao final, foi utilizada a glicerina na fase de separação dos ésteres em lugar da destilação a vácuo, atingindo 92% de rendimento em massa, e um biodiesel de qualidade. Esse trabalho demonstrou a viabilidade técnica e produtiva de sistemas de extração e biodiesel conjugados, com menor demanda de energia, e a perspectiva de aproximar também a destilaria de etanol formando um complexo mais estabilizado e econômico / The present models of biodiesel production is based on biodiesel plants regardless of the oil extraction industry location, causing many logistic problems and fails on the system, which in order not to go unactive, adopts unusual fat sources, raising the costs of the final product, and losing market competitiveness to diesel fuel. In this paper, we developed an extraction equipment that can be also used for the production of the biodiesel. Resulting from the oil extraction with ethanol it is possible produce a miscelle that cooled to ambient temperatures generate an oily phase, able to yield ethyl esters efficiently. In order to produce biodiesel ethanol was the alcohol used, that due to a certain miscibility with the oil, favored the reaction at ambient temperature. At the end, the glycerin was used, instead of vacuum distillation, in the esters separation, with a 92% of mass efficiency, and a quality biodiesel. This work demonstrated the technical and product viability of conjugated extraction and esterification systems with lower energy requirement, and the perspective to be close to the ethanol distillery becoming a more stable and economical complex

Os modelos atuais de produção de biodiesel contam com a fábrica de biodiesel independente da fábrica de extração de óleo, causando desgaste logístico e falhas no sistema que, para não sucumbir, atrela matérias-primas desfavoráveis à produção, encarecendo o produto final, e perdendo competitividade no mercado com o combustível diesel. Para o trabalho foi montado um equipamento de extração que funcionou também na produção do biodiesel. Com a extração do óleo com etanol é possível conseguir uma miscela, que resfriada à temperatura ambiente, produz uma fase oleosa, capaz de gerar ésteres etílicos com rendimento bastante favorável. Para a produção do biodiesel o álcool utilizado foi o etanol, que por apresentar certa miscibilidade com o óleo, favorece a reação à temperatura ambiente. Ao final, foi utilizada a glicerina na fase de separação dos ésteres em lugar da destilação a vácuo, atingindo 92% de rendimento em massa, e um biodiesel de qualidade. Esse trabalho demonstrou a viabilidade técnica e produtiva de sistemas de extração e biodiesel conjugados, com menor demanda de energia, e a perspectiva de aproximar também a destilaria de etanol formando um complexo mais estabilizado e econômico / The present models of biodiesel production is based on biodiesel plants regardless of the oil extraction industry location, causing many logistic problems and fails on the system, which in order not to go unactive, adopts unusual fat sources, raising the costs of the final product, and losing market competitiveness to diesel fuel. In this paper, we developed an extraction equipment that can be also used for the production of the biodiesel. Resulting from the oil extraction with ethanol it is possible produce a miscelle that cooled to ambient temperatures generate an oily phase, able to yield ethyl esters efficiently. In order to produce biodiesel ethanol was the alcohol used, that due to a certain miscibility with the oil, favored the reaction at ambient temperature. At the end, the glycerin was used, instead of vacuum distillation, in the esters separation, with a 92% of mass efficiency, and a quality biodiesel. This work demonstrated the technical and product viability of conjugated extraction and esterification systems with lower energy requirement, and the perspective to be close to the ethanol distillery becoming a more stable and economical complex

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-12-19T11:52:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 589894 bytes, checksum: 4daf5c895081f6b17bae6155971ec4aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T11:52:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 589894 bytes, checksum: 4daf5c895081f6b17bae6155971ec4aa (MD5) Previous issue date: 2003-11-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho teve como objetivo analisar técnica e economicamente o cultivo e a extração do óleo essencial de Melaleuca alternifolia Cheel. Foi desenvolvido a partir do acompanhamento e coleta de dados da referida cultura, desde o plantio até a extração do respectivo óleo essencial, num plantio em espaçamento de 1 x 1 m, no município de São Miguel do Anta, localizado na região da Zona da Mata Norte do Estado de Minas Gerais. Realizou-se um levantamento dos rendimentos e custos da cultura para as atividades de produção de mudas, implantação, manutenção, colheita, transporte e extração do óleo essencial, bem como as receitas. Procedeu-se a uma análise econômica, calculando os principais indicadores econômicos. Posteriormente foi feita uma análise de sensibilidade, utilizando-se