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Uma abordagem de monitoramento, controle e medição de processos de negócios em tempo real: o caso do CTIC/UFAM

Paula, Márcia Regina Moraes de, 92-981190232 20 December 2016 (has links)
Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-08-15T15:33:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Márcia Regina M. Paula.pdf: 7460850 bytes, checksum: 7a97fc9248ecdb5fe76bd380761867c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-08-15T15:34:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Márcia Regina M. Paula.pdf: 7460850 bytes, checksum: 7a97fc9248ecdb5fe76bd380761867c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-08-15T15:34:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Márcia Regina M. Paula.pdf: 7460850 bytes, checksum: 7a97fc9248ecdb5fe76bd380761867c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-15T15:34:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Márcia Regina M. Paula.pdf: 7460850 bytes, checksum: 7a97fc9248ecdb5fe76bd380761867c2 (MD5) Previous issue date: 2016-12-20 / Numerous events and fast changes in the business environment influence the operations of the companies and lead them to manage their real-time business processes. In this scenario, the monitoring, control and measurement practice of business processes gain importance, because business processes need to be monitored in real time, controlled through the substitution of manual processes by automated processes, and finally measured so that process performance indicators aid the decision-making process. To meet these challenges, this paper proposes an approach to measure performance indicators in real time. The research methodology was developed using action research from the perspective of participant observation to improve the process of availability of services of I.T. in the Information and Communications Technology Center of the Federal University of Amazonas. The main contribution of this paper was aimed at answering essential questions in the scope of the process through the environment visual control (visual management) to produce an appropriate situational awareness, establish metrics that align metrics with the process goals for decision making, allow knowledge about the resources used in the availability process, fundamental for the definition of capacity management strategies, and finally, automation, in order to avoid process failures, besides being used as base for process monitoring. In conclusion, this research succeeded in achieving its main goal, in view of the description of the approach and the positive application in the availability process maintained by the Infrastructure Coordination of the Information and Communication Technology Center of the Federal University of Amazon. / Numerosos eventos e rápidas mudanças no ambiente de negócios influenciam as operações das empresas e as levam à necessidade de gerenciar seus processos de negócio em tempo real. Dentro deste cenário, a prática de monitoramento, controle e medição de processos de negócio ganha importância, pois os processos de negócio precisam ser monitorados em tempo real, controlados através da substituição de processos manuais por processos automáticos, e, por último, medidos para que indicadores de desempenho de processo auxiliem o processo de tomada de decisão. Visando atender a estes desafios, o presente trabalho descreve uma abordagem de automação e de geração de indicadores de desempenho em tempo real. A pesquisa se desenvolveu dentro da metodologia de pesquisa-ação dentro da perspectiva da observação participante para melhoria de processo de disponibilidade de serviços de T.I. no Centro de Tecnologia da Informação e Comunicação da Universidade Federal do Amazonas. A contribuição da pesquisa visou responder perguntas centrais no âmbito do processo através do controle visual no ambiente (gestão à vista) para produção de uma consciência situacional apropriada, do alinhamento de métricas com os objetivos do processo para tomada de decisão, do conhecimento a respeito dos recursos empregados no processo de disponibilidade, fundamentais para a definição de estratégias de gerenciamento de capacidade, e, finalmente, da automação com o intuito de evitar falhas no processo, além de ser usada como base para o monitoramento do processo. Concluiu-se que a pesquisa conseguiu atingir o seu objetivo principal, tendo em vista a descrição da abordagem e a aplicação positiva no processo de disponibilidade mantido pela Coordenação de Infraestrutura do Centro de Tecnologia da Informação e Comunicação da Universidade Federal do Amazonas.
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Sinais de vibração no monitoramento do processo de retificação plana de cerâmicas avançadas / Vibration signals in monitoring the grinding of advanced ceramics

Conceição Junior, Pedro de Oliveira [UNESP] 17 February 2016 (has links)
Submitted by PEDRO DE OLIVEIRA CONCEIÇÃO JUNIOR null (pedroliveira931@hotmail.com) on 2016-03-23T18:59:49Z No. of bitstreams: 1 dissertação_exemplar_final.pdf: 5761621 bytes, checksum: 84b8fff3fe34ccd2b227c3763843a3c9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-23T20:05:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 conceicaojunior_po_me_bauru.pdf: 5761621 bytes, checksum: 84b8fff3fe34ccd2b227c3763843a3c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-23T20:05:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 conceicaojunior_po_me_bauru.pdf: 5761621 bytes, checksum: 84b8fff3fe34ccd2b227c3763843a3c9 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As cerâmicas estruturais avançadas, tais como o óxido de alumínio, nitreto de silício, alumina e a zircônia estão sendo cada vez mais utilizadas na engenharia e na medicina. No entanto, muitas destas características que fazem a cerâmica tão atrativa também dificultam a sua fabri-cação por métodos tradicionais de usinagem. Para obter a forma desejada na usinagem de ma-teriais é necessário o uso do processo de retificação. As características da retificação cerâmicas avançadas são muito diferentes das características dos metais. Portanto, é necessário efetuar outros estudos para alcançar uma compreensão mais abrangente e um melhor controle dos parâmetros. Novas alternativas para o monitoramento do processo de retificação de cerâmicas têm sido estudadas. O monitoramento por sinais de vibração é um dos métodos bem-sucedidos utilizados no processo de retificação, pois algumas características que descrevem o comportamento e a influência do processo nas peças retificadas somente são perceptíveis no estudo deste sinal. O presente trabalho tem como objetivo estudar o sinal de vibração, de for-ma a extrair características relacionadas com o acabamento de cerâmicas avançadas no pro-cesso de retificação plana. Foi utilizada uma máquina retificadora tangencial plana com rebolo diamantado e corpos de prova de cerâmica alumina. O sinal de vibração foi medido por um acelerômetro e coletado por um osciloscópio à taxa de amostragem de 2 MHz. Os ensaios foram realizados em diferentes profundidades de corte, adotando duas velocidades da peça (vw), obtendo condições de usinagem brandas às mais severas. Medições de microscopia con-focal foram realizadas após a retificação das peças com objetivo de caracterizá-las. A rugosi-dade Ra das peças usinadas foi medida em quatro pontos ao longo das mesmas, por meio de um rogosímetro portátil. O processamento digital do sinal de vibração foi realizado, aplicando ferramentas computacionais e estatísticas de análise em cada passada de usinagem, compa-rando com os valores da rugosidade medidos. A faixa de frequência entre 800 Hz e 2 kHz foi a mais interessante para o estudo, e que melhor se relacionou com a condição da cerâmica após a retificação. Foi encontrada uma correlação entre a vibração e a integridade da peça cerâmica, pois o aumento da vibração é diretamente proporcional à rugosidade em cada profundidade de corte utilizada. Infere-se que a vibração pode ser utilizada para monitorar a retificação de cerâmica, devido à sua relação com a condição das peças. / Advanced structural ceramics such as aluminum oxide, silicon, nitride, alumina and zirconia are increasingly being used in engineering and medicine. However, many of these features that make ceramics so attractive also make them difficult to manufacture by traditional machining methods. To obtain the desired shape in the machining of these materials is necessary to use grinding process. The characteristics of the grinding of advanced ceramics are very different from those of metals. Therefore, it is necessary to perform other studies to gain a broader understanding and better control of the parameters. New alternatives for monitoring of ceramic grinding process have been studied. Monitoring vibration signals is one of the successful methods used in the grinding process, as some characteristics that describe the behavior and influence the process in parts ground only are noticeable in the study of this signal. This research aims to study the vibration signal, searching for the extraction of features that best relate to the characterization of machined parts. A surface grinding machine with diamond grinding wheel and alumina ceramic workpieces was used. The vibration signal was measured by an accelerometer and collected by the oscilloscope, using 2 MHz of sample rate. Tests were conducted at different depths of cut, adopting two different feed speeds (vw), which ranged from low to severe grinding conditions. Confocal microscopy was performed after the grinded of the workpieces in order to characterized them. The surface roughness Ra of each finished workpiece was measured at four areas along its surface, using a portable roughness measurer. The vibration digital signal processing was performed by applying computational tools on each pass machining. The frequency range between 800 Hz and 2 kHz was the most interesting for the study, and which better was related to the condition of the ceramic after the grinding process. A correlation between the vibration and the integrity of the ceramic workpiece was found, because the increased vibration is directly proportional to the surface roughness at each depth of cut used. It is inferred that the vibration can be used to monitor the grinding process of ceramic because of its relationship with the condition of the workipiece.
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Interface física e econômica em gestão de processo de produção de produtos conjuntos. / Fhysical and economic interface in production process of co-products management.

Rosa, Luiz Carlos 15 October 2004 (has links)
O Processo de Produção de Produtos Conjuntos é caracterizado pelo beneficiamento de uma única matéria prima na obtenção de vários produtos. É o típico processo da maioria das empresas químicas, petroquímicas e agroindústrias fortemente desenvolvidas no Brasil como processamento de sucos de frutas, café e cana de açúcar. Este trabalho propõe um sistema que propicie a gestão do processamento conjunto que considera as grandezas físicas, como volumes e vazões, e as grandezas econômicas, como custos de insumos, mão de obra, matéria prima e preços. Permite, este sistema, ao gestor do processo fixar as condições de trabalho das máquinas e equipamentos para se obter o máximo de rentabilidade no processamento; de forma que o resultado financeiro possa ser ajustado ao maior ganho alterando-se as proporções dos produtos. O objetivo deste trabalho é apresentar um Modelo de Gestão Físico-Econômica que possa ser utilizado na análise dos resultados da operação em empresas caracterizadas pelo Processo de Produção de Produtos Conjuntos. Este modelo tem como base o Modelo Econômico de Processo de Produção de Produtos Conjuntos, a Unidade Estratégica de Negócio e o Sistema de Monitoramento de Processamento Contínuo. O Modelo Econômico de Processo de Produtos Conjuntos utiliza o conceito de Sistema de Custeio Direto por não considerar o rateio dos custos fixos. A Unidade Estratégica de Negócio – UEN – estabelece a forma de administração focada no resultado da empresa. Cada atividade dentro do processo é definida como UEN que responde pelo seu próprio resultado de tal forma que seja competente em todo o processo produtivo desde a matéria prima até o produto acabado. O Sistema de Monitoramento de Processo Contínuo é constituído de um sistema informatizado que supervisiona as máquinas e equipamentos do processo produtivo. Estes sistemas de monitoramento são amplamente utilizados em empresas de processo contínuo para o gerenciamento dos equipamentos monitorando seu funcionamento e, principalmente, auxiliando em diagnósticos e previsão de falhas. Em síntese, cada UEN tem seu custo e resultado que varia conforme as flutuações na economia e do mercado; a empresa é constituída de UENs e, portanto, têm resultados finais que variam com essas flutuações exigindo tomadas de decisão que são facilitadas com o uso do Modelo proposto neste trabalho. / The production process of co-products is characterized by the processing of only one specific raw material to obtain several final products. This is a typical process in the majority of chemical, petroleum and agricultural industries strongly developed in Brazil. Some examples are coffee, fruit juice and sugar cane processing plants. This paper proposes a system that aims at processing management that takes into consideration the treatment of process-related variables such as volumes and flow rates, as well as economic factors, labor, material costs and selling prices. This system allows the process manager to set up the instruments and equipment working conditions, to obtain maximum profitability and best cost-benefit ratio by the adjustment of product ratio. This paper presents a physical-economic management model to be used in the analysis of the operational results of co-product process production. The system is primarily based on the Co-products Process Production, Strategic Business Unit and Continuous process Monitoring System. A it does not take into account fixed allocation cost, the economic model of the co-products processing makes use of direct cost defrayal system. The Strategic Business Unit makes use of the result-centered administration, in which each activity defined in the process is responsible for its own result based on managing best-practices of the whole chain of productive process from raw material to finished products. A Continuous Process Monitoring Systens, is composed of a fully integrated information technology system that supervises the equipment and machinery of the whole productive process. Such Monitoring Systems are largely used in continuous process plants in the management of instruments and equipment, monitoring their status and making diagnostics of malfunctions and predicting failures. To summarize, each business unit is responsible for its own costs and results which are a function of market and economic fluctuations. In these BU-based units companies the final results will be dependent on such fluctuations. The decision actions are easily improved using the proposed model.
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Estimação do diâmetro e rugosidade em um processo de furação utilizando multi sensores e redes neurais artificiais

Cruz, Carlos Eduardo Dorigatti [UNESP] 30 July 2010 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-30Bitstream added on 2014-06-13T18:08:32Z : No. of bitstreams: 1 cruz_ced_me_bauru.pdf: 2306291 bytes, checksum: 490ef2d600c46e48d97b175d02746256 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A crescente competitividade do mercado, exigência por qualidade, padronização cada vez superior a necessidade de redução do desperdícios trazem cada vez mais a automação às indústrias. Por suas características, os processos automatizados podem ser melhorados com a utilização de métodos de controle e supervisão e, neste campo, a utilização de sensores e redes neurais artificiais têm cada vez mais destaque em pesquisa. No processo de furação, estudos relatam a aplicação bem sucedida destas técnicas na determinação do fim da vida de ferramentas, contudo, em muitas aplicações, apenas o controle do desgaste da broca não é suficiente para garantir a qualidade do produto. Diâmetro do furo usinado, rugosidade e a formação de rebarbas são alguns exemplos de importantes resultados do processo que não dependem exclusivamente da condição da ferramenta de corte, neste âmbito, estudos dedicados ao controle destas variáveis são limitados, senão inexistentes. Desta forma, este estudo foi conduzido buscando gerar uma contribuição à supervisão do processo de furação com foco na estimação do diâmetro e rugosidade do furo usinado. Utilizando um sistema multi sensores instalados em uma máquina ferramenta e corpus de prova compostos por uma liga de titânio seguida de uma liga de alumínio, registraram-se os sinais dos sensores durante o corte para variados parâmetros de usinagem. Os dados coletados serviram de entrada a uma rede neural artificial, que foi treinada com os valores de diâmetro e rugosidade medidos parte das amostras. Depois do treinamento, a rede capacitou-se a estimar os valores de diâmetro e rugosidade média a partir dos sinais coletados somados aos parâmetros de corte utilizados na concepção do furo. Os erros dos processo foram então calculados da diferença entre os valores medidos e as saídas obtidas. Os resultados demonstraram alta capacidade da rede em determinar as viariáveis desejadas / The growing market competitiveness, product quality requirements and just in time production concept is bringing every time more automation to manufacturing industries. Productivity and quality in machining process can be improved by using monitoring and controlling methods. Along the last decades, sensors and Artificial Neural Network have been successfully utilized in many drill wear monitoring systems. However, in many industrial fields, to supervise the tool wear is not enough to assure the product qualities. Roughnessm burr formation and hole diameter are some examples of important process results does not exclusively depend on the tool condition and in this area of knowledge the number of studies is limited or inexistent. Thus, this work brings a contribution on drilling process monitoring where the target was to determine the hole diameter and roughness using a multi-sensor system and artificial neural network. The speciments used were composed by a titanium alloy and aluminum alloy plates. The sensors were installed in a machine tool and the process was accomplished using several drilling parameters. The acquired sensors data were used a input in an artificial neural network which was trained with the roughness and diameter measured in some samples. After trained, the system was qualified to output the expected variables from the input signals. To calculate the errors these output values were compared with the samples measured. The results showed efficiency of the system in determining the roughness and hole diameters as the obtained errors can be considered low or neigligible for the majority of drilling industrial application
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Interface física e econômica em gestão de processo de produção de produtos conjuntos. / Fhysical and economic interface in production process of co-products management.

Luiz Carlos Rosa 15 October 2004 (has links)
O Processo de Produção de Produtos Conjuntos é caracterizado pelo beneficiamento de uma única matéria prima na obtenção de vários produtos. É o típico processo da maioria das empresas químicas, petroquímicas e agroindústrias fortemente desenvolvidas no Brasil como processamento de sucos de frutas, café e cana de açúcar. Este trabalho propõe um sistema que propicie a gestão do processamento conjunto que considera as grandezas físicas, como volumes e vazões, e as grandezas econômicas, como custos de insumos, mão de obra, matéria prima e preços. Permite, este sistema, ao gestor do processo fixar as condições de trabalho das máquinas e equipamentos para se obter o máximo de rentabilidade no processamento; de forma que o resultado financeiro possa ser ajustado ao maior ganho alterando-se as proporções dos produtos. O objetivo deste trabalho é apresentar um Modelo de Gestão Físico-Econômica que possa ser utilizado na análise dos resultados da operação em empresas caracterizadas pelo Processo de Produção de Produtos Conjuntos. Este modelo tem como base o Modelo Econômico de Processo de Produção de Produtos Conjuntos, a Unidade Estratégica de Negócio e o Sistema de Monitoramento de Processamento Contínuo. O Modelo Econômico de Processo de Produtos Conjuntos utiliza o conceito de Sistema de Custeio Direto por não considerar o rateio dos custos fixos. A Unidade Estratégica de Negócio – UEN – estabelece a forma de administração focada no resultado da empresa. Cada atividade dentro do processo é definida como UEN que responde pelo seu próprio resultado de tal forma que seja competente em todo o processo produtivo desde a matéria prima até o produto acabado. O Sistema de Monitoramento de Processo Contínuo é constituído de um sistema informatizado que supervisiona as máquinas e equipamentos do processo produtivo. Estes sistemas de monitoramento são amplamente utilizados em empresas de processo contínuo para o gerenciamento dos equipamentos monitorando seu funcionamento e, principalmente, auxiliando em diagnósticos e previsão de falhas. Em síntese, cada UEN tem seu custo e resultado que varia conforme as flutuações na economia e do mercado; a empresa é constituída de UENs e, portanto, têm resultados finais que variam com essas flutuações exigindo tomadas de decisão que são facilitadas com o uso do Modelo proposto neste trabalho. / The production process of co-products is characterized by the processing of only one specific raw material to obtain several final products. This is a typical process in the majority of chemical, petroleum and agricultural industries strongly developed in Brazil. Some examples are coffee, fruit juice and sugar cane processing plants. This paper proposes a system that aims at processing management that takes into consideration the treatment of process-related variables such as volumes and flow rates, as well as economic factors, labor, material costs and selling prices. This system allows the process manager to set up the instruments and equipment working conditions, to obtain maximum profitability and best cost-benefit ratio by the adjustment of product ratio. This paper presents a physical-economic management model to be used in the analysis of the operational results of co-product process production. The system is primarily based on the Co-products Process Production, Strategic Business Unit and Continuous process Monitoring System. A it does not take into account fixed allocation cost, the economic model of the co-products processing makes use of direct cost defrayal system. The Strategic Business Unit makes use of the result-centered administration, in which each activity defined in the process is responsible for its own result based on managing best-practices of the whole chain of productive process from raw material to finished products. A Continuous Process Monitoring Systens, is composed of a fully integrated information technology system that supervises the equipment and machinery of the whole productive process. Such Monitoring Systems are largely used in continuous process plants in the management of instruments and equipment, monitoring their status and making diagnostics of malfunctions and predicting failures. To summarize, each business unit is responsible for its own costs and results which are a function of market and economic fluctuations. In these BU-based units companies the final results will be dependent on such fluctuations. The decision actions are easily improved using the proposed model.
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Geração de metano em reator UASB: avaliação de parâmetros de monitoramento para controle do processo de tratamento anaeróbio de vinhaça / Methane generation in a UASB reactor: evaluation of monitoring parameters for control of anaerobic treatment process of vinasse

Longo, Rodrigo Rodrigues 29 May 2015 (has links)
Com o propósito de explorar o potencial de geração de metano a partir de vinhaça de cana-de-açúcar e propor procedimentos de controle do processo anaeróbio, foi utilizado um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) em escala piloto, equipado de separador gás-sólido-líquido modificado e sem recirculação de efluente. A unidade foi inoculada com lodo granular e utilizou-se substrato concentrado (DQO de 20 g.L-1) para sua alimentação. O reator foi submetido a cargas orgânicas volumétricas (COV) de 0,7 a 7 KgDQO.m-3.d-1, durante 300 dias de operação. O procedimento operacional baseou-se no aumento de carga por escalonamento da vazão de alimentação em função da manutenção de variação inferior a 10% para a eficiência do sistema. Para o tamponamento da vinhaça de alimentação, no início da operação utilizou-se 1g NaHCO3.g-1DQOafluente, com redução gradativa até 0,125g NaHCO3.g-1DQOafluente. O monitoramento do desempenho do processo anaeróbio se deu pela avaliação dos parâmetros: eficiência de remoção de DQO, pH, alcalinidade, ácidos voláteis, razão alcalinidade intermediária/alcalinidade parcial, razão Prop:Ac, vazão de metano e porcentagem de metano no biogás. O reator UASB apresentou valor médio de eficiência de remoção de DQO de 92±4,4%, para cargas aplicadas entre 0,7 e 4,8 KgDQO.m-3.d-1. A maior produção média de metano observada durante o período operacional foi 5 m3CH4.m-3 de vinhaça aplicada para cargas orgânicas entre 4,1 e 5,6 KgDQO.m-3.d-1. A produção de biogás apresentou valor médio de metano de 70±7% para 1 a 5,6 Kg DQO.m-3.d-1. A operação do reator com cargas aplicadas acima de 5,6 KgDQO.m-3.d-1 gerou menor produção de biogás, redução na porcentagem de metano e aumento da carga de ácidos voláteis efluente, assim como queda na eficiência de remoção de DQO. Devido ao acréscimo de carga (0-2 para 4-6 KgDQO.m-3.d-1), a variação da concentração para cada tipo de ácido foi: acético (56±70 para 216±121 mg.L-1), propiônico (26±28 para 165±150 mg.L-1) e butírico (4±7 para 60±18 mg.L-1). Notou-se que a relação entre as concentrações de ácido propiônico e ácido acético (razão Prop:Ac) pode ser utilizada como parâmetro de monitoramento da estabilidade do reator. A elevação de COV de 3,9 a 6,4 KgDQO.m-3.d-1acarretou alteração na razão Prop:Ac de 0,8 a 1,75, corroborando descontroles do processo anaeróbio associado à queda de eficiência na geração de metano. / In order to explore the potential of methane generation from sugarcane vinasse and propose procedures for the anaerobic process control, was utilized a pilot scale UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), equipped with modified gas-solid-liquid separator and without recirculation of effluent. The unit was inoculated with granular sludge and concentrated substrate was used (COD 20 g.L-1) for feeding. The reactor was submitted to volumetric organic load (VOL) from 0.7 to 7 KgCOD.m-3.d-1, during 300 days of operation. The reactor operation was based on the increase of load by staggering the feed flow in function of the maintenance of variation lower than 10% for the system efficiency. For buffering the feedings vinasse was used 1g NaHCO3.g-1CODinfluent at the beginning of the operation, with gradual reduction to the value of 0.125 g NaHCO3.g-1CODinfluent. The monitoring of the anaerobic process performance was due to the evaluation of the following parameters: efficiency of COD removal pH, alkalinity, intermediate alkalinity/partial alkalinity ratio; Prop:Ac ratio, methane flow and percentage of methane in the biogas. The UASB reactor demonstrated a COD average removal efficiency of 92±4.4%, to applied loads between 0.7 and 4.8 KgCOD.m-3.d-1. The highest average methane production observed during the operational period was 5 m3CH4.m-3 of vinasse applied for organic loads between 4.1 and 5.6 KgCOD.m-3.d-1. The biogás production demonstrated a methane average of 70±7% for 1 to 5.6 KgCOD.m-3.d-1. The reactor operation with loads up to 5.6 KgCOD.m-3.d-1 caused lower production of biogas, reduction in the percentage of methane and increase for effluent volatile acids load, as well as decrease of COD removal efficiency. Due to the additional load (0-2 to 4-6 KgCOD.m-3.d-1), the change in concentration for each type of acid was: acetic acid (56±70 to 216±121 mg.L-1), propionic acid (26±28 to 165±150 mg.L-1) and butyric acid (4±7 to 60 ± 18 mg.L-1). It was noted that the relationship between the concentrations of propionic acid and acetic acid (ratio Prop:Ac) may be used as a monitoring parameter of the reactor stability. The increase in VOL of 3.9 to 6.4 KgCOD.m-3.d-1 caused change in the Prop:Ac ratio of 0.8 to 1.75, confirming the upsets on the anaerobic process associated with efficiency drop in methane generation.
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Geração de metano em reator UASB: avaliação de parâmetros de monitoramento para controle do processo de tratamento anaeróbio de vinhaça / Methane generation in a UASB reactor: evaluation of monitoring parameters for control of anaerobic treatment process of vinasse

Rodrigo Rodrigues Longo 29 May 2015 (has links)
Com o propósito de explorar o potencial de geração de metano a partir de vinhaça de cana-de-açúcar e propor procedimentos de controle do processo anaeróbio, foi utilizado um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) em escala piloto, equipado de separador gás-sólido-líquido modificado e sem recirculação de efluente. A unidade foi inoculada com lodo granular e utilizou-se substrato concentrado (DQO de 20 g.L-1) para sua alimentação. O reator foi submetido a cargas orgânicas volumétricas (COV) de 0,7 a 7 KgDQO.m-3.d-1, durante 300 dias de operação. O procedimento operacional baseou-se no aumento de carga por escalonamento da vazão de alimentação em função da manutenção de variação inferior a 10% para a eficiência do sistema. Para o tamponamento da vinhaça de alimentação, no início da operação utilizou-se 1g NaHCO3.g-1DQOafluente, com redução gradativa até 0,125g NaHCO3.g-1DQOafluente. O monitoramento do desempenho do processo anaeróbio se deu pela avaliação dos parâmetros: eficiência de remoção de DQO, pH, alcalinidade, ácidos voláteis, razão alcalinidade intermediária/alcalinidade parcial, razão Prop:Ac, vazão de metano e porcentagem de metano no biogás. O reator UASB apresentou valor médio de eficiência de remoção de DQO de 92±4,4%, para cargas aplicadas entre 0,7 e 4,8 KgDQO.m-3.d-1. A maior produção média de metano observada durante o período operacional foi 5 m3CH4.m-3 de vinhaça aplicada para cargas orgânicas entre 4,1 e 5,6 KgDQO.m-3.d-1. A produção de biogás apresentou valor médio de metano de 70±7% para 1 a 5,6 Kg DQO.m-3.d-1. A operação do reator com cargas aplicadas acima de 5,6 KgDQO.m-3.d-1 gerou menor produção de biogás, redução na porcentagem de metano e aumento da carga de ácidos voláteis efluente, assim como queda na eficiência de remoção de DQO. Devido ao acréscimo de carga (0-2 para 4-6 KgDQO.m-3.d-1), a variação da concentração para cada tipo de ácido foi: acético (56±70 para 216±121 mg.L-1), propiônico (26±28 para 165±150 mg.L-1) e butírico (4±7 para 60±18 mg.L-1). Notou-se que a relação entre as concentrações de ácido propiônico e ácido acético (razão Prop:Ac) pode ser utilizada como parâmetro de monitoramento da estabilidade do reator. A elevação de COV de 3,9 a 6,4 KgDQO.m-3.d-1acarretou alteração na razão Prop:Ac de 0,8 a 1,75, corroborando descontroles do processo anaeróbio associado à queda de eficiência na geração de metano. / In order to explore the potential of methane generation from sugarcane vinasse and propose procedures for the anaerobic process control, was utilized a pilot scale UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), equipped with modified gas-solid-liquid separator and without recirculation of effluent. The unit was inoculated with granular sludge and concentrated substrate was used (COD 20 g.L-1) for feeding. The reactor was submitted to volumetric organic load (VOL) from 0.7 to 7 KgCOD.m-3.d-1, during 300 days of operation. The reactor operation was based on the increase of load by staggering the feed flow in function of the maintenance of variation lower than 10% for the system efficiency. For buffering the feedings vinasse was used 1g NaHCO3.g-1CODinfluent at the beginning of the operation, with gradual reduction to the value of 0.125 g NaHCO3.g-1CODinfluent. The monitoring of the anaerobic process performance was due to the evaluation of the following parameters: efficiency of COD removal pH, alkalinity, intermediate alkalinity/partial alkalinity ratio; Prop:Ac ratio, methane flow and percentage of methane in the biogas. The UASB reactor demonstrated a COD average removal efficiency of 92±4.4%, to applied loads between 0.7 and 4.8 KgCOD.m-3.d-1. The highest average methane production observed during the operational period was 5 m3CH4.m-3 of vinasse applied for organic loads between 4.1 and 5.6 KgCOD.m-3.d-1. The biogás production demonstrated a methane average of 70±7% for 1 to 5.6 KgCOD.m-3.d-1. The reactor operation with loads up to 5.6 KgCOD.m-3.d-1 caused lower production of biogas, reduction in the percentage of methane and increase for effluent volatile acids load, as well as decrease of COD removal efficiency. Due to the additional load (0-2 to 4-6 KgCOD.m-3.d-1), the change in concentration for each type of acid was: acetic acid (56±70 to 216±121 mg.L-1), propionic acid (26±28 to 165±150 mg.L-1) and butyric acid (4±7 to 60 ± 18 mg.L-1). It was noted that the relationship between the concentrations of propionic acid and acetic acid (ratio Prop:Ac) may be used as a monitoring parameter of the reactor stability. The increase in VOL of 3.9 to 6.4 KgCOD.m-3.d-1 caused change in the Prop:Ac ratio of 0.8 to 1.75, confirming the upsets on the anaerobic process associated with efficiency drop in methane generation.

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