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Manejo de irrigação por gotejamento para aplicação de água residuária visando a minimização do entupimento de emissores. / Drip irrigation techniques to mitigate the dripper clogging in wastewater irrigation.

Denis Cesar Cararo 18 October 2004 (has links)
A escassez de água e a grande geração de esgoto doméstico com necessidade de tratamento estimulam o uso de águas residuárias na agricultura. A irrigação por gotejamento caracteriza-se como um sistema seguro para esta finalidade, mas possui como barreira tecnológica o entupimento dos gotejadores. Neste trabalho, objetivou-se selecionar modelos de gotejadores e manejos mitigadores do entupimento por uso de água residuária oriunda de tratamento secundário de esgoto doméstico. Desenvolveu-se o estudo em três etapas: (I) a caracterização de 15 modelos de gotejador novos, (II) a préseleção dos emissores e (III) a seleção da combinação manejo e modelo. Os manejos foram controle, cloração a 0,5 mg L-1 de cloro residual livre ao final da irrigação medido ao final do sistema, ar comprimido a 1,96 kPa na entrada dos emissores e a combinação de cloração e ar comprimido, utilizando-se filtragem de areia (De = 0,59 mm), disco (120 mesh) e tela (200 mesh) em todos os tratamentos. Procederam-se avaliações de vazão e cálculos de coeficiente de variação de vazão (CVq) e de grau de entupimento (GE). Os modelos apresentaram coeficiente de variação de fabricação aceitável e diferentes sensibilidades ao entupimento. O entupimento foi parcial, ocorreu de maneira desuniforme, independente da uniformidade de distribuição de água (UD) do emissor novo, e surgiu pela formação de biofilme bacteriano associado a sólidos dissolvidos. Houve aumentos de vazão em alguns modelos. A cloração reduziu o grau de entupimento ao longo do tempo e evitou o entupimento total em emissores. O modelo B associado à cloração apresentou a maior probabilidade de encontrar emissores na faixa de 5 % de variação de vazão em relação aos novos e o modelo M associado à filtragem ou a tratamentos com ar comprimido, as menores probabilidades. Os manejos mostraram-se semelhantes quanto ao GE e ao CVq e obtiveram-se valores de UD inferiores a 60 %, CVq superiores a 20 % e GE superiores a 5 %. Finalmente, de acordo com o objetivo, selecionou-se o modelo B associado à cloração como a combinação que melhor atenuou o entupimento dos emissores. / The sustainable management of water resources, given the current and projected severe water shortages, requires that appropriate methods of water usage be implemented. One of these is the application of treated wastewater to agricultural land using drip irrigation systems, which is safe and among the most resource efficient methods of irrigation. However, the use of drip irrigation with wastewater is constrained by the potential for clogging in the emitters. To elucidate the mechanism of clogging, fifteen drip emitters models from different manufacturers were tested with secondary treated wastewater in the laboratory and two field experiments were conducted to evaluate emitters and treatments according to the degree of clogging (DC) and flow rate coefficient of variation (CVq). The treatments were control (filtrage only), chlorination (0.5 mg L-1 free residual chlorine injected at the end of each irrigation cycle), compressed air (1.96 kPa in the inlet drippers) and the chlorine and compressed air combination. The manufacture coefficient of variation was acceptable and different clogging susceptibility. The clogging was partial, non-uniform and was caused by biofilm with dissolved solids. Some drippers with overflow rates were noted. The chlorination decreased clogging overtime and reduced the complete clogging. The dripper model B (pressure compensated, flat and inserted in the line, with rectangular elastic membrane over a 30 mm passageway, 0.8 mm narrowest aperture, 1.61 L h-1 under 98 kPa) with chlorination was identified as having the best performance, with the highest number of emitters with a flow rate within five percent of the flow rate when new, and the dripper model M with chlorination was the worst performance with the lowest percent. The filtrage, chlorine and air treatments did not have a statistically significant affect in the DC or CVq. Distribution uniformities higher than 60 %, CVq higher than 20 % and DC higher then 5 % were found. Finally, according to the purposed, It was selected the dripper model B with chlorination as the best combination to mitigate the clogging
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Proposta de norma técnica de ensaio para tubogotejadores de irrigação: resistência ao entupimento por particulados sólidos em suspensão / Proposed Technical Standard Testing dripline (Irrigation): Resistance to clogging by particulates in Suspension

Lucas do Amaral Faria 12 December 2012 (has links)
No mercado nacional de irrigação localizada, a indústria de gotejamento disponibiliza uma ampla gama de emissores, cujas tecnologias são provenientes de diferentes países: Israel, Espanha, EUA, Grécia, Índia, etc. Aos projetistas, técnicos e agricultores irrigantes que atuam no Brasil, cabem à árdua tarefa de selecionar os tipos de emissores mais adequados na implantação dos projetos. Este trabalho teve por objetivo apresentar uma proposta de Norma Técnica para ensaios de tubogotejadores, em função da presença de partículas sólidas em suspensão na água de irrigação. Avaliar o desempenho dos tubos emissores é algo bastante desejado, pois torna a escolha dos emissores mais técnica e segura. Propostas de normas técnicas devem focar a princípio em ensaios de grande porte com a análise de vários emissores simultaneamente, durante a fase inicial de criação do banco de dados. Estudou-se neste trabalho o posicionamento dos emissores tipo pastilha, com os orifícios direcionados para cima e para baixo durante os ensaios, assim como a distribuição do fluxo de água por meio do mainfold de alimentação dos tubogotejadores na bancada e sua influência no caminhamento seletivo de partículas sólidas nos ensaios de grande porte. O experimento foi conduzido em três fases distintas, utilizando-se duas faixas granulométricas de dióxido de silício (SiO2) na água bombeada (areia muito fina e areia média), com as seguintes características: a) partículas com diâmetros de 0,053 a 0,103 mm nas primeiras 80 horas; b) Partículas com diâmetros de 0,103 a 0,250 mm entre 80 a 160 horas e c) Partículas com diâmetros de 0,250 a 0,500 mm entre 160 a 240 horas de ensaio. As fases foram baseadas em duas concentrações de partículas em suspensão, com 125 ppm e 500 ppm para um tempo total de ensaio de 480 horas. Para testar a hipótese de que um mesmo tubogotejador poderia apresentar comportamento diferenciado de resistência ao entupimento em função da posição de entrada do tubogotejador no mainfold, utilizou-se um delineamento em blocos não casualisados e para a comparação das médias de vazões relativas o teste Scott Knott com significância de 5% na análise de variância. Constataram-se diferenças significativas de vazões relativas nos tratamentos de posição dos emissores pastilhas, de tipos de emissores, e posições no mainfold confirmando as hipóteses iniciais do trabalho. Em função dos resultados obtidos sugere-se uma proposta de norma técnica para este tipo de ensaio de resistência ao entupimento de tubogotejadores. / In the market for drip irrigation, drip provides a wide range of issuers, whose technologies are coming from different countries: Israel, Spain, USA, Greece, India, etc.. To designers, technicians and farmers irrigators operating in Brazil, fit the arduous task of selecting the appropriate type of transmitter in deployment projects. The study aimed to propose a Technical Standard for testing large, due to the presence of suspended solids in the irrigation water conducted from August 2010 to June 2012. Evaluate performance of the tubes emitters is quite desired, as it makes the choice of emitters safer and should focus on the large test - analyzing large amounts of both issuers / initial phase of creating the database. We studied also the positioning of the emitters type wafer with holes directed upwards and downwards. The main detail analysis was performed for the distribution of water flow through \"mainfold\" Feed the dripline on the bench and their influence on selective traversal of solid particles in the test large. The experiment was conducted in three distinct stages, using two particle sizes of silicon dioxide (SiO2) in water pumped from very fine sand and medium sand, described below: a) particles with diameters of 0.053 to 0.103 mm in the first 80 hours, b) particles with diameters from .103 to .250 mm 80 to 160 hours and c) Particle diameter 0.250 to 0.500 mm between 160 to 240 hours of testing. The phases are performed in two concentrations of particles in suspension with 125 ppm, and then with 500 ppm of the total time test at 480 hours. To test the hypothesis that the same behavior tubogotejador could present different resistance to clogging as a function of input position with the tubogotejador \"mainfold\", used a non-randomized block design, and the Scott test, with significance of Knott 5% in the analysis of variance to compare the means. Differences were found in the treatments of the emitters position lozenges, flow variations between types of emitters, between blocks (positions of the mainfold) and particle sizes and concentrations of silicon dioxide, confirming the hypothesis initial work. Depending on the results obtained, some models have produced significant effects, and also the different installation positions pad (up, down) and suggest a proposed technical standard for this type of test for resistance to clogging of emitters.