a técnica de simulação de Monte Carlo, por meio do software @Risk. Uma vez reunidos e analisados os dados, fixaram- se parâmetros mínimos, médios e máximos para as distribuições de probabilidade triangular dos custos de implantação, manutenção, colheita, destilação e receita, oriundos do projeto de produção do óleo essencial, permitindo uma melhor avaliação dos indicadores econômicos perante a análise de riscos. Observou-se que o custo de implantação foi de R$3.016,71 por ha, enquanto os outros custos anuais por ha foram com manutenção (R$6.909,09), colheita (R$961,36) e extração (R$3.414,13). A receita anual obtida pela venda de 82 litros de óleo essencial foi de R$12.272,73. A análise econômica considerou um projeto de 11 anos e uma taxa de desconto anual de 10%. Encontraram-se um VPL de R$3.054,98 por ha, uma TIR de 30,46% ao ano, um VAE de R$497,18 por ha, um CMPr de R$143,92 por litro de óleo essencial ao ano e uma B/C de 1,04, indicando a viabilidade econômica da cultura. A análise de sensibilidade indicou uma baixa probabilidade de a atividade tornar-se inviável economicamente, sendo ela mais afetada pela receita anual e menos pelo custo de implantação e taxa de desconto anual. Com base nos resultados obtidos pelas análises econômica e de sensibilidade anteriormente citados, concluiu-se que a produção desse óleo na região é economicamente viável. Através da baixa tecnologia e cuidados especiais requeridos pela cultura (não necessitando de mão-de-obra especializada), da produtividade regional compatível com a da Austrália, dos baixos custos de implantação e manutenção (salvo cuidados com irrigação e capina) e da baixa necessidade de investimentos, com conseqüente possibilidade de produção em pequena e média escalas, verificou-se uma excelente oportunidade de investimento para agricultores da região, com a cultura apresentando uma viabilidade técnica satisfatória. / The objective of this work was to analyze technically and economically Melaleuca alternifolia Cheel cultivation and essential oil extraction. This work was developed based on data monitoring and collection from planting (1x1 m spacing) to oil extraction, in the municipality of São Miguel do Anta, Zona da Mata Norte , State of Minas Gerais, Southeastern Brazil. Data on cultivation profits and costs for seedling production, implantation, maintenance, harvest, transport and essential oil extraction, as well as revenue were collected. An economical analysis was performed using the Monte Carlo simulation technique with the @Risk software. Once data was gathered and analyzed, minimum, medium and maximum parameters were established for the triangular probability distributions of costs for implantation, maintenance, harvest, distillation, and revenue, derived from the project of essential oil production, allowing a better evaluation of the economical indicators for the risk analysis. It was observed that the implantation cost was R$ 3,016.71 per hectare. Other annual costs per hectare were maintenance (R$ 6,909.09), harvest (R$ 961.36) and extraction (R$3,414.13). The annual revenue for the sales of 82 L of essential oil was R$ 12,272.73. The economical analysis considered an 11 year-old project and a 10% annual discount rate. A R$ 3,054.98 VPL per hectare, 30.46% TIR per year, R$ 497.18 VAE per hectare, R$ 143.92 CMPr per liter of essential oil per year and a 1.04 B/C were found, indicating the economical viability of this crop. The analysis of sensitivity showed a low probability for the activity to become economically non-viable, being more affected by the annual revenue and less by the implantation cost and the annual discount rate. Based on the results obtained from the aforementioned economical and sensitivity analysis, it was concluded that the production of this oil in this region is economically viable. Since this crop does not require any special care (no skilled workforce needed) and utilizes low-technology, the local productivity is similar of that in Australia, and considering the low costs of implantation and maintenance (except for irrigation and weeding), the low need for investments, and the resulting possibility of small and medium scale production, an excellent investment opportunity for farmers of this region is observed, as this crop shows a satisfying technical viability. / Não foi localizado o cpf do autor.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:52:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrea Lanza.pdf: 373299 bytes, checksum: 35fb7dcc1804f283e96240f24c0c5950 (MD5) Previous issue date: 2009-02-28 / This review he pretends demonstrate a few appearances considered relevant at the comprehension from the template managing viewed at the Agroindústria as of Removing as of Oils Plants from the Community Santo Antônio do Abonari. As of he forms new has been gave new he hangs the question of peace sustentabilidade and appreciation from the biodiversity , whose principais Assumptions still they are recanted at the litigation from the breeding sustentável , than it is to arguments the part does have in case that transformed on one of the many alternatives as of growth economic from the amazon region , generating chances than it is to acalentem the one new economic perspective . The companies than it is to are using the essence prima of the forest at the fabrication as of your commodities , in the event individual from the agroindústria , in spite of acting in a scene highly elaborate, appears as a expedient more viable for the development of regional as of he forms fostered. With the objectiv of appraising the management appearances from the Agroindústria perched at the Community as of Santo Antônio do Abonari , he went paid-up a research , median application as of appointment. The methodology he followed an approach qualitative, without statistical data , and description as of suits observed. The results appoints about to must as of elaboration as of planejamentos at the intuitive of coursese of favoring the one consecução of the objetivos , as well as the definition as of papers within doors of the organization , able to cater a model of coursese managing observed well into agroindústrias in order to across the board / Este estudo pretendeu demonstrar alguns aspectos considerados relevantes à compreensão do modelo de gestão da Agroindústria de Extração de Óleos Vegetais da Comunidade Santo Antônio do Abonari. O enfoque dado a questão da sustentabilidade e valorização da biodiversidade, cujos principais pressupostos ainda são retratados na questão do desenvolvimento sustentável, tem se transformado numa das diversas alternativas de crescimento econômico da região amazônica, gerando possibilidades que acalentam a nova perspectiva econômica local. As empresas que utilizam a matéria prima da floresta na fabricação de seus produtos, no caso específico da agroindústria, embora atuando num cenário altamente complexo, surge como solução para o desenvolvimento regional de forma sustentada. Com o objetivo de avaliar os aspectos gerenciais da Agroindústria situada na Comunidade de Santo Antônio do Abonari, foi realizada uma pesquisa, mediante aplicação de entrevista dirigida. A metodologia seguiu uma abordagem qualitativa, sem dados estatísticos, e descrição de fatos observados. Os resultados apontam para necessidade de elaboração de planejamentos no intuito claro de favorecer a consecução dos objetivos, assim como a definição de papéis dentro da organização, capazes de fornecer um modelo claro de gestão observado em agroindústrias de modo geral

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-22T19:06:14Z No. of bitstreams: 1 DÉBORA RAFAELLY SOARES SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGEP) 2015.pdf: 2746746 bytes, checksum: 81737093cb2d8efce111d7e4dc007773 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-22T19:06:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DÉBORA RAFAELLY SOARES SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGEP) 2015.pdf: 2746746 bytes, checksum: 81737093cb2d8efce111d7e4dc007773 (MD5) Previous issue date: 2015-08 / Capes / O gergelim é uma cultura bastante adaptada às condições edafoclimáticas do Nordeste, configurando-se como um excelente potencial econômico para esta região, entretanto, as sementes perdem rapidamente a viabilidade quando manipuladas e armazenadas sem os devidos cuidados, sendo necessário o uso de técnicas que preservem a qualidade dessas sementes ao longo do armazenamento. Assim, objetivou-se com este trabalho determinar as propriedades físicas, bem como, o estudo da cinética de secagem desta oleaginosa quando submetida às temperaturas de 30, 35, 40 e 45°C aplicando diferentes modelos matemáticos aos dados observados, além de obter as propriedades termodinâmicas durante a secagem. As sementes de gergelim cultivar BRS Seda foram caracterizadas fisicamente quanto a sua forma, tamanho, volume, área superficial, massa especifica, circularidade, esfericidade e a massa de 1000 sementes. As sementes foram submetidas à secagem em um secador de leito fixo, nas temperaturas de 30, 35, 40 e 45 °C. Os dados experimentais de secagem das sementes de gergelim em camada fina foram ajustados às equações de Page, Henderson e Pabis, Lewis, Cavalcanti Mata, Thompson e Midilli. Com base nos resultados obtidos para o ângulo de repouso das sementes de gergelim, pode-se afirmar que esta cultivar apresenta uma boa fluidez, favorecendo o processamento deste produto. Com relação à massa de mil sementes, verifica-se que a cultivar avaliada atende satisfatoriamente aos padrões exigidos pelo mercado. A melhor predição ao processo de cinética de secagem foi obtida pelo modelo de Cavalcanti Mata. O aumento da temperatura do ar de secagem promoveu o aumento da difusividade das sementes e da energia livre de Gibbs e reduziu os valores das propriedades de entalpia e entropia. / Sesame is a crop very adapted to the edaphoclimatic conditions of the Northeast, constituting as an excellent economic potential for this region, however, the seeds lose the viability quickly when manipulated and stored without the proper care, being necessary the use of techniques that preserve the quality of these seeds throughout the storage. The objective of this study was to determine the physical properties and the drying kinetics