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Thesis (MBA)--Stellenbosch University, 2015. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Elektrisiteit is ʼn basiese bron van energie in hedendaagse huishoudings en besighede. Die behoefte na deurlopende elektrisiteit neem toe terwyl die huidige elektrisiteitsverskaffer, ESKOM, ook nie aan die huidige vraag na elektrisiteit kan voorsien nie. Verdere beperkings is die infrastruktuur. Die infrastruktuur is nie so ontwikkel dat elektrisiteit aan 100 persent van die bevolking verskaf kan word nie. Alle plase het nie toegang tot die huidige ESKOM roosterstelsel nie of dit is onprakties om ʼn dienslyn te bou vir die gerief van elektrisiteit. Gevolglik was die meeste boerderybedrywighede in die verlede afhanklik van dieselkragopwekkers. Die gebruik van sonenergie het egter aantrekliker geword en het moontlik meer ekonomies en prakties geword en bied ook ʼn deurlopende krag opsie. Sonstralingsvlakke in Suid Afrika is die hoogste in die wêreld. Die Noord-Kaap word ingesluit in daardie areas in SA wat uiters geskik is vir PV aanlegte. In lande soos Ethiopië en die VSA is sonenergie met PV-tegnologie met groot sukses aangewend in landbouomstandighede vir die voorsiening van elektrisiteit wat ook in SA met sukses aangewend kan word met die uiters geskikte sonbestralingsvlakke. Die grootste voordeel van sonenergie is die oorvloedige beskikbaarheid van die energiebron in SA. Verder is dit volhoubaar, omgewingsvriendelik, hernubaar en heeltemal gratis. Daar is geen bewegende onderdele nie, gevolglik is daar geen geraasbesoedeling nie en is die bedryfskostes van ʼn sonenergie stelsel baie laag. Die nadeel van sonenergie is dat PV-aanlegte slegs elektrisiteit kan opwek wanneer die son skyn. Energiebergingsisteme is nodig om hierdie nadeel te oorbrug of ʼn aanvullende energiebron soos wind moet gebruik word om die tekort aan te vul. Kapitaalspandering is die grootste hindernis in die oprigting van hernubare energiestelsels aangesien dit op een stadium spandeer moet word. Sonenergie is die gewildste energiebron binne die landbousektor in die Noord-Kaap en word deur 88.57 persent van die respondente gebruik terwyl slegs 28.57 persent van die respondente dieselkragopwekkers beskikbaar het as rugsteun fasiliteit vir elektrisiteitvoorsiening. Die belangrikste redes waarom daar oorgeskakel is na sonenergie, was om deurlopende elektrisiteit te verseker en die vermindering van tradisionele energieverbruik. Die studie toon dat sonenergie, oor ʼn 15 jaar leeftyd, ʼn derde van die koste van fossielbrandstowwe kos, alhoewel daar groter aanvanklike kapitaalspandering betrokke is wat as ʼn struikelblok gesien word. Die statistiek wat in die ondersoek versamel is dui daarop dat sonenergie suksesvol aangewend word om te voorsien aan die elektrisiteitbehoeftes van die respondente binne die Noord-Kaap geografiese gebied. Daar is egter geen twyfel dat sonenergie suksesvol, effektief, doeltreffend en ekonomies aangewend kan word as ʼn plaasvervanger vir energie uit fossielbrandstof, binne die landbousektor, op klein en medium skaal in die Noord-Kaap.