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Estudo da influência de aditivos naturais nos pontos de entupimento a frio, de turbidez e de fulgor de biodiesel e de misturas diesel-biodiesel / Study of natural additive influence in cold filter plugging point, turbidity and flash point in biodiesel and diesel-biodiesel blends

Mattos, Rodrigo Alves de, 1979- 21 August 2018 (has links)
Orientador: Matthieu Tubino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:49:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mattos_RodrigoAlvesde_D.pdf: 2518556 bytes, checksum: a8c7635c9785df284e4cea0c8053443c (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente trabalho foi realizado usando biodieseis preparados a partir de óleos de soja, canola, milho, girassol e, também, de gordura suína, através de reações transesterificação. Para todos esses biodieseis foram determinados o ponto de entupimento a frio, o ponto de fulgor e o perfil cromatográfico. Estes biodieseis foram misturados com diesel de petróleo para se produzir misturas contendo 5% do biocombustível (B5), 10% (B10) e 20% (B20), e os ensaios citados foram realizados nestas amostras. Visando a diminuição do ponto de entupimento a frio, alguns aditivos naturais foram testados e se mostraram eficientes. Por exemplo, o limoneno reduziu o ponto de entupimento do biodiesel de óleo soja em mais de 7°C. No biodiesel de gordura suína a redução foi de 10°C, o que significa o ponto de entupimento a frio em temperatura inferior a 13°C. Os aditivos utilizados são solúveis nos biodieseis estudados e, também, nas misturas diesel-biodiesel, pelo menos nas concentrações testadas. Como importante exemplo de abaixamento do ponto de entupimento a frio das misturas diesel-biodiesel de gordura suína com 10% de biodiesel (B10), podese citar o caso da terebentina que provocou uma redução de aproximadamente 8°C (de 12,7ºC para 5,0°C). Este mesmo aditivo caus ou uma redução de 13,6 ºC (de 20,3ºC para 6,7ºC), na mistura diesel-biodiesel de gordura suína com 20% de biodiesel (B20). Este resultado é muito significativo por implicar na possibilidade de usar este tipo de combustível mesmo em regiões mais ao sul do país durante o inverno / Abstract: The present studies were performed preparing biodiesel from soya, canola, corn, sunflower oils and the fat swine, through transesterification reaction. The biodiesel produced from these oils were studied for: cold filter plugging point, flash point and for chromatographic analysis. The biodiesels were mixed with diesel to produce blends containing 5% of the biofuel (B5), 10% (B10) and 20% (B20), and these samples were also analyzed by the same techniques as discussed earlier. In order to decrease the cold filter plugging point, some natural additives have been tested and were proved effectively. For example, limonene caused more than 7°C reduction in the cold filter plugging point of soybean biodiesel. In the biodiesel obtained from the swine fats, the reduction was found around 10°C and less than 13°C for the cold filter plugging point. The additives are soluble in studied biodiesels and also in the dieselbiodiesel blends, at least, in the concentrations tested. One of the important example of the reduction in the cold filter plugging point of diesel-biodiesel blends of swine fats with 10% biodiesel (B10), using turpentine as additive which caused reduction of approximately 8°C (from 12,7ºC up to 5,0°C). The same additive caused a reduction of 13,6 ºC (from 20.3 ºC up to 6.7 °C) in the cold filter plugging point of diesel -biodiesel blends of swine fats with 20% biodiesel (B20). This result is very significant because it is possible to use this type of fuel in south regions of the country during the winter / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências
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[en] ANALYSIS OF RESERVOIR ROCKS PLUGGING DURING WATER INJECTION OPERATIONS / [pt] ANÁLISE DO ENTUPIMENTO DE ROCHAS RESERVATÓRIO DURANTE OPERAÇÕES DE INJEÇÃO DE ÁGUA

RODRIGO ALVES SPAGNOLO 19 December 2001 (has links)
[pt] O presente trabalho apresenta um estudo paramétrico de alguns fatores intervenientes no processo de entupimento de formações rochosas por sólidos em suspensão, sob injeção de água. Primeiramente se fez uma revisão das formulações mais comumente utilizadas em se tratando de modelos de redução de permeabilidade na literatura técnica especializada. Em seguida, a partir de dois simuladores numéricos, executou- se vários casos de injeção de água,e tais resultados foram comparados entre si e comentários foram feitos a respeito da validade das informações por eles fornecidas. Uma campanha de ensaios foi executada de forma a avaliar alguns parâmetros intervenientes na retenção de partículas em suspensão quando injetadas em um meio poroso, como a rocha. Inicialmente foi feita uma revisão bibliográfica sobre ensaios de injeção já realizados em diversos centros de pesquisas do mundo. Os resultados desses experimentos de injeção, conjugados a análises complementares de microscopia eletrônica, fornecem informações bastantes úteis para determinados aspectos a serem considerados na execução de injeção de água produzida em poços offshore. / [en] The present work presents a parametric study of some intervening factors in the blockage process of rocky formations for solids in suspension, under injection of water.Firstly it was made a review in the specialized technical literature on the formulations more commonly used for modelling the permeability reduction. Next, using two numeric simulators, several examples of water injection were executed, and the results were compared amongst each other. A series of laboratory tests was performed in order to evaluate some intervening parameters in the retention of particles in suspension when injected in a porous medium. Initially it was made a bibliographical review on injection tests carried out in several research centers of the world. The results of the injection experiments, with associated analyses of electronic microscopy, were able to supply useful information for certain aspects to be considered when injecting produced water in offshore wells.
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Desempenho hidráulico de sistema de irrigação com microtubos gotejadores sob fertirrigação / Hydraulic performance of irrigation system under fertirrigation with microtubes drippers.

SILVA, Sonivagno de Sousa 29 July 2011 (has links)
Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-10-13T15:06:26Z No. of bitstreams: 1 Sonivagno de Sousa Silva.pdf: 1092395 bytes, checksum: 8e337ebd4d4b11b5aae5edfb0bca1b16 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T15:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sonivagno de Sousa Silva.pdf: 1092395 bytes, checksum: 8e337ebd4d4b11b5aae5edfb0bca1b16 (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Trickle irrigation is an irrigation technique which expands for the entire world. Use of microtubules as emitters in trickle irrigation has been used in small units of agricultural production due to its low cost and installation. This study evaluated hydraulic performance of four different microtubes (diameter of 0.6; 0.7; 0.8 and 1.0mm) under fertigation, simulating the growth of melon. Coefficient of manufacturing variation, coefficient of variation of discharge, coefficient distribution uniformity and clogging degree were used to determinate susceptibility to clogging. The experiment was conducted with three types of water, the first from a well in the Department of Rural Technology UFRPE, the second with fertilizers as recommended by EMBRAPA (2003), and the third also with fertigation, but according DANTAS (2010). Four lateral lines of the same diameter were installed in a bench trial, each line with 25 equal microtubes. Descriptive statistics was applied to obtain the mean, standard deviation and coefficient of variation. In conclusion, microtubules showed excellent coefficient of manufacturing variation. Distribution uniformity ranged from bad to good depending on the fertilizer and concentrations used. In general, larger diameter microtubes performed better than others. The use of fertilizers has influenced the hydraulic performance of irrigation system. / A irrigação localizada é a técnica que mais apresenta tendências de crescimento mundial. O uso de microtubos como emissores na irrigação localizada tem sido utilizado em pequenas unidades de produção agrícola devido a seu baixo custo de aquisição e instalação. Como forma de verificar a viabilidade técnica da utilização de microtubos o presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho hidráulico de quatro microtubos gotejadores de diferentes diâmetros sob fertirrigação, simulando o cultivo do meloeiro com diferentes recomendações de adubação. Para tal, foi determinado o coeficiente de variação de fabricação (CVf), o coeficiente de variação de vazão (CVq), a uniformidade de distribuição (UD) e o grau de entupimento (GE). O experimento foi conduzido com três tipos de água, sendo o primeiro proveniente de um poço no Departamento de Tecnologia Rural da UFRPE (denominado como controle), a segunda sob fertirrigação conforme recomendação da EMBRAPA (2003), e a terceira também sob fertirrigação, sendo que de acordo com DANTAS (2010). Quatro linhas laterais de mesmo diâmetro foram instaladas em uma bancada de ensaio, sendo cada linha composta por 25 emissores iguais. Foi aplicada a estatística descritiva para a obtenção das médias, desvio padrão e coeficientes de variação. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que os microtubos analisados apresentaram CVf excelente e a uniformidade de distribuição variou de ruim a bom, dependendo dos fertilizantes e concentrações utilizadas. Em geral, os microtubos de maior diâmetro apresentaram melhor desempenho que os demais. O uso de fertilizantes comprometeu o desempenho hidráulico do sistema de irrigação.
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Perda de carga em tubulação de polietileno e avaliação da suscetibilidade ao entupimento de microaspersor operando com água residuária de suinocultura / Head loss in polyethylene tubes and evaluation of susceptibility to clogging up of a microsprinkler distributing wastewater from swine

Tagliaferre, Cristiano 11 July 2003 (has links)
Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-21T13:44:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 755450 bytes, checksum: 17dc3a5d2ac0b089be474f267736cd25 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-21T13:44:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 755450 bytes, checksum: 17dc3a5d2ac0b089be474f267736cd25 (MD5) Previous issue date: 2003-07-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho foi desenvolvido com o propósito de ajustar uma equação de perda de carga contínua em tubulação de polietileno com vários diâmetros, conduzindo água residuária de suinocultura com diferentes concentrações de sólidos totais, bem como avaliar a suscetibilidade ao entupimento de microaspersor operando com água residuária de suinocultura filtrada em telas metálicas de 40, 60 e 80 mesh. Os resultados possibilitaram concluir que: (a) o coeficiente de Hazen-Williams (C) variou de forma acentuada em um mesmo material, nos vários diâmetros e concentrações de sólidos totais estudados, impossibilitando o ajuste de uma equação com um valor (C) médio para polietileno; (b) as equações de perda de carga obtidas pelos modelos de Duffy e Titchener e de Hazen-Williams modificado apresentaram excelentes ajustes, com coeficientes de determinação iguais a 0,9923 e 0,9989, respectivamente. Recomenda-se o seu uso para o cálculo de perda de carga contínua em escoamento de água residuária de suinocultura em tubulações de polietileno; (c) as equações de perda de carga contínua para escoamento de água não devem ser usadas para água residuária de suinocultura com concentrações de sólidos totais variando entre 1,15 e 1,75 g L -1 ; (d) telas metálicas de 40 e 60 mesh deixaram passar pêlos de suínos presentes na água residuária, provocando o entupimento do microaspersor operando com bocais de 0,9 e 1,2 mm, respectivamente; (e) a filtragem da ARS deve ser feita com tela de 80 mesh ou superior, para evitar o entupimento provocado por pêlos de suínos; (f) o microaspersor com diâmetro de bocal igual a 1,8 mm operou adequadamente em todos os tipos de malhas de telas utilizadas na filtragem da água residuária; e (g) o sistema de filtragem testado apresentou-se prático e eficiente quando se usou a tela de 80 mesh. / This study had the aim of fitting an equation which expresses the loss of continuous head in polyethylene tubes of different diameters which carry wastewater from swine at different concentrations of total solids. Moreover, the susceptibility to clogging of a microsprinckler that distributes wastewater of swine filtered through metallic screens of 40, 60, and 80, was evaluated. The following conclusions were drawn: (a) the Hazen-Williams coefficient (C) varied markedly within the same material under the different studied diameters and total concentrations of solids, which made the fitting of an equation with an average value (C) for polyethylene impossible; (b) the equations of head loss obtained by the modified Duffy and Titchener and the Hazen-Williams models presented an excellent adjustment, with determination coefficients of 0,9923 and 0,9989, respectively – its use is recommended to calculate the loss of continuous head in wastewater flowing off in polyethylene tubes; (c) the equations of continuous head loss for water flowing off must not be used for wastewater from swine with total solid concentrations that vary between 1,15 and 1,75 g L -1 ; (d) metallic screens of 40 and 60 meshes allowed pass hair of the swine to slip through, causing obstruction of the microsprinkler with nozzles of 0,9 and 1,2 mm, respectively; (e) the wastewater of swine must be filtered with a 80 mesh or superior, to avoid obstruction by swine hair; (f) the microsprinkler with a 1,8 mm nozzle diameter worked satisfactorily for all types of screens used to filter the wastewater; and (g) the tested filter system proved to be practical and efficient when using a 80 mesh. / Dissertação importada do Alexandria
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Estudo da previsão de propriedades do biodiesel utilizando espectros de infravermelho e calibração multivariada / Study of prediction of biodiesel properties using infrared spectra and multivariate calibration

Camilla Lima Cunha 25 February 2014 (has links)
O biodiesel tem sido amplamente utilizado como uma fonte de energia renovável, que contribui para a diminuição de demanda por diesel mineral. Portanto, existem várias propriedades que devem ser monitoradas, a fim de produzir e distribuir biodiesel com a qualidade exigida. Neste trabalho, as propriedades físicas do biodiesel, tais como massa específica, índice de refração e ponto de entupimento de filtro a frio foram medidas e associadas a espectrometria no infravermelho próximo (NIR) e espectrometria no infravermelho médio (Mid-IR) utilizando ferramentas quimiométricas. Os métodos de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS), regressão de mínimos quadrados parciais por intervalos (iPLS), e regressão por máquinas de vetor de suporte (SVM) com seleção de variáveis por Algoritmo Genético (GA) foram utilizadas para modelar as propriedades mencionadas. As amostras de biodiesel foram sintetizadas a partir de diferentes fontes, tais como canola, girassol, milho e soja. Amostras adicionais de biodiesel foram adquiridas de um fornecedor da região sul do Brasil. Em primeiro lugar, o pré-processamento de correção de linha de base foi usado para normalizar os dados espectrais de NIR, seguidos de outros tipos de pré-processamentos que foram aplicados, tais como centralização dos dados na média, 1 derivada e variação de padrão normal. O melhor resultado para a previsão do ponto de entupimento de filtro a frio foi utilizando os espectros de Mid-IR e o método de regressão GA-SVM, com alto coeficiente de determinação da previsão, R2Pred=0,96 e baixo valor da Raiz Quadrada do Erro Médio Quadrático da previsão, RMSEP (C)= 0,6. Para o modelo de previsão da massa específica, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com R2Pred=0,98 e RMSEP (g/cm3)= 0,0002. Quanto ao modelo de previsão para o índice de refração, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com excelente R2Pred=0,98 e RMSEP= 0,0001. Para esses conjuntos de dados, o PLS e o SVM demonstraram sua robustez, apresentando-se como ferramentas úteis para a previsão das propriedades do biodiesel estudadas / Biodiesel has been widely used as a renewable energy source which contributes to the mineral diesel decrease demand. Therefore, there are several properties that must be monitored in order to produce and distribute biodiesel with the required quality. In this work, the biodiesel physical properties such as specific mass, refractive index and cold filter plugging point were measured and associated with near infrared spectroscopy (NIR) and mid-Infrared spectroscopy (mid-IR) spectra using chemometric tools. The Partial Least Squares Regression (PLS), Interval Partial Least Squares Regression (iPLS), and Support Vector Machines Regression (SVM) with variable selection by Genetic Algorithm (GA) methods were used to model the aforementioned properties. The biodiesel samples were synthesized from different sources such as canola, sunflower, corn, and soybean. Additional biodiesel samples were purchased from a Brazil South Region supplier. Firstly, the preprocessing baseline correction was used to normalize the NIR spectral data, following others preprocessing types were applied in such as the mean center, the first derivative and standard normal variate. The best result for predicting the cold filter plugging point was using Mid-IR spectra and GA-SVM regression method, with high coefficient determination of prediction, R2Pred = 0.94 and low value of the Root Mean Square Error of Prediction, RMSEP (C) = 0.7. For the specific mass prediction model, the best result was obtained using the Mid-IR spectrums and PLS regression, with the R2Pred = 0.98 and RMSEP (g/cm3) = 0.0002. As for a prediction model for the refractive index, the best result was obtained using the Mid-IR spectrums and PLS regression, with the R2Pred = 0.98 and RMSEP = 0.0001. For these datasets, the PLS and SVM models demonstrated theirs robustness, presenting themselves as useful tools for the biodiesel properties prediction studied
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Estudo da previsão de propriedades do biodiesel utilizando espectros de infravermelho e calibração multivariada / Study of prediction of biodiesel properties using infrared spectra and multivariate calibration

Camilla Lima Cunha 25 February 2014 (has links)
O biodiesel tem sido amplamente utilizado como uma fonte de energia renovável, que contribui para a diminuição de demanda por diesel mineral. Portanto, existem várias propriedades que devem ser monitoradas, a fim de produzir e distribuir biodiesel com a qualidade exigida. Neste trabalho, as propriedades físicas do biodiesel, tais como massa específica, índice de refração e ponto de entupimento de filtro a frio foram medidas e associadas a espectrometria no infravermelho próximo (NIR) e espectrometria no infravermelho médio (Mid-IR) utilizando ferramentas quimiométricas. Os métodos de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS), regressão de mínimos quadrados parciais por intervalos (iPLS), e regressão por máquinas de vetor de suporte (SVM) com seleção de variáveis por Algoritmo Genético (GA) foram utilizadas para modelar as propriedades mencionadas. As amostras de biodiesel foram sintetizadas a partir de diferentes fontes, tais como canola, girassol, milho e soja. Amostras adicionais de biodiesel foram adquiridas de um fornecedor da região sul do Brasil. Em primeiro lugar, o pré-processamento de correção de linha de base foi usado para normalizar os dados espectrais de NIR, seguidos de outros tipos de pré-processamentos que foram aplicados, tais como centralização dos dados na média, 1 derivada e variação de padrão normal. O melhor resultado para a previsão do ponto de entupimento de filtro a frio foi utilizando os espectros de Mid-IR e o método de regressão GA-SVM, com alto coeficiente de determinação da previsão, R2Pred=0,96 e baixo valor da Raiz Quadrada do Erro Médio Quadrático da previsão, RMSEP (C)= 0,6. Para o modelo de previsão da massa específica, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com R2Pred=0,98 e RMSEP (g/cm3)= 0,0002. Quanto ao modelo de previsão para o índice de refração, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com excelente R2Pred=0,98 e RMSEP= 0,0001. Para esses conjuntos de dados, o PLS e o SVM demonstraram sua robustez, apresentando-se como ferramentas úteis para a previsão das propriedades do biodiesel estudadas / Biodiesel has been widely used as a renewable energy source which contributes to the mineral diesel decrease demand. Therefore, there are several properties that must be monitored in order to produce and distribute biodiesel with the required quality. In this work, the biodiesel physical properties such as specific mass, refractive index and cold filter plugging point were measured and associated with near infrared spectroscopy (NIR) and mid-Infrared spectroscopy (mid-IR) spectra using chemometric tools. The Partial Least Squares Regression (PLS), Interval Partial Least Squares Regression (iPLS), and Support Vector Machines Regression (SVM) with variable selection by Genetic Algorithm (GA) methods were used to model the aforementioned properties. The biodiesel samples were synthesized from different sources such as canola, sunflower, corn, and soybean. Additional biodiesel samples were purchased from a Brazil South Region supplier. Firstly, the preprocessing baseline correction was used to normalize the NIR spectral data, following others preprocessing types were applied in such as the mean center, the first derivative and standard normal variate. The best result for predicting the cold filter plugging point was using Mid-IR spectra and GA-SVM regression method, with high coefficient determination of prediction, R2Pred = 0.94 and low value of the Root Mean Square Error of Prediction, RMSEP (C) = 0.7. For the specific mass prediction model, the best result was obtained using the Mid-IR spectrums and PLS regression, with the R2Pred = 0.98 and RMSEP (g/cm3) = 0.0002. As for a prediction model for the refractive index, the best result was obtained using the Mid-IR spectrums and PLS regression, with the R2Pred = 0.98 and RMSEP = 0.0001. For these datasets, the PLS and SVM models demonstrated theirs robustness, presenting themselves as useful tools for the biodiesel properties prediction studied

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