of this oil when subjected to temperatures of 30, 35, 40 and 45° C, applying different mathematical models to the observed data. thermodynamic properties during drying. Silage BRS sesame seeds were physically characterized as to their shape, size, volume, surface area, specific mass, circularity, sphericity and the mass of 1000 seeds. The seeds were dried in a fixed bed dryer at temperatures of 30, 35, 40 and 45°C. Experimental drying data of the thin layer sesame seeds were adjusted to the equations of Page, Henderson and Pabis, Lewis, Cavalcanti Mata, Thompson and Midilli. Based on the results obtained for the angle of repose of the sesame seeds, it can be stated that this cultivar presents an excellent flowability, favoring the processing of this product. With respect to the mass of one thousand seeds, it is verified that the evaluated cultivar satisfies to the standards demanded by the market. The best prediction to the drying kinetic process was obtained by Cavalcanti Mata model. Increasing drying air temperature promoted increased seed diffusivity and Gibbs free energy and reduced enthalpy and entropy values.

Orientador: Prof. Dr. Caetano Rodrigues Miranda / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2015. / In this thesis, we explore computational materials science for energy technologies. More specifically, a multiscale computational methodology ranging from atomistic to mesoscopic methods was used to investigate the potential use of nanostructured materials for applications in: (i) hydrogen and fuel cells, (ii) rechargeable batteries, and (iii) oil recovery techniques. First principles simulations based on the Density Functional Theory were successfully employed to characterize and propose nanomaterials for hydrogen production and storage, fuel cells, and battery technologies. It was possible to understand fundamental properties that are essential to further development in these technologies, e. g. structural, electronic, catalytic and kinetic properties. The structural, energetic and electronic properties of layered metallic nanofilms of Pd, Pt and Au as catalysts for hydrogen and fuel cell applications were investigated. We have shown that Pd and Pt nanofilms are interesting systems, with improved catalytic activity for hydrogen, oxygen and ethanol. The evaluation of the electronic structure of such nanofilms shows the existence of a linear correlation between the d-band center and adsorption energies. The determination of such trends represents a significative contribution to the design of new and improved catalysts, since it is a valuable tool to predict the catalytic activity of nanofilms. Significant breakthroughs were also obtained when applying first principles calculations to battery technologies. The adsorption and di.usion properties of Li and Mg were investigated in transition metal dichalcogenide inorganic nanotubes. A high ion mobility is observed at the surface of MoS2 and WS2 nanotubes, which support the potential application of the use of such systems as additive electrode materials for high-rate battery applications. By using classical molecular dynamics calculations, the structural and di.usion properties of organic electrolytes could be determined and may help in the development of rechargeable batteries. Our simulations have demonstrated that mixture of ethylene carbonate and ethylmethyl carbonate present better di.usion properties as electrolyte in lithium ion batteries, since it is possible to obtain a good degree of dissociation associated to a good ionic conductivity. xvi Abstract In order to extent the nanoscale e.ects to the microscale, we also successfully propose a hierarchical computational protocol that combines molecular dynamics and mesoscopic lattice Boltzmann calculations. The e.ects of dispersed functionalized SiO2 nanoparticles in brine to the oil recovery process in a covered clay pore structure is explored. Molecular dynamics simulations have shown that the addition of functionalized nanoparticles to the brine solution reduces the interfacial tension between oil and brine. Followed by an increase of the contact angle. By mapping these results into lattice Boltzmann parameters, the oil displacement process in hydrophilic pore models was investigated. Our simulations indicate that the observed changes in the interfacial tension and wettability by the inclusion of SiO2 nanoparticles indeed improve the oil recovery process in a microscale, and seems to be a good alternative as injection fluids for enhanced oil recovery techniques. Thus, our proposed hierarchical computational protocol that combines molecular dynamics and lattice Boltzmann method simulations can be a versatile tool to investigate the e.ects of the interfacial tension and wetting properties on fluid behavior at both nano and micro scales. Although it is clear that the search and development of new advanced materials continues to be a key factor in energy technologies, the present thesis represent a significant contribution to understand the fundamental phenomena underlying hydrogen production and storage, fuel cells, batteries, and fossil fuel applications.

