Esta dissertação tem como objetivo mensurar e comparar a viabilidade econômico financeira para a implantação de destilaria com unidades cogeradoras de energia elétrica anexas em duas regiões de expansão da cana-de-açúcar no Brasil: o Norte de Goiás, representado pela cidade de Uruaçu/GO; e o Vale do São Francisco, no semiárido nordestino, representado pela cidade de Casa Nova/BA. Para tanto, utilizou-se a metodologia de fluxos de caixa descontados, calculando-se os indicadores de Valor Presente Líquido - VPL, Taxa Interna de Retorno - TIR, Payback descontado - PBD e Relação Benefício-Custo - RBC para projetos de mesmo tamanho nas duas regiões propostas. Além disso, foram feitas análises de sensibilidade com o objetivo de captar as incertezas intrínsecas nos modelos desenvolvidos. Dados primários foram obtidos junto a usinas e produtores de cana-de-açúcar, tendo como base a safra 2007/08. Como resultado, verificou-se que a região de Uruaçu/GO apresentou maior nível de atratividade econômico financeira em comparação a Casa Nova/BA, dados os respectivos VPL de R$ 181,57 milhões e R$ 66,73 milhões, num horizonte de 30 anos e com uma Taxa Mínima de Atratividade - TMA real de 8,02%. Em um cenário alternativo admitiu-se a presença de financiamento de 80% do capital investido no empreendimento. Neste caso, os VPL foram de R$ 503,37 milhões para Uruaçu/GO e R$ 318,50 milhões para Casa Nova/BA. As análises de sensibilidade mostraram que as variáveis que mais impactam nos indicadores de viabilidade econômico financeira são o preço de venda do etanol e a produtividade média da lavoura de cana-de-açúcar. Concluiu-se ainda, que há viabilidade econômico financeira na instalação de destilarias produtoras de etanol para exportação em ambas as regiões analisadas, indicando-se a região Norte de Goiás como aquela mais apta ao recebimento de investimentos no setor alcooleiro na atualidade. Por outro lado, o Vale do São Francisco apresenta a vantagem desta ser uma região exclusa da polêmica questão da concorrência energético alimentícia, podendo ser considerada uma nova área para a exploração sucroalcooleira no Brasil. / The purpose of this dissertation is to measure and compare financial and economic viability indexes for building ethanol plants with cogeneration units of electrical power in two Brazils sugar cane expansion regions: the North of Goias, represented by the city of Uruaçu/GO; and the Sao Francisco Valley, on the northwest semiarid area, represented by the city of Casa Nova/BA. Discounted cash-flow methodology was used to compute the Net Present Value - NPV, Internal Rate of Return - IRR, Discounted Payback Period - DPP and Benefit-Cost Ratio - BCR. Besides of that, sensibility analysis methods were applied with the objective to find intrinsic uncertainties in the developed models. Primary data were obtained through sugar cane units close to those regions during the 2007/08 harvest season. As results, it has been found out that the Uruaçu/GO region presented higher financial economic viability levels compared to the Casa Nova/BA region, due to the respective NPV of R$ 181,57 million and R$ 66,73 million over a 30-year horizon using a real discount rate of 8,02%. In an alternative scenario, it has been admitted the presence of 80% financial loan of the initial undertaking investments. In this case, the NPV were estimated as R$ 503,37 million for Uruaçu/GO and R$ 318,50 million for Casa Nova/BA. Sensibility analysis showed higher impacts on the financial economic indicators through ethanol price and the average productivity of the sugar cane crop. We concluded that there is financial economic viability in installing ethanol plants for exportation in both analyzed regions; however the North of Goias region is the most appropriate region. Whereas Sao Francisco Valley region presented the advantage of being an abstain region from the polemic question of agriculture for food or energy and being a new area for the ethanol production in Brazil.

O presente trabalho teve como objetivo delinear cenários para o consumo de etanol utilizado como combustível em países identificados como fundamentais no desenvolvimento do mercado internacional de etanol, como é o caso dos Estados Unidos, Japão, União Européia e Brasil, considerando-se um horizonte até o ano de 2012, ano pelo qual os países ratificaram, pelo Protocolo de Quioto, o compromisso de reduzir a emissão de gases causadores do efeito estufa. Para cumprir tal objetivo, utilizou-se do modelo Box-Jenkins de séries temporais para se efetuar as projeções do consumo de gasolina nestes países, no caso da União Européia projetou-se o consumo da Alemanha, isoladamente, e do conjunto das quatro maiores economias européias: Alemanha, França, Itália e Reino Unido. Após a realização das projeções, utilizaram-se as metas de mistura de etanol, em processo de discussão nos países em questão, obtendo-se os cenários de consumo de etanol. No caso brasileiro, projetou-se o consumo de álcool anidro, misturado na gasolina, e o consumo de álcool hidratado. Para os Estados Unidos, construi-se três cenários alternativos: no primeiro estimou-se um consumo de aproximadamente 7,2 bilhões de litros de etanol no ano de 2012; no segundo, um consumo de 12,3 bilhões de litros; e, no terceiro, um consumo de 18,9 bilhões de litros no ano de 2012. Nestes três cenários, os produtores americanos de milho teriam plena capacidade de suprir a oferta, mantendo-se o sistema de subsídios para os produtores domésticos e tarifas incidentes sobre a importação de etanol. O Japão foi o país desenvolvido analisado com maior potencial para se tornar um grande importador de etanol brasileiro. Caso a mistura compulsória de 3% até 2007 e 10% a partir de 2008 venha a ser efetivada, isto implicaria em uma grande expansão no consumo de etanol para cerca de 6,5 bilhões de litros no ano de 2012. O montante de etanol consumido deve ser basicamente importado, devido à indisponibilidade do país em produzir etanol. Na União Européia, caso a Alemanha venha a adotar uma mistura de 2% de etanol na gasolina, isto implicaria em consumo de aproximadamente 360,5 milhões de litros no ano de 2012. Caso os quatro países europeus analisados adotem a mistura de 2 % de etanol na gasolina, o consumo seria da ordem de 1,36 bilhões de litros no ano de 2012. Projetou-se, ainda, o consumo de álcool anidro e hidratado no Brasil. Apesar da potencialidade do mercado japonês e da possibilidade de exportar para a Alemanha, o mercado brasileiro continua sendo o maior mercado potencial para o setor sucroalcooleiro brasileiro. Caso o preço do álcool hidratado se mantenha competitivo em relação ao da gasolina, este mercado possui um grande potencial de crescimento, principalmente com a possibilidade de expansão da frota de carros bicombustíveis. Mantendo-se a trajetória de crescimento de 2002 e 2003, o consumo do álcool hidratado poderá atingir 17,4 bilhões de litros em 2012. / The present work aimed to delineate scenarios for ethanol consumption used as fuel in countries identified as fundamental for the growth of the international market of ethanol, such as the United States, Japan, European Union and Brazil, considering a horizon until the year of 2012, when the countries ratified, through the Kyoto Protocol, the commitment to reduce the emission of gases which cause the greenhouse effect. In order to do so, a Box-Jenkins model of time series was delineated and estimated to forecast the gasoline consumption in these countries. In the case of the European Union the consumption of Germany was first projected separately, and then the consumption of the group of the four biggest European economies: Germany, France, Italy and United Kingdom was also projected as a group. After figuring out the projected consumption levels, the goals of mixture of ethanol were used, along with the countries in question, establishing their own scenarios of ethanol consumption. In the Brazilian case, the consumption anhydrous alcohol, mixed with the gasoline, was projected separately from the hydrated alcohol consumption. For the United States, three alternative scenarios were projected: the first estimated a consumption of roughly 7.2 billion liters of ethanol in the year of 2012; the second, a consumption of 12.3 billion liters; and the third, a consumption of 18.9 billion liters for the year of 2012. In these three scenarios, the American maize producers would have full capacity to supply the demand, considering that the existing subsidies for domestic producers and tariffs upon ethanol imports remain. The results showed that Japan was the developed country with greater potential to become a Brazilian importer of ethanol. In case the compulsory mixture of 3% up to 2007 and 10% until 2008 becomes effective, the consumption of ethanol would expand by 6.5 billion liters in the year of 2012. The amount of ethanol consumed in Japan must basically be imported, since the country does not produce the fuel. In the European Union, considering that Germany adopts a mixture of 2% of ethanol in the gasoline, a consumption of approximately 360.5 million liters would result in 2012. In case the four European countries considered for the analysis adopt the mixture of 2 % of ethanol in the gasoline, the consumption would be about 1.36 billion liters by 2012. The anhydrous and hydrated alcohol consumption was also projected for Brazil. Despite the potential of the Japanese market and the possibility to export to Germany, the Brazilian market continued to be the biggest potential market for the Brazilian sugar-ethanol sector. In case the price of the hydrated alcohol remains competitive compared to gasoline, it has a great potential of growth, mainly with the possibility of expansion of the fleet of flex fuel cars. If the growth rate that prevailed for 2002 and 2003 is sustained, the consumption of the hydrated alcohol is likely to reach 17.4 billion liters by 2012.

Esta dissertação tem como objetivo mensurar e comparar a viabilidade econômico financeira para a implantação de destilaria com unidades cogeradoras de energia elétrica anexas em duas regiões de expansão da cana-de-açúcar no Brasil: o Norte de Goiás, representado pela cidade de Uruaçu/GO; e o Vale do São Francisco, no semiárido nordestino, representado pela cidade de Casa Nova/BA. Para tanto, utilizou-se a metodologia de fluxos de caixa descontados, calculando-se os indicadores de Valor Presente Líquido - VPL, Taxa Interna de Retorno - TIR, Payback descontado - PBD e Relação Benefício-Custo - RBC para projetos de mesmo tamanho nas duas regiões propostas. Além disso, foram feitas análises de sensibilidade com o objetivo de captar as incertezas intrínsecas nos modelos desenvolvidos. Dados primários foram obtidos junto a usinas e produtores de cana-de-açúcar, tendo como base a safra 2007/08. Como resultado, verificou-se que a região de Uruaçu/GO apresentou maior nível de atratividade econômico financeira em comparação a Casa Nova/BA, dados os respectivos VPL de R$ 181,57 milhões e R$ 66,73 milhões, num horizonte de 30 anos e com uma Taxa Mínima de Atratividade - TMA real de 8,02%. Em um cenário alternativo admitiu-se a presença de financiamento de 80% do capital investido no empreendimento. Neste caso, os VPL foram de R$ 503,37 milhões para Uruaçu/GO e R$ 318,50 milhões para Casa Nova/BA. As análises de sensibilidade mostraram que as variáveis que mais impactam nos indicadores de viabilidade econômico financeira são o preço de venda do etanol e a produtividade média da lavoura de cana-de-açúcar. Concluiu-se ainda, que há viabilidade econômico financeira na instalação de destilarias produtoras de etanol para exportação em ambas as regiões analisadas, indicando-se a região Norte de Goiás como aquela mais apta ao recebimento de investimentos no setor alcooleiro na atualidade. Por outro lado, o Vale do São Francisco apresenta a vantagem desta ser uma região exclusa da polêmica questão da concorrência energético alimentícia, podendo ser considerada uma nova área para a exploração sucroalcooleira no Brasil. / The purpose of this dissertation is to measure and compare financial and economic viability indexes for building ethanol plants with cogeneration units of electrical power in two Brazils sugar cane expansion regions: the North of Goias, represented by the city of Uruaçu/GO; and the Sao Francisco Valley, on the northwest semiarid area, represented by the city of Casa Nova/BA. Discounted cash-flow methodology was used to compute the Net Present Value - NPV, Internal Rate of Return - IRR, Discounted Payback Period - DPP and Benefit-Cost Ratio - BCR. Besides of that, sensibility analysis methods were applied with the objective to find intrinsic uncertainties in the developed models. Primary data were obtained through sugar cane units close to those regions during the 2007/08 harvest season. As results, it has been found out that the Uruaçu/GO region presented higher financial economic viability levels compared to the Casa Nova/BA region, due to the respective NPV of R$ 181,57 million and R$ 66,73 million over a 30-year horizon using a real discount rate of 8,02%. In an alternative scenario, it has been admitted the presence of 80% financial loan of the initial undertaking investments. In this case, the NPV were estimated as R$ 503,37 million for Uruaçu/GO and R$ 318,50 million for Casa Nova/BA. Sensibility analysis showed higher impacts on the financial economic indicators through ethanol price and the average productivity of the sugar cane crop. We concluded that there is financial economic viability in installing ethanol plants for exportation in both analyzed regions; however the North of Goias region is the most appropriate region. Whereas Sao Francisco Valley region presented the advantage of being an abstain region from the polemic question of agriculture for food or energy and being a new area for the ethanol production in Brazil.

O presente trabalho teve como objetivo delinear cenários para o consumo de etanol utilizado como combustível em países identificados como fundamentais no desenvolvimento do mercado internacional de etanol, como é o caso dos Estados Unidos, Japão, União Européia e Brasil, considerando-se um horizonte até o ano de 2012, ano pelo qual os países ratificaram, pelo Protocolo de Quioto, o compromisso de reduzir a emissão de gases causadores do efeito estufa. Para cumprir tal objetivo, utilizou-se do modelo Box-Jenkins de séries temporais para se efetuar as projeções do consumo de gasolina nestes países, no caso da União Européia projetou-se o consumo da Alemanha, isoladamente, e do conjunto das quatro maiores economias européias: Alemanha, França, Itália e Reino Unido. Após a realização das projeções, utilizaram-se as metas de mistura de etanol, em processo de discussão nos países em questão, obtendo-se os cenários de consumo de etanol. No caso brasileiro, projetou-se o consumo de álcool anidro, misturado na gasolina, e o consumo de álcool hidratado. Para os Estados Unidos, construi-se três cenários alternativos: no primeiro estimou-se um consumo de aproximadamente 7,2 bilhões de litros de etanol no ano de 2012; no segundo, um consumo de 12,3 bilhões de litros; e, no terceiro, um consumo de 18,9 bilhões de litros no ano de 2012. Nestes três cenários, os produtores americanos de milho teriam plena capacidade de suprir a oferta, mantendo-se o sistema de subsídios para os produtores domésticos e tarifas incidentes sobre a importação de etanol. O Japão foi o país desenvolvido analisado com maior potencial para se tornar um grande importador de etanol brasileiro. Caso a mistura compulsória de 3% até 2007 e 10% a partir de 2008 venha a ser efetivada, isto implicaria em uma grande expansão no consumo de etanol para cerca de 6,5 bilhões de litros no ano de 2012. O montante de etanol consumido deve ser basicamente importado, devido à indisponibilidade do país em produzir etanol. Na União Européia, caso a Alemanha venha a adotar uma mistura de 2% de etanol na gasolina, isto implicaria em consumo de aproximadamente 360,5 milhões de litros no ano de 2012. Caso os quatro países europeus analisados adotem a mistura de 2 % de etanol na gasolina, o consumo seria da ordem de 1,36 bilhões de litros no ano de 2012. Projetou-se, ainda, o consumo de álcool anidro e hidratado no Brasil. Apesar da potencialidade do mercado japonês e da possibilidade de exportar para a Alemanha, o mercado brasileiro continua sendo o maior mercado potencial para o setor sucroalcooleiro brasileiro. Caso o preço do álcool hidratado se mantenha competitivo em relação ao da gasolina, este mercado possui um grande potencial de crescimento, principalmente com a possibilidade de expansão da frota de carros bicombustíveis. Mantendo-se a trajetória de crescimento de 2002 e 2003, o consumo do álcool hidratado poderá atingir 17,4 bilhões de litros em 2012. / The present work aimed to delineate scenarios for ethanol consumption used as fuel in countries identified as fundamental for the growth of the international market of ethanol, such as the United States, Japan, European Union and Brazil, considering a horizon until the year of 2012, when the countries ratified, through the Kyoto Protocol, the commitment to reduce the emission of gases which cause the greenhouse effect. In order to do so, a Box-Jenkins model of time series was delineated and estimated to forecast the gasoline consumption in these countries. In the case of the European Union the consumption of Germany was first projected separately, and then the consumption of the group of the four biggest European economies: Germany, France, Italy and United Kingdom was also projected as a group. After figuring out the projected consumption levels, the goals of mixture of ethanol were used, along with the countries in question, establishing their own scenarios of ethanol consumption. In the Brazilian case, the consumption anhydrous alcohol, mixed with the gasoline, was projected separately from the hydrated alcohol consumption. For the United States, three alternative scenarios were projected: the first estimated a consumption of roughly 7.2 billion liters of ethanol in the year of 2012; the second, a consumption of 12.3 billion liters; and the third, a consumption of 18.9 billion liters for the year of 2012. In these three scenarios, the American maize producers would have full capacity to supply the demand, considering that the existing subsidies for domestic producers and tariffs upon ethanol imports remain. The results showed that Japan was the developed country with greater potential to become a Brazilian importer of ethanol. In case the compulsory mixture of 3% up to 2007 and 10% until 2008 becomes effective, the consumption of ethanol would expand by 6.5 billion liters in the year of 2012. The amount of ethanol consumed in Japan must basically be imported, since the country does not produce the fuel. In the European Union, considering that Germany adopts a mixture of 2% of ethanol in the gasoline, a consumption of approximately 360.5 million liters would result in 2012. In case the four European countries considered for the analysis adopt the mixture of 2 % of ethanol in the gasoline, the consumption would be about 1.36 billion liters by 2012. The anhydrous and hydrated alcohol consumption was also projected for Brazil. Despite the potential of the Japanese market and the possibility to export to Germany, the Brazilian market continued to be the biggest potential market for the Brazilian sugar-ethanol sector. In case the price of the hydrated alcohol remains competitive compared to gasoline, it has a great potential of growth, mainly with the possibility of expansion of the fleet of flex fuel cars. If the growth rate that prevailed for 2002 and 2003 is sustained, the consumption of the hydrated alcohol is likely to reach 17.4 billion liters by 2012.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Sakae.pdf: 1745782 bytes, checksum: 1d832d38287a9925a8da302de8ee4f87 (MD5) Previous issue date: 2013-06-04 / This work presents the development of an electrochemical sensor, based on the modification of a graphite polyurethane composite electrode with 5% of Ni/SBA-15, applied to the determination of Cu2+ in ethanol fuel. In this study a comparison between the electrodes of graphite polyurethane was made, with and without the modifier SBA-15 composite. The study was carried out with the anodic stripping voltammetry technique in the square wave mode (ASV/SW) and the standard addition method. From the calibration curve, it was found that when Ni is incorporated in to silica nanomaterial, the slope is about two times higher than when metal that has not been incorporated into the nanocomposite. The electrochemical sensor containing Ni/SBA-15 was then evaluated electroanalytically for determination of Cu2+ in ethanol fuel samples, using the ASV/SW, and as a supporting electrolyte, the ammonium sulphate ((NH4)2(SO4)) 0,1 mol L-1 and pH = 3. After voltammetric study for optimization of experimental conditions and equipment, we obtained the following data, considered ideal: deposition potential (Edep) = -0,5 V; preconcentration time (tpré) = 160 s; frequency (Freq.) = 60 Hz, amplitude (amp) = 25mV and step potential ( step) = 5 mV. For statistical validation procedure, the accuracy of the method was determined through recovery tests, whose results were concordant, showing a recovery value in the concentration of Cu2+, 91%. The results obtained in the analyzed sample had an average value of 6,07 x 10-8 to Cu2+ concentration, showing that the graphite polyurethane composite electrode modified with Ni/SBA-15 is a great sensor for Cu2+. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor eletroquímico, a partir da modificação do eletrodo compósito de grafite poliuretana com Ni/SBA-15, em 5% deste modificador, aplicado na determinação de Cu2+ em etanol combustível. Neste estudo, fez-se uma comparação entre os eletrodos de compósito grafite poliuretana, com e sem o modificador SBA-15. O estudo foi realizado com Voltametria de Redissolução Anódica no modo onda quadrada (ASV/SW) e o método de adição padrão. A partir da curva analítica, observou-se que, quando se incorpora o Ni ao nanomaterial de sílica, a sensibilidade é aproximadamente duas vezes maior do que quando não se tem este metal presente no nanocompósito. O sensor eletroquímico com Ni/SBA-15 foi, então, avaliado eletroanaliticamente, para determinação de Cu2+ em amostras de etanol combustível, utilizando como eletrólito suporte o sulfato de amônio ((NH4)2(SO4)) 0,1 mol Lˉ¹, em pH 3. Após um estudo voltamétrico preliminar, para otimização das condições experimentais e do equipamento, obteve-se os seguintes dados, considerados adequados para as análises: potencial de deposição (Edep) = -0,5 V; tempo de pré-concentração (tpré) = 160 s; frequência (Freq.) = 60 Hz; amplitude (amp) =25mV e potencial de escada (Eescada) = 5 mV. Para validação estatística do procedimento, a exatidão do método foi determinada, através de testes de recuperação, cujos resultados foram concordantes, apresentando um valor de recuperação na concentração de Cu2+, de 91%. Os resultados obtidos na amostra analisada apresentaram um valor médio de 6,07 x 10ˉ8 mol Lˉ¹ para a concentração de Cu2+, mostrando que o eletrodo compósito grafite poliuretana modificado com Ni/SBA-15 é um sensor adequado para determinar Cu2+ neste tipo de amostra.

Thesis (MBA)--Stellenbosch University, 2006. / ENGLISH ABSTRACT: The adoption of the White Paper on the promotion of Renewable Energy and clean fuels in 2003, opened the playing field for participants from other industries than the conventional petroleum, to participate in the fuel industry in South Africa. South Africa is a net importer of crude oil, which accounts for 92% of liquid fuels supply in South Africa. Although the country has significant coal reserves which can supply the country's demand for approximately 200 years, this energy source contributes significantly to CO, emissions. South Africa's participation in the Kyoto Protocol compels it to abide by its commitments to reduce these emissions between 2008 and 2012. The country's dependence on energy to fuel its growing economy, and the infiationary impact that oil imports has had on the country's economy, has prompted government to explore alternative sources of energy to reduce its dependence on fossil fuels and especially importing crude oil. As a result of this, and in an attempt to increase the potential for the successful implementation of ASGISA, government is exploring the feasibility of introducing an E10 fuel blend to the South African petrol blend. In view of th is, government has in it Accelerated and Sustainable Growth Initiative (ASGISA) targeted the development of the bio-fuels industry as an industrial sector that presents opportunities to create opportunities for sustainable growth and development. In view of this, the fiedgling fuel-ethanol industry (which is in its construction phase at the t ime of writing this report), faces lucrative prospects for the agricultural industry, especially maize- and ethanol producers. It is anticipated that the fuel-ethanol industry will create between 8000 and 10000 direct and indirect employment opportunities per plant. This will result in significant investment in rural areas as well. The creation of employment in the rural areas will prevent the large-scale urbanisation that has become a phenomenon in the past decade, as a result of dwindling agricultural industries. The production of ethanol presents the opportunity to earn foreign exchange, especially if the industry embarks on large scale export strategies. In addition to the export market, the local market for ethanol consist of the possible E10 petrol-blend and to supply Eskom with ethanol to fuel its gas turbine electricity generators at Acacia, Port Rex, as well as the anticipated generators at Atlantis and Mossel Bay. This document is a report on the investigation of the economic evaluation of a bio-fuel industry in South Africa. It will explore the current outlook for fossil fuel reserves, supplies and demand, both internationally and locally. It will report on the phenomenon of peak oil production and some opinions thereon . An investigation into the most probable biomass that can be used as feedstock for bio-fuel production will conducted. In this regard, specific investigation into maize, sugar cane (for fuelethanol) and Jatropha eureas (for bio-diesel) will be conducted. The report will explore the most efficient ethanol production processes, for both maize- and sugar-to-ethanol production, with the weight of the document to be attributed to the economic impact that the adoption of the fuel-ethanol programme / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die publisering van die Witskrif oor die promosie van hernieubare energiebronne en skoon brandstowwe in 2003, het die speelveld vir deelname aan die brandstof industrie oopgemaak vir rolspelers buiten die konvensionele petroleum maatskappye. Suid-Afrika is 'n netto invoerder van ru-olie en het in 2004 ongeveer 92% van die totale vloeibare brandstowwe ingevoer. Alhoewel die land aansienlike steenkool reserwes het om te voorsien in die aanvraag vir die volgende ongeveer 200 jaar, dra hierdie energiebron aansienlik by tot die koolstofdioksied vrystellings. Suid-Afrika se deelname aan die Kyoto Protokol van 1998, dwing die land om te voldoen aan die ondernemings wat gemaak is om hierdie koolstofdioksied vrystellings te verminder tussen 2008 en 2012. Die land se afhanklikheid van energiebronne om groei te stimuleer, asook die inflasionistiese effek van olie invoere op die ekonomie, het die regering genoop om alternatiewe bronne van energie te ondersoek sodat die afhanklikheid van olie verminder kan word. Uiteenlopend hiervan en om die implementering van ASGISA te stimuleer, ondersoek die regering tans die moontlikheid om 'n E10 petrol vermenging in die petrol formule te spesifiseer. Uit die oogpunt van ASGISA (Accelerated and Sustainable Growth Initiative) van Suid-Afrika, het die regering die ontwikkeling van die bio-brandstowwe industrie geoormerk om geleenthede te skep vir volhoubare ontwikkeling en groei. Met die oog hierop, voorspel die etanol bedryf, wat ten tyde van die skryf van hierdie verslag nog in kontruksie was, winsgewende potensiaal vir die landboubedryf, veral mielie produsente. Dit word verwag dat die etanol bedryf tussen ongeveer 8000 en 10000 direkte en indirekte werksgeleenthede sal skep, veral in die landelike gebiede. Dit sal grotendeels bydra tot die voorkoming van die voortslepende ontvolking van die platteland wat oor die afgelope jare 'n verlammende effek op plattelandse gebiede gehad het. Dit word ook voorsien dat daar aansienlike belegging in die platteland sal plaasvind en al hierdie faktore sal bydra tot die voorkoming van verstedeliking . Die etanol bedryf skep die geleentheid om buitelandse valuta te genereer, veral as die industrie op uitvoere gaan konsentreer. Indien 'n plaaslike mark beoog word , sal die implementering van die E10 vermenging 'n besliste mark skep. 'n Alternatiewe mark wat ondersoek kan word, en wat groot geleentheid skep, is Eskom, wat tans ingevoerde diesel verbruik om hul gas turbine krag opwekkers by Acacia en Port Rex van brandstof te voorsien . Indien die beoogde turbines by Atlantis en Mosselbaai gebou word, sal die mark vir plaaslike etanol verdubbel. Hierdie dokument is 'n verslag oor die ondersoek wat gedoen is na die lewensvatbaarheid van 'n brandstof etanol bedryf in Suid-Afrika. Dit berig oor die huidige uitkyk oor die fossiel brandstof reserwes in die wereld en plaaslik. Dit opper die vraagstuk oor piek olie produksie fenomeen wat uiteenlopende debate ontketen het. Die verslag dek die waarskynlike bronne van biomassa wat aangewend kan word in die produksie van etanol, met spesifieke verwysing na mielies, suikerriet en Jatropha curcas. Die mees effektiewe produksie metodes word verder ondersoek wat van toepassing is op beide mielies en suikerriet. Die mees relevante deeI van die verslag is die ondersoek na die ekonomiese impak wat die industrie op die Suid-Afrikaanse ekonomie mag hê, waarna die nodige gevolgtrekkings en aanbevelings gemaak sal word.

Durante a produção industrial de etanol combustível, as linhagens comerciais de Saccharomyces cerevisiae introduzidas no processo são naturalmente substituídas por linhagens selvagens, cuja origem é desconhecida. Com os objetivos de entender melhor esta questão, de se saber mais sobre o habitat natural de S. cerevisiae, e também na busca de fenótipos de interesse para aplicações industriais, avaliamos neste estudo características fisiológicas e genéticas de 14 linhagens selvagens de S. cerevisiae isoladas de Mata Atlântica e Cerrado brasileiros. Cultivos foram realizados em condições padrão de laboratório, sem ou com estresses térmico, ácido ou etanólico e também em condições similares às usadas na indústria. Como principal resultado, a linhagem S. cerevisiae UFMG-CM-Y257 apresentou alta velocidade específica de crescimento (0,57 ± 0,02 h-1), alto rendimento em etanol (1,65 ± 0,02 mol etanol mol hexose-equivalente-1), alta produtividade em etanol (0,19 ± 0,00 mol L-1 h-1), alta tolerância ao ácido acético (10 g L-1) e à alta temperatura (40 oC). / During industrial fuel ethanol production, the commercial Saccharomyces cerevisiae strains introduced in the process are naturally substituted by wild strains, whose origin is unknown. With the aims of gaining insight into this issue, of getting a better understanding on the natural habitat of S. cerevisiae, and also of identifying industrially relevant phenotypes, we performed a physiological and genetic characterization of 14 indigenous S. cerevisiae strains, isolated from Atlantic Forest and Cerrado biomes in Brazil. Cultivations were performed under standard laboratory conditions, with or without stress (high temperature, acid or ethanol), and also under conditions mimicking the industrial environment. As a main result, we identified S. cerevisiae UFMG-CM-Y257 as a strain displaying high specific growth rate (0.57 ± 0.02 h-1), high ethanol yield (1.65 ± 0.02 mol ethanol mol hexose-equivalent-1), high ethanol productivity (0.19 ± 0.00 mol L-1 h-1), high acetic acid tolerance (10 g L-1) and high temperature tolerance (40 oC).

122 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-03-22T17:20:17Z No. of bitstreams: 1 Tese corrigida final.pdf: 1322795 bytes, checksum: a277616fb5634d49040e3b569eae8dd2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-06-05T17:38:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese corrigida final.pdf: 1322795 bytes, checksum: a277616fb5634d49040e3b569eae8dd2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-05T17:38:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese corrigida final.pdf: 1322795 bytes, checksum: a277616fb5634d49040e3b569eae8dd2 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES / No presente trabalho, desenvolveu-se um método alternativo para determinação de cobre, ferro, níquel e zinco, usando a espectrometria de fluorescência de raios-X com energia dispersiva (EDXRF), em amostras de etanol combustível e cachaça, após procedimento de pré-concentração. O procedimento consistiu na retenção dos analitos em papel cromatográfico de troca iônica, suporte sólido que se mostrou apropriado para medições diretas por EDXRF. Algumas variáveis foram otimizadas e os melhores resultados obtidos foram: vazão de amostragem de 2,0 mL min-1, pH entre 5,0 e 7,5 e volume de amostragem de 10 mL. No procedimento, com auxílio de uma bomba peristáltica, alíquotas da solução padrão ou amostra foram passadas em papel cromatográfico de troca catiônica, que foi cortado em círculos com 13 mm de diâmetro e adaptados em suporte para filtração. Após a secagem dos papéis cromatográficos, foram realizadas medições diretas no papel empregando espectrômetro de fluorescência de raios-x de energia dispersiva. As curvas de calibração apresentaram resposta linear no intervalo de 0,050 a 1,50 μg mL-1 dos analitos. As repetibilidades, expressas em termos de RSD das soluções-padrão contendo 0,25 μg mL-1 de Cu, Fe, Ni e Zn, calculadas a partir de 15 determinações consecutivas, foram de 2,5, 2,8, 3,0 e 2,7%; e 3,1, 2,9, 2,8 e 2,7%, para matrizes com 96% e 50% de etanol, respectivamente. Obteve-se limites de quantificação (LQ) iguais a 43, 50, 50 e 40; e 47, 54, 59 e 45 μg mL-1, para matrizes com 96% e 50% de etanol, respectivamente. O procedimento foi verificado através de testes de recuperação, adicionando-se 100 μg L-1 de cada metal nas diferentes amostras, com resultados entre 92 e 99%. Os resultados obtidos pelo método proposto foram comparados com os resultados obtidos por um método comparativo usando ICP OES, após digestão das amostras, não apresentando diferenças significativas, com um nível de confiança de 95%. O método proposto é simples e não exigiu que as amostras fossem submetidas a qualquer pré-tratamento drástico ou demorado. / Salvador

Orientador: Celio Pasquini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:25:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cortez_Juliana_D.pdf: 25144768 bytes, checksum: bb2f3753af786e01a3f99e0a7e89fe95 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A técnica de ring oven, originalmente desenvolvida por Weisz em 1954 e revisitada com o objetivo de ser utilizada em um procedimento simples e altamente eficiente de pré-concentração de analitos antes da determinação por técnicas analíticas de microanálise. A técnica de pré-concentração proposta e baseada na utilização de um pequeno volume de amostra que e transferida gota-a-gota, com o auxílio de um sistema de análise por injeção em fluxo, para um substrato de papel de filtro. O papel de filtro e mantido em um pequeno forno circular aquecido (ring oven). As gotas da solução da amostra difundem por capilaridade do centro do papel de filtro para a frente do solvente. Depois do término do processo, um anel com um contorno circular bem definido (0,35 mm de largura e cerca de 2,0 cm de diâmetro) e formado no papel de filtro e este contém, pré-concentrados, os elementos presentes no volume processado de amostra. Coeficientes de preconcentração do analito podem alcancar 250 vezes (m/ m) para um volume de amostra de 600 mL. O sistema proposto foi avaliado para pré-concentrar Na, Fe e Cu presentes em amostras de etanol hidratado combustível, em nível de mg mL. O procedimento de pré-concentração não utiliza nenhum solvente adicional, aos já existentes na amostra, nem reagentes adicionais, podendo ser considerado um método limpo, de acordo com os preceitos da química analítica verde. A determinação direta e simultânea dessas espécies, no contorno do anel, foi realizada empregando a técnica microanalítica de espectroscopia de emissão óptica em plasma induzida por laser (LIBS). Os limites de detecção encontrados atendem as exigências da Agencia Nacional de Petroleo (ANP) para controle do etanol combustível. Os limites de detecção são de 0,9; 0,5 e 0,4 mg kg para sódio, ferro e cobre, respectivamente. O potencial da associação da técnica de ring oven e LIBS, uma representante das técnicas analíticas de microanálise, foi demonstrado, ajudando os limites de detecção das medidas LIBS e abrindo um novo caminho para o uso do ring oven em novas propostas analíticas e na associação com outras técnicas de microanálise / Abstract: The ring oven technique, originally developed by Weisz in 1954, is revisited to be used in a simple though highly efficient procedure for analyte preconcentration prior its determination by the micro-analytical techniques presently available. The proposed preconcentration technique is based on the dropwise delivery of a small volume of sample to a filter paper substrate, assisted by a flow-injection system. The filter paper is maintained in a small circular heated oven (the ring oven). Drops of the sample solution diffuse by capillarity from the center of filter paper to the solvent front. After the total sample volume has been delivered, a ring with a sharp (c.a. 0.35 mm) circular contour, of about 2.0 cm diameter is formed on the paper to contain most of the analytes originally present in the sample volume. Preconcentration coefficients of the analyte can reach 250 fold (on a m/m basis) for a sample volume small as 600 mL. The proposed system and procedure have been evaluated to concentrate Na, Fe and Cu in levels of mg mL in fuel ethanol. The preconcentation procedure uses no solvent or reactant, besides the already existing in the sample, in agreement with the principles of green analytical chemistry. The simultaneous determination of these species in the ring contour, was made by employing the micro-analytical technique of laser induced breakdown spectroscopy (LIBS). The detection limits are sufficient to attend to the requirements of the National Agency of Petroleum (ANP) aiming at the quality control of fuel ethanol. The detection limits are 0.9, 0.5 and 0.4 mg kg for sodium, iron and copper, respectively. The potential of association between the ring oven technique and LIBS, representative of the microanalytical techniques, was demonstrated, helping to achieved a better detectivity in LIBS measurements and opening the path for new analytical proposals and for the association with others microanalytical techniques / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The environmental liabilities that are faced by fossil fuel industry motivate the search for renewable energy sources. Although Brazil is the second largest world producer of bioethanol, the current production deficit is expected to go up by 2015. In this direction, it is utmost important to widen the ethanol feedstock cultivated area, as well as expanding the number of production units of this biofuel. Small ethanol plants emerge as an interesting alternative for the decentralization of production. However, the design and operation of such plants require high efficiency to enable their operation. This work presents the study of modeling, simulation and control of a batch distillation column for the separation of binary mixture ethanol-water to produce hydrous ethanol fuel with a concentration between 95.1% (v/v) and 96% (v/v), according to ANP specifications. The distillation column, located at the Polytechnic College of the Federal University of Santa Maria, was used as basis for the fundamental modeling which was performed using the software EMSO. Different models of phase equilibria were analyzed, being the Van Laar model for calculating the activity coefficient of the mixture in the liquid phase, coupled with ideal vapor mixture model, the one that have shown the best results. In this study, different control strategies were also proposed and evaluated to keep the top product concentration on the ANP specification for hydrous ethanol fuel. The chosen control algorithm was the Proportional Integral designed with discrete linear parametric models and through different tuning methods found in the literature. Robustness and performance criteria were used to select the best controller. Three process variables, candidates to be the manipulated variable of the control strategy, were compared: heating steam flow rate of reboiler, cooling water flow rate of pre-condenser and reflux ratio. The results have shown that the most efficient strategy was the one in which the flow of cooling water flow rate of pre-condenser was used as the manipulated variable. Besides ensuring that concentration is kept quite close to the azeotrope formed by ethanol-water mixture, another advantage of this variable in a control strategy is to allow the production of a high hydrous ethanol fuel. / O passivo ambiental enfrentado pela indústria de combustíveis fósseis motiva a busca por fontes renováveis de energia. Embora o Brasil seja o segundo maior produtor de etanol mundial, há um déficit produtivo cuja tendência é aumentar até 2015. Nesse sentido, é muito importante ampliar as áreas de cultivo de matérias prima do etanol, bem como aumentar o número de unidades de produção deste biocombustível. Miniusinas de etanol surgem como uma alternativa interessante para a descentralização da produção, porém sua concepção e operação necessitam de grande eficiência para viabilizar o funcionamento. Este trabalho apresenta o estudo da modelagem, simulação e controle de uma coluna de destilação descontínua para a separação da mistura binária etanol-água com o objetivo de produzir etanol hidratado combustível, com concentração entre 95,1% (v/v) e 96% (v/v), conforme especificações da ANP. A coluna de destilação, localizada no Colégio Politécnico da Universidade Federal de Santa Maria, serviu de base para a modelagem fundamental, a qual foi efetuada com o uso do software EMSO. Foram analisados diferentes modelos de equilíbrio de fases, dentre os quais o modelo de Van Laar para o cálculo do coeficiente de atividade da mistura em fase líquida, aliado ao modelo de mistura vapor ideal, foi o que apresentou os melhores resultados. Neste estudo, também foram avaliadas diferentes estratégias de controle para manter a concentração do produto de topo dentro da especificação do etanol hidratado combustível exigida pela ANP. O algoritmo de controle escolhido foi o Proporcional Integral projetado com modelos paramétricos discretos lineares e através de diferentes métodos de sintonia existentes na literatura. Critérios de robustez e desempenho foram usados para a escolha do melhor controlador. Três variáveis de processo candidatas à variável manipulada na estratégia de controle foram comparadas: vazão de vapor de aquecimento no destilador, da vazão de água de resfriamento no pré-condensador e razão de refluxo. Os resultados mostraram que a estratégia mais eficiente foi aquela em que a vazão de água de resfriamento no pré-condensador foi usada como variável manipulada. Além de garantir que concentração seja mantida muito próxima a do azeótropo formado pela mistura etanol-água, a manipulação desta variável permite que uma maior quantidade de etanol hidratado combustível seja produzida.