Orientador: Rodrigo Máximo Sánchez Román / Banca: Raimundo Leite Cruz / Banca: Marcos Vinicius Folegatti / Resumo: A utilização de água residuária doméstica (ARD) na agricultura irrigada exige medidas de desinfecção para garantir padrões de qualidade e proteger a saúde humana dos patógenos presentes. Raios UV são eficientes para esta finalidade e há diversos relatos de sistemas de desinfecção solar (SODIS - solar disinfection), tanto para a desinfecção de água para consumo humano quanto para a desinfecção de ARD. Não há estudos sobre a eficiência da desinfecção de ARDs utilizando-se diferentes revestimentos nos reatores solares de concreto. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da desinfecção solar de ARD para reúso na agricultura em reatores solares com diferentes colorações: preta, branca e concreto. A ARD, após passar pelo tanque séptico, era conduzida aos reatores, formando lâminas de água residuária com 10 cm de profundidade, que ficavam expostas à radiação solar durante três dias consecutivos. A eficiência da desinfecção foi avaliada pela concentração de coliformes fecais (CF), demanda química de oxigênio (DQO), temperatura do efluente, radiação global, radiação UV, pH e sólidos suspensos totais (SST). Os dados foram analisados utilizando-se análise de regressão propondo-se um modelo matemático que representa a inativação de patógenos. O efluente do tanque séptico utilizado na desinfecção solar apresentou em média os seguintes padrões de qualidade: 1,29 x 106 NMP 100mL-1 (Número mais provável a cada 100ml), 654,96 mgDQO L-1, 180,33 mgSST L-1 e 6,17 de pH. Durante o processo constataram-se melhorias nos padrões DQO e SST nos reatores. / Abstract: The use of domestic wastewater (DWW) in irrigated agriculture requires disinfection measures to protect human health from pathogens. UV rays are effective for this purpose and there are many reports of solar disinfection (SODIS) systems, for both disinfection of drinking water and disinfection of DWW. The literature does not present any studies on the disinfection efficiency of DWW using different colors in concrete solar reactors. The aim of this study was to evaluate the efficiency of DWW solar disinfection for agriculture reuse in solar reactors with different colors: black, white and concrete. DWW, after passing through the septic tank was conducted to the reactors until the water depth reach 10 cm that was exposed to sunlight for three consecutive days. The disinfection efficiency was evaluated by the concentration of fecal coliforms (FC), chemical oxygen demand (COD), effluent temperature, global radiation, UV radiation, pH and total suspended solids (TSS). The data were analyzed using regression analysis and a mathematical model that represents the inactivation of pathogens was proposed. The effluent from the septic tank used for solar disinfection had the following mean quality standards: 1.29 x 106 MPN 100mL-1 654.96 mgCOD L-1, 180.33 mgSST L-1 and pH 6.17. During the process it was noticed improvement in COD as well as TSS concentration in the reactors. Furthermore, the results show that the effluent in different reactors had distinct temperatures: the highest rates were observed in the black reactor ... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-19Bitstream added on 2014-06-13T20:55:19Z : No. of bitstreams: 1 queluz_jgt_me_botfca.pdf: 1104809 bytes, checksum: 3566202d2ec1ce904f94f9952a25c713 (MD5) / A utilização de água residuária doméstica (ARD) na agricultura irrigada exige medidas de desinfecção para garantir padrões de qualidade e proteger a saúde humana dos patógenos presentes. Raios UV são eficientes para esta finalidade e há diversos relatos de sistemas de desinfecção solar (SODIS – solar disinfection), tanto para a desinfecção de água para consumo humano quanto para a desinfecção de ARD. Não há estudos sobre a eficiência da desinfecção de ARDs utilizando-se diferentes revestimentos nos reatores solares de concreto. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da desinfecção solar de ARD para reúso na agricultura em reatores solares com diferentes colorações: preta, branca e concreto. A ARD, após passar pelo tanque séptico, era conduzida aos reatores, formando lâminas de água residuária com 10 cm de profundidade, que ficavam expostas à radiação solar durante três dias consecutivos. A eficiência da desinfecção foi avaliada pela concentração de coliformes fecais (CF), demanda química de oxigênio (DQO), temperatura do efluente, radiação global, radiação UV, pH e sólidos suspensos totais (SST). Os dados foram analisados utilizando-se análise de regressão propondo-se um modelo matemático que representa a inativação de patógenos. O efluente do tanque séptico utilizado na desinfecção solar apresentou em média os seguintes padrões de qualidade: 1,29 x 106 NMP 100mL-1 (Número mais provável a cada 100ml), 654,96 mgDQO L-1, 180,33 mgSST L-1 e 6,17 de pH. Durante o processo constataram-se melhorias nos