Para aplicações de extração de petróleo de poços em terra foi desenvolvido pelo Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado (LMAG) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo um protótipo de motor de indução linear tubular (MILT), onde o movimento axial do secundário do motor aciona diretamente a bomba de extração situada no fundo do poço. Numa segunda etapa, foi prevista a substituição dos mancais mecânicos por dois mancais magnéticos ativos (AMBs), que permitem melhor movimentação e praticamente nenhum atrito, reduzindo o desgaste causado por impurezas contidas no petróleo extraído, e consequentemente os esforços de manutenção. Todavia, o protótipo atual possui apenas um mancal magnético, e o outro é mecânico. O presente trabalho apresenta a instalação do segundo mancal magnético ao protótipo do MILT, e propõe realizar o controle do sistema de mancais magnéticos para o MILT, tendo em vista um problema multivariável, onde as posições do secundário do motor em relação aos dois mancais são correlacionadas, bem como as ações de controle sobre os mesmos. O trabalho faz uma revisão do sistema atual com um AMB, abordando sua concepção física, modelagem e o controlador, e tal controlador é replicado para o segundo AMB. Um novo modelo é apresentado, considerando o comportamento multivariável dos dois AMBs, e um sistema de controle robusto multivariável é projetado, através da técnica LQG/LTR. Resultados de simulação do novo controlador são analisados e comparados com os resultados experimentais do controlador atual aplicado aos dois AMBs, e apresentam-se as conclusões. / For onshore oil extraction applications, a tubular linear induction motor (TLIM) prototype was developed by Applied Electromagnetism Laboratory (LMAG) of Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, on which the axial movement of the motor secondary drives the suction pump, placed in the down hole of the oil well. In a second step, it was planned to replace the mechanical bearings by two Active Magnetic Bearings (AMB), in order to have better movement and practically no friction, reducing damages caused by impurities in the oil, thus reducing maintenance effort. Nevertheless, the actual prototype has only one AMB, being the other one a mechanical bearing. This paper presents the installation of the second AMB onto TLIM prototype, and a proposal to implement the control algorithm for the TLIM magnetic bearing system, considering now a multivariable problem, where the position of the motor secondary for both AMB are related, as well as control efforts. The present work review the actual system with only one AMB, approaching its physical construction, mathematical model and applied control system; and this control system is applied to the second AMB. A new model is presented, considering the AMB system multivariable behavior, and a multivariable robust control system is then designed, using LQG/LTR approach. Simulation results for the new controller are analyzed and compared to experimental results from the actual controller applied to both AMB, and some conclusions are presented.

Para aplicações de extração de petróleo de poços em terra foi desenvolvido pelo Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado (LMAG) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo um protótipo de motor de indução linear tubular (MILT), onde o movimento axial do secundário do motor aciona diretamente a bomba de extração situada no fundo do poço. Numa segunda etapa, foi prevista a substituição dos mancais mecânicos por dois mancais magnéticos ativos (AMBs), que permitem melhor movimentação e praticamente nenhum atrito, reduzindo o desgaste causado por impurezas contidas no petróleo extraído, e consequentemente os esforços de manutenção. Todavia, o protótipo atual possui apenas um mancal magnético, e o outro é mecânico. O presente trabalho apresenta a instalação do segundo mancal magnético ao protótipo do MILT, e propõe realizar o controle do sistema de mancais magnéticos para o MILT, tendo em vista um problema multivariável, onde as posições do secundário do motor em relação aos dois mancais são correlacionadas, bem como as ações de controle sobre os mesmos. O trabalho faz uma revisão do sistema atual com um AMB, abordando sua concepção física, modelagem e o controlador, e tal controlador é replicado para o segundo AMB. Um novo modelo é apresentado, considerando o comportamento multivariável dos dois AMBs, e um sistema de controle robusto multivariável é projetado, através da técnica LQG/LTR. Resultados de simulação do novo controlador são analisados e comparados com os resultados experimentais do controlador atual aplicado aos dois AMBs, e apresentam-se as conclusões. / For onshore oil extraction applications, a tubular linear induction motor (TLIM) prototype was developed by Applied Electromagnetism Laboratory (LMAG) of Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, on which the axial movement of the motor secondary drives the suction pump, placed in the down hole of the oil well. In a second step, it was planned to replace the mechanical bearings by two Active Magnetic Bearings (AMB), in order to have better movement and practically no friction, reducing damages caused by impurities in the oil, thus reducing maintenance effort. Nevertheless, the actual prototype has only one AMB, being the other one a mechanical bearing. This paper presents the installation of the second AMB onto TLIM prototype, and a proposal to implement the control algorithm for the TLIM magnetic bearing system, considering now a multivariable problem, where the position of the motor secondary for both AMB are related, as well as control efforts. The present work review the actual system with only one AMB, approaching its physical construction, mathematical model and applied control system; and this control system is applied to the second AMB. A new model is presented, considering the AMB system multivariable behavior, and a multivariable robust control system is then designed, using LQG/LTR approach. Simulation results for the new controller are analyzed and compared to experimental results from the actual controller applied to both AMB, and some conclusions are presented.

Submitted by Lúcia Brandão (lucia.elaine@live.com) on 2015-07-15T16:05:00Z No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T15:48:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T15:54:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T15:54:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) Previous issue date: 2012-11-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Jatropha curcas L. is a vegetable species that supplies great amount of oil, but due to its toxicity cannot be used to feed human beings. It is a promising alternative for Biodiesel production. This Thesis had the purpose of perform analytic, thermal and energy studies for the oil extracted from oleaginous species Jatropha curcas L., cultivated in the State of Amazonas. The study was also done for byproducts such as fruit peels, seed peels and the cake originated by biofuel productive chain. To reach the proposed objective, the experimental activities were started with the sampling of the whole fruits in a plantation located in Itacoatiara city-Amazonas. Six independent samplings were done in different months and all the samples were submitted to physical characterization to evaluate size and weight for all parts of the fruit. The process to obtain the oil was done by two methods: mechanical extraction and chemical extraction (Soxhlet system). The chemical extraction was performed for all available samples and the best efficiency was the 50.21%, although all the extractions have presented good results (43-48%). The mechanical process was just performed for the 2010 crop presenting a satisfactory efficiency (33.14%). Then, the oil extracted by the two processes was characterized by several physical-chemical parameters. The oxidative stability by Rancimat was measured for the oils and the result was around 12 hours, this value is considered satisfactory when compared with other species. The fatty acid profile was analyzed by gas chromatography, which indicated the presence of higher concentrations of oleic and linoleic acids. The palmitic, stearic, arachidic and palmitoleic acids were also detected, however in smaller concentrations. The evaluation for thermal and energy potential was done for the oil and byproducts using TG/DTA, immediate analysis and superior heat power techniques. The results of thermal analysis for the oils obtained by chemical and mechanical extraction indicated thermal stability temperature about 180 and 217°C, respectively. Energy evaluation for byproducts was done by immediate analysis and high values for volatile materials were found (65-78%). These values characterize a fuel that can be easy and quickly burned during the combustion process. The results of PCS for the obtained oils presented high values (34-39 MJ/kg), which are close to the ones measured for diesel. For the byproducts, the results were between 17 and 21 MJ/kg, close and even superiors to the literature values for other agricultural residues showing, therefore, great applicability for use in energy generation processes. Finally, reactions with the Jatropha curcas L. oil were made to obtain biofuels through the methylic and ethylic transesterification and thermal cracking. The results for transesterification process were excellent, with efficiency above 90%, however, the physical-chemical evaluation showed that the methylic Biodiesel was the only one in conformity with the Resolution 14/2011 from ANP. A satisfactory efficiency of 75% was obtained for bio-oil. / O pinhão manso é uma espécie vegetal que fornece grande quantidade de óleo e por sua toxidade não pode ser usado na alimentação humana, podendo se transformar em uma alternativa promissora na produção de Biodiesel. Esta Tese teve a finalidade de realizar um estudo analítico, térmico e energético do óleo extraído da espécie oleaginosa pinhão manso (Jatropha curcas L.), cultivada no Estado do Amazonas, assim como dos co-produtos, tais como, cascas do fruto, cascas da semente e torta, presentes na cadeia produtiva de biocombustíveis. Para atingir o objetivo proposto, as atividades experimentais foram iniciadas com a coleta dos frutos na plantação localizada em Itacoatiara-AM. Foram feitas seis coletas em diferentes meses e todas as amostras foram submetidas à caracterização física avaliando o tamanho e a massa para todas as partes do fruto. Em seguida realizou-se o processo de obtenção do óleo, utilizando dois métodos, a extração mecânica e a extração com solvente (Método Soxhlet). A extração com solvente foi realizada para todas as amostras coletadas e o melhor rendimento obtido foi de 50,21%, apesar de ter obtido bons resultados em todas as extrações (43-48%). O processo mecânico foi realizado apenas com o lote da safra de 2010 apresentando um rendimento satisfatório (33,14%). Posteriormente, o óleo extraído foi caracterizado por diversos parâmetros físico-químicos. A estabilidade oxidativa por Rancimat foi realizada para o óleo do pinhão manso ficando em torno de 12 horas, um valor considerado satisfatório quando comparado com outras espécies. O perfil de ácidos graxos foi analisado por cromatografia gasosa, o qual indicou a presença de altas concentrações dos ácidos oléico e linoléico. Os ácidos palmítico, esteárico, araquídico e palmitoléico também foram detectados, porém em concentrações menores. A avaliação do potencial térmico e energético foi realizada para o óleo e os co-produtos utilizando as técnicas de TG/DTA, análise imediata e PCS. Os resultados da análise térmica dos óleos, obtidos via extração química e mecânica, indicaram uma temperatura de estabilidade térmica em torno de 180C e 217C, respectivamente. Na avaliação energética dos co-produtos realizada pela análise imediata houve destaque para o teor de materiais voláteis, que apresentou valores elevados (65-78%), o que caracteriza um combustível mais fácil e rapidamente queimado durante o processo de combustão. Os resultados do PCS para os óleos obtidos apresentaram valores elevados (34-39 MJ/kg) e próximos ao diesel. Para os co-produtos, os resultados ficaram entre 17 e 21 MJ/kg, próximos e até superiores aos valores reportados na literatura para outros resíduos agrícolas mostrando, portanto grande aplicabilidade para utilização em processos de geração de energia. Por fim foram realizadas reações com o óleo de pinhão manso para obter biocombustíveis através da transesterificação metílica e etílica e do craqueamento térmico. Os resultados da transesterificação mostraram-se excelentes, com rendimentos acima de 90%, entretanto a avaliação físico-química mostrou que apenas o Biodiesel metílico ficou em conformidade com a Resolução 14/2011 da ANP. O Bio-óleo obteve um rendimento satisfatório (75%).

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Katia Andressa Santos.pdf: 1963088 bytes, checksum: b32ddfe59cde547120036db9bad8218c (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Crambe (Crambe abyssinica) is an oilseed with high content of oil rich in erucic acid, a fatty acid with industrial application. In the extraction of vegetable oils are traditionally employed methods such as pressing and/or organic solvents, which are known to have several inconvenient. Within this context, this work aims to evaluate the use of propane in subcritical conditions in obtaining crambe oil, comparing the yields and characteristics of the oil obtained by this technique to oil produced by the conventional method with organic solvents hexane and dichloromethane. A 22 factorial design was employed to evaluate the effects of temperature and pressure on the yield of extraction with subcritical propane being used in experiments at temperatures between 40 and 80 oC and pressures between 80 and 160 bar, with a fixed solvent flow rate of 1.6 x10 -3 kg min- 1 and the total extraction time of 80 minutes. Mathematical modeling of the kinetics of subcritical extraction was also performed using the model of Sovová. Crambe oil was characterized as the total fatty acids, free glycerol compounds and levels of tocopherols profile. Also, calorimetric analyzes were performed to determine the oxidative stability of the oil and its melting point. In seeds and bran were determined their chemical composition and contents of phenolic compounds. The results confirmed the high fat seeds of crambe, and obtained yields of 51 and 48% in extractions with dichloromethane and hexane, respectively. In subcritical propane extraction, temperature was the only variable that had an effect on the response, with the highest yield (32.8%) obtained in the condition of 80 °C and 160 bar. The different experimental conditions revealed no significant differences in total, at a significance level of 5% fatty acid profile, and these consist mainly of monounsaturated fatty acids, such as erucic acid (56.72 to 59.38%). In the free fraction glycerol, free fatty acids content below 2% and among the phytosterols, β-sitosterol beyond and campesterol was possible to identify and quantify the brassicasterol, characteristic of the family to which belongs the crambe. Regarding tocopherols, crambe oil extracted with subcritical propane showed high levels of these compounds, especially γ -tocopherol, which directly focused on the oxidative stability. The bran extraction residue, was found to be a source of protein and potential antioxidants, such as phenolic. As for the mathematical modeling, the model Sovová satisfactorily represented the experimental data in all conditions employed. / O crambe (Crambe abyssinica) é uma oleaginosa com elevado teor de óleo rico em ácido erúcico, um ácido graxo de grande aplicação industrial. Na extração de óleos vegetais, tradicionalmente são empregados métodos como a prensagem e/ou a utilização de solventes orgânicos, que são conhecidos por apresentarem diversos inconvenientes. Dentro deste contexto, o presente trabalho visa avaliar a aplicação do propano em condições subcríticas na obtenção de óleo de crambe, comparando os rendimentos e características do óleo obtido por esta técnica ao óleo extraído pelo método convencional com os solventes orgânicos hexano e diclorometano. Um planejamento experimental 22 foi empregado para avaliar os efeitos da temperatura e pressão no rendimento da extração com propano subcrítico, sendo utilizadas nos experimentos temperaturas entre 40 e 80 oC e pressões entre 80 e 160 bar, com vazão fixa de solvente de 1,6x10-3 kg min-1 e tempo total de extração de 80 minutos. Também foi realizada a modelagem matemática da cinética de extração subcrítica empregando o modelo de Sovová. O óleo de crambe foi caracterizado quanto ao perfil de ácidos graxos totais, compostos livres de glicerol e teores de tocoferóis. Ainda, análises calorimétricas foram realizadas para determinar a estabilidade oxidativa do óleo e seu ponto de fusão. Nas sementes e farelos foram determinados sua composição centesimal e teores de compostos fenólicos. Os resultados comprovaram o elevado teor lipídico das sementes de crambe, sendo obtidos rendimentos de 51 e 48% nas extrações com diclorometano e hexano, respectivamente. Na extração com propano subcrítico, a temperatura foi a única variável que apresentou efeito sobre a resposta, sendo o maior rendimento (32,8%) obtido na condição de 80 oC e 160 bar. As condições experimentais não revelaram diferenças significativas quanto ao perfil de ácidos graxos totais, ao nível de significância de 5%, e estes são constituídos majoritariamente por ácidos graxos monoinsaturados, como o ácido erúcico (56,72 a 59,38%). Na fração não ligada ao glicerol, os ácidos graxos livres apresentaram teores abaixo de 2% e, dentre os fitosteróis, além do β-sitosterol e campesterol, foi possível identificar e quantificar o brassicasterol, característico da família à qual o crambe pertence. Quanto aos tocoferóis, o óleo de crambe extraído com propano subcrítico apresentou teores elevados destes compostos, principalmente de γ-tocoferol, o que incidiu diretamente na sua estabilidade oxidativa. O farelo, resíduo da extração, além de potencial proteico revelou ser fonte de compostos antioxidantes, como os fenólicos. Em relação à modelagem matemática, o modelo de Sovová representou satisfatoriamente os dados experimentais em todas as condições empregadas.