padrões DQO e SST nos reatores. / The use of domestic wastewater (DWW) in irrigated agriculture requires disinfection measures to protect human health from pathogens. UV rays are effective for this purpose and there are many reports of solar disinfection (SODIS) systems, for both disinfection of drinking water and disinfection of DWW. The literature does not present any studies on the disinfection efficiency of DWW using different colors in concrete solar reactors. The aim of this study was to evaluate the efficiency of DWW solar disinfection for agriculture reuse in solar reactors with different colors: black, white and concrete. DWW, after passing through the septic tank was conducted to the reactors until the water depth reach 10 cm that was exposed to sunlight for three consecutive days. The disinfection efficiency was evaluated by the concentration of fecal coliforms (FC), chemical oxygen demand (COD), effluent temperature, global radiation, UV radiation, pH and total suspended solids (TSS). The data were analyzed using regression analysis and a mathematical model that represents the inactivation of pathogens was proposed. The effluent from the septic tank used for solar disinfection had the following mean quality standards: 1.29 x 106 MPN 100mL-1 654.96 mgCOD L-1, 180.33 mgSST L-1 and pH 6.17. During the process it was noticed improvement in COD as well as TSS concentration in the reactors. Furthermore, the results show that the effluent in different reactors had distinct temperatures: the highest rates were observed in the black reactor ...

Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T21:47:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BaldassinJunior_Ricardo_M.pdf: 12303899 bytes, checksum: eebb86f1faa615631b1652ad9774ddde (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O leite é um dos mais importantes produtos da agropecuária nacional, com cerca de 2/3 das propriedades rurais do país destinando-se à pecuária leiteira e com um dos maiores rebanhos do mundo. Apesar da grandiosidade, o setor ainda sofre com a baixa produtividade, os altos custos e a defasagem tecnológica. Como conseqüência, muitos produtores abandonaram suas atividades diante deste novo cenário competitivo. Atualmente, assuntos como uso racional de energia e aplicação intensiva de tecnologia tem sido intensamente discutidos e abordados, e indicados como aspectos importantes para a obtenção de ganhos de produtividade. Desta forma, visou-se neste trabalho avaliar o uso de energia no processamento de leite de três propriedades (leite pasteurizado tipo ¿A¿ e leite cru refrigerado), bem como, a representatividade dos diversos processos no consumo total, assunto este, ainda pouco conhecido e abordado no país. Objetivando ainda, promover a racionalização energética, avaliaram-se os potenciais de aproveitamento de calor de condensação de sistemas de refrigeração existentes para o aquecimento de água de limpeza e higienização, bem como, avaliou-se a viabilidade técnica e econômica da adequação dos sistemas (operação segundo um bomba de calor com geração simultânea de duas fontes térmicas) em substituição ao uso de resistências elétricas. Dentre as proposta, avaliou-se a adequação realizada em um planta piloto em operação. Com o uso de bomba de calor, a redução no consumo total de energia elétrica foi de até 15% com tempos de retorno dos investimentos variando entre 1,3 e 3,7 anos / Abstract: Milk is one of the most important products of Brazilian agriculture, with about 2/3 of the rural properties dedicated to the milkmaid cattle breeding and with one of the largest flocks of the world. In spite of its size, the sector still suffers of low productivity, high costs and tecnological delay. As a consequence, many producers have abandoned its activities before this new competitive technology were introduced. Now, subjects as, the use rational of energy and intensive application of technology has been discussed intensely resulting in productivity gains. In this work , it was seek to evaluate the use of energy for milk processing in three different properties (pasteurized milk type " A " and refrigerated raw milk). It was also evaluated how representativive the several processes in the total consumption were, a problem, still not very well-known and trated in Brazil. To promote the energy rationalization, the potential use of condensation heat of refrigeration systems was evaluated for the cleaning water heating, as well as, the technical and economic viability of the adaptation of the systems was evaluated (operation according to a heat pump with simultaneous generation of cold and heat) in substitution to the use of electric resistances. In the midst of proposals, an adaptation was evaluated in a pilot plant in operation. With the use of heat pumps, there was a decreasing of 15% in the consumption of eletric energy with payback between 1,3 and 3,7 years / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica