Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-06T17:14:24Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2409545 bytes, checksum: eea1125b8767349dd3e6cb5ca21c8680 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T17:14:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2409545 bytes, checksum: eea1125b8767349dd3e6cb5ca21c8680 (MD5) Previous issue date: 2004-12-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o desenvolvimento dos carros de combustível “flex” e o preço do petróleo em alta o consumo de combustível a álcool está apontando para uma mesma direção. Seguindo este padrão crescente, o Brasil pode facilmente abastecer, com exportações, parte da demanda internacional para “combustíveis limpos”. Apesar de ter a tecnologia para produção e utilização de álcool em grandes destilarias, pouco é sabido sobre produção de álcool em termos de fazendas no Brasil. Por causa do tamanho das fazendas, os fazendeiros brasileiros têm capacidade para produzir o próprio combustível em quantidade suficiente para abastecer as demandas das fazendas e até mesmo vender o excesso produzido. A produção de álcool torna possível a geração de energia para todas as operações da fazenda, inclusive energia térmica e iluminação, aumentando a renda das propriedades familiares. Esta pesquisa tem como objetivo a análise de um sistema de evaporador contínuo para produção de álcool a ser usado em termos de fazenda. Para testar a eficiência do protótipo em destilação contínua de álcool, foram realizados experimentos com diferentes taxas de fluxo da solução, como também diferentes conteúdos de álcool na solução (15 % e 50 %). Devido à impossibilidade de se produzir a solução tradicionalmente fermentada, utilizou-se uma solução hidroalcoólica com 15 % álcool para simular o vinho de cana-de-açúcar. Outra solução com 50 % de álcool foi usada para simular o retificado de um destilado de cana-de- açúcar ou os resíduos da cachaça (cabeça e cauda da destilação). Se utilizada pelo tradicional produtor brasileiro de cachaça, a produção de combustível a partir dos resíduos da cachaça contribuirá, significativamente, para a redução de perdas e para a melhoria da qualidade da bebida. O programa desenvolvido para simular o processo de destilação determina: (1) o total de álcool evaporado durante o processo; (2) a concentração do álcool produzido; (3) a taxa de fluxo líquida em cada compartimento do evaporador; (4) a concentração de álcool em cada compartimento do evaporador; e (5) a taxa de transferência de calor no evaporador. A eficiência do programa foi avaliada pelo erro relativo percentual em dois parâmetros: taxa de fluxo de álcool evaporado e concentração do álcool produzido para os casos testados experimentalmente. Os erros relativos médios envolvidos na taxa de fluxo e concentração de álcool produzido foram 19,6 e 30,8, respectivamente. Os erros na taxa de fluxo em cinco casos ficaram abaixo de 10 %, enquanto em termos das concentrações de álcool, também em cinco casos, os erros ficaram abaixo de 15 %. / With the development of "flex fuel" cars and the rising of petroleum price, the alcohol fuel consumption is pointing to the same direction. Following the growing pattern, Brazil can easily supply, with exportations, part of the international demand for "clean" fuels. In spite of having the know-how for alcohol production and utilization in big distillation plants, little is known about alcohol production at farm level in Brazil. Because of farm size, Brazilian farmers have the capacity to produce their own fuel in sufficient amount to attend the farm demands and even to sell the excess produced. For family farms, the alcohol production makes energy supply possible for all farm operations including thermal energy and illumination, increasing the farm income. The objective of this research was to analyze a continuous evaporator system for alcohol production to be used at farm level. In order to test the prototype efficiency in continuous distillation of alcohol, experiments were accomplished with different solution flow rates as well as different alcohol content in the solution (15 % and 50 %). Due to the impossibility for producing the traditionally fermented solution, the sugar cane wine was simulated with a hydro alcoholic solution with 15 % alcohol. The solution with 50 % alcohol was used to simulate the rectifying of a low proof distilled from sugar cane or liquor sub product (head and tail from distillation). If utilized by the traditional Brazilian liquor (cachaça) producer, the production of alcohol fuel from the residues will contribute significantly for loss reduction and improvement of liquor quality. The developed program to simulate the distillation process determines: (1) the total amount of alcohol evaporated during the process; (2) the concentration of produced alcohol; (3) the liquid flow rate in each evaporator compartment; (4) the concentration of alcohol in each evaporator compartment and (5) the rate of heat transfer in the evaporator. The program efficiency was evaluated by percent relative error in two parameters: flow rate of evaporated alcohol and concentration of the produced alcohol for the cases tested experimentally. The average percent relative errors involved in the flow rate and concentration of produced alcohol were 19.6 and 30.8, respectively. The errors in the flow rate of five cases were lower than 10 %, while, in terms of the alcohol concentrations in 5 cases were lower than 15 %. / Tese importada do Alexandria

Diversos fatores têm indicado que as perspectivas de consolidação de um mercado internacional de álcool são cada vez mais favoráveis. O aumento progressivo de países que já estão desenvolvendo programas para sua implementação, a recente comercialização deste produto na Bolsa de Nova York e o lançamento dos carros flex-fuel, são aspectos promissores para o estabelecimento do álcool numa nova conjuntura mundial. Considerando que o Brasil é um dos principais produtores desse produto e Cuba é um país que tem um grande potencial para produzir álcool, o objetivo deste estudo é propor estratégias públicas para a produção de álcool carburante em Cuba, a partir de um estudo comparativo baseado na Metodologia de Análise da Competitividade do Sistema Agroindustrial do Brasil e de Cuba. A análise dos resultados é realizada através da aplicação do Modelo de Elaboração de Estratégias Públicas de produção de álcool carburante em Cuba, baseada no Modelo SWOT. Neste sentido, a possibilidade de desenvolver usinas sucroalcooleiras de produção flexível nesse país, é a principal alternativa para enfrentar a vulnerabilidade de depender de apenas uma commodity, o açúcar, produto que tem apresentado nos últimos anos um preço altamente oscilante no mercado internacional. / Diversos factores indican que las perspectivas de la consolidación del mercado internacional de alcohol son cada vez más favorables. El progresivo aumento de países que desarrollan programas para su implementación, la reciente comercialización de este producto en la Bolsa de Nueva York y el lanzamiento de los carros flex-fuel, son aspectos muy positivos para el establecimiento del alcohol en una nueva coyuntura mundial. Considerando que Brasil es uno de los principales productores de ese producto y Cuba es un país que tiene un gran potencial para producir alcohol, el objetivo del presente estudio es proponer estrategias públicas para la producción de alcohol carburante en Cuba a partir de un estudio comparativo, utilizando la Metodología de Análisis de la Competitividad del Sistema Agroindustrial de Brasil y de Cuba. El análisis de los resultados fue realizado a través de la aplicación del Modelo de Elaboración de Estrategias Públicas de producción de alcohol carburante en Cuba, de acuerdo con el Modelo SWOT. En este sentido, la posibilidad de desarrollar ingenios azucareros de producción flexible en el país, es la principal alternativa para dejar de ser vulnerables por depender de apenas un commodity, el azúcar, producto que ha presentado en los últimos años un precio altamente oscilante en el mercado internacional.

Diversos fatores têm indicado que as perspectivas de consolidação de um mercado internacional de álcool são cada vez mais favoráveis. O aumento progressivo de países que já estão desenvolvendo programas para sua implementação, a recente comercialização deste produto na Bolsa de Nova York e o lançamento dos carros flex-fuel, são aspectos promissores para o estabelecimento do álcool numa nova conjuntura mundial. Considerando que o Brasil é um dos principais produtores desse produto e Cuba é um país que tem um grande potencial para produzir álcool, o objetivo deste estudo é propor estratégias públicas para a produção de álcool carburante em Cuba, a partir de um estudo comparativo baseado na Metodologia de Análise da Competitividade do Sistema Agroindustrial do Brasil e de Cuba. A análise dos resultados é realizada através da aplicação do Modelo de Elaboração de Estratégias Públicas de produção de álcool carburante em Cuba, baseada no Modelo SWOT. Neste sentido, a possibilidade de desenvolver usinas sucroalcooleiras de produção flexível nesse país, é a principal alternativa para enfrentar a vulnerabilidade de depender de apenas uma commodity, o açúcar, produto que tem apresentado nos últimos anos um preço altamente oscilante no mercado internacional. / Diversos factores indican que las perspectivas de la consolidación del mercado internacional de alcohol son cada vez más favorables. El progresivo aumento de países que desarrollan programas para su implementación, la reciente comercialización de este producto en la Bolsa de Nueva York y el lanzamiento de los carros flex-fuel, son aspectos muy positivos para el establecimiento del alcohol en una nueva coyuntura mundial. Considerando que Brasil es uno de los principales productores de ese producto y Cuba es un país que tiene un gran potencial para producir alcohol, el objetivo del presente estudio es proponer estrategias públicas para la producción de alcohol carburante en Cuba a partir de un estudio comparativo, utilizando la Metodología de Análisis de la Competitividad del Sistema Agroindustrial de Brasil y de Cuba. El análisis de los resultados fue realizado a través de la aplicación del Modelo de Elaboración de Estrategias Públicas de producción de alcohol carburante en Cuba, de acuerdo con el Modelo SWOT. En este sentido, la posibilidad de desarrollar ingenios azucareros de producción flexible en el país, es la principal alternativa para dejar de ser vulnerables por depender de apenas un commodity, el azúcar, producto que ha presentado en los últimos años un precio altamente oscilante en el mercado internacional.

Motor a álcool teve grande aplicação no Brasil com a implantação do Proálcool, programa lançada na década de 1970, vislumbrando reduzir a dependência externa do petróleo. Ressalta-se que avanços na tecnologia do referido motor, bem como na produção de álcool, tornaram-no técnica e economicamente viável como substituto da gasolina em algumas regiões. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho e a emissão de um motor ciclo Otto funcionando com dois tipos de álcool, 92,8 e 75 INPM, sendo o último considerado de baixo teor alcoólico, possibilitando variar a taxa de compressão. O ensaio foi realizado em bancada dinamométrica, no laboratório de motores da EESC/USP, campus de São Carlos. Para tanto, utilizou-se de motor de 1.000 \'CM POT.3\', oito válvulas e quatro cilindros. Os resultados evidenciaram que o combustível de baixo teor alcoólico aceitou aumento na taxa de compressão de 13,5:1 para 16,2:1, ressaltando-se que, nessa condição, houve aumento de torque e da potência máxima, redução de emissão de NOx e aumentos de consumo e de emissão de hidrocarboneto. / Ethanol engines had a great application in Brazil with the implantation of Proalcool, a program launched in 1970 decade, guessing the reduction in exterior oil dependence. Progress in technology in the cited engine, as well as in ethanol production have turned this combustible into a technically and economically viable option, as an oil substitute in some regions. The present work had the aim of evaluating the performance and emission of an Otto cycle engine working with two types of ethanol, 92.8 and 75 INPM, the latter considered as a low grade alcohol, enabling a variation in the compression rate. The experiment was performed at the dynamometer testing bench in the engine laboratory of EESC/USP, campus at São Carlos. With this intent a 1,000 \'CM POT.3\' engine, eight valves and four cylinders were utilized. The results have shown that the low grade alcoholic combustible accepted an enhancement in the compression rate from 13.5 to 16.2:1, emphasizing that in this condition there was increase maximum torque and maximum power, a reduction in NOx emission and a rise in the consumption and hydrocarbon emission.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-12T16:36:39Z No. of bitstreams: 1 EZENILDO EMANUEL DA SILVA - TESE PPGEP 2012..pdf: 30485368 bytes, checksum: 31916cc22870963431b5d12069422e9a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-12T16:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EZENILDO EMANUEL DA SILVA - TESE PPGEP 2012..pdf: 30485368 bytes, checksum: 31916cc22870963431b5d12069422e9a (MD5) Previous issue date: 2012-06 / Atualmente, as pesquisas sobre os biocombustíveis de 2a geração, neste caso o etanol celulósico proveniente da biomassa tem-se apontado como o foco de diversas pesquisas no Brasil e no mundo. O etanol celulósico, normalmente, é produzido pela fermentação dos açúcares fermentecíveis obtidos por meio do processo de hidrólise ácida ou enzimática de materiais lignocelulósicos. Como matéria-prima para este processo químico, diversas biomassas encontram-se disponíveis, contudo, faz-se necessário a utilização de culturas que apresentem elevado teor de celulose, tenham baixo custo e que possam ser convertidos em açúcares fermentescíveis para posterior fermentação alcoólica. A utilização do bagaço do pedúnculo de caju para a produção de bioetanol visa o aproveitamento de uma cultura regional que apresenta cerca de 85% de desperdício. Devido a estrutura complexa desse material faz-se necessário submetê-lo à pré-tratamentos físicos e/ou químicos antes do processo de hidrólise para produção de etanol. O pré-tratamento visa à remoção da lignina e da hemicelulose, reduzindo a cristalinidade da celulose e aumentando a porosidade dos materiais para facilitar o processo de hidrólise, que pode gerar compostos tóxicos para o processo de fermentação alccolica, como furfural, hidroximetilfurfural (HMF) e ácido acético. Objetivou-se com este trabalho estudar a pré-hidrólise e hidrólise ácida da matéria-prima lignocelulósica bagaço do pedúnculo do caju {Anarcadium occidentale L.), remoção dos compostos tóxicos do licor hidrolisado usando a lignina residual como adsorvente, fermentação alcoólica dos licores para a produção de bioetanol de 2a geração com dois tipos de leveduras e estimativa da produção desse álcool a partir da matéria-prima em estudo. O bagaço de caju, com base na sua caracterização química e físico-química apresentou-se como uma fonte promissora de celulose, para a hidrólise ácida, visando a obtenção de bioetanol. No processo de pré-hidrólise, os resultados obtidos sugerem que as melhores concentrações de glicose, xilose e arabinose, são obtidos a 120 °C, concentração de ácido de 5% e razão mássica de bagaço de 1:6, sendo este processo eficaz na remoção da hemicelulose principalmente na extração da arabinose, e a temperatura a variável de maior influência na extração dessas pentoses. Para a hidrólise ácida o experimento realizado com as condições: temperatura de 200 °C, concentração de ácido igual a 6% e razão de 1:6, apresentou a combinação da maior concentração de açúcares com a mínima concentração de compostos tóxicos. Para o estudo de adsorção (destoxificação) dos congêneres furfural, hidroximetilfurfural (HMF) e ácido acético pela lignina residual do processo de hidrólise, teve o pH como a variável de maior influência visando a remoção desses compostos no licor. O estudo da fermentação alcoólica dos licores hidrolisados com os dois tipos de leveduras, apresentou-se a linhagem de Saccharomyces cerevisiae comercial com maior eficiência fermentativa em qualquer dos processos fermentativos estudados (3 tratamentos). O rendimento e a eficiência do processo de obtenção de etanol celulósico a partir do processamento do bagaço do pedúnculo do caju, o máximos obtido foi respectivamente de 0,445 g de etanol/g de bagaço e 87,\% para o licor hidrolisado com a adição do suco de caju. / At present, researches about the second generation biofuels; in this case, the cellulosic ethanol extracted from biomass, has been appointed as the focus of several studies in Brazil and all over the world. The cellulosic ethanol is generally produced by fermentation of fermentable sugars that are obtained using the process of acid or enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials. As raw material for this chemical process, several biomass are available, however, it is necessary to use cultures that have high cellulose content, low cost and it could be converted into fermentable sugars. The use of the cashew bagasse for the production of bioethanol allows the use of a regional culture that has about 85% of waste. Due to the complex structure of this material, it is necessary to submit it to the pre-treatment physical and/or chemicals before the process of hydrolysis for ethanol production. Pre-treatment, usually, is used to remove the lignin and hemicellulose, reduce cellulose crystallinity and increase the porosity of the materials. The objective of this work was to study the pre-hydrolysis and acid hydrolysis of lignocellulosic raw cashew bagasse peduncle (Anarcadium occidentale L.), removal of toxic compounds from the liquor hydrolyzate using the residual lignin as adsorbent, alcoholic fermentation of liquors for the production of second generation bioethanol with two types of yeast and alcohol production estimate this from the raw material under study. The cashew bagasse, based on their chemical characterization and physical chemistry, presented himself as a promising source of cellulose to hydrolysis, in order to produce bioethanol. In the process of pre-hydrolysis, the results obtained suggest that the best concentrations of glucose, xylose and arabinose, are obtained at 120 ° C, acid concentration of 5% and a weight ratio of 1:6 bagasse, this process was effective in the removal of hemicellulose mainly in the extraction of arabinose and the temperature was variable of bigger influence in the extraction of pentose. For the acid hydrolysis done with the following hydrolysis conditions: temperature 200 °C, acid concentration equal to 6% and ratio of 1:6 has the combination of the highest concentration of sugars with a minimum concentration of toxic compounds. In the study by adsorption (detoxification) congeners of furfural, and hydroxymethylfirrfural (HMF) and acetic acid by the residual lignin in the hydrolysis process, it had the pH as the variable of major influence in order to remove the compounds in the liquor. The kinetics study of the alcoholic fermentation of the hydrolyzed liquor to the two types of yeast, the strain of Saccharomyces cerevisiae trade was efficient fermentation than in any of the fermentations studied (three treatments). The yield and efficiency of production of ethanol from cellulosic pulp of processing stalk cashew maximum dry were respectively 0.445 g ethanol/g of pulp and liquor to 87.1% hydrolyzed with the addition of cashew apple juice.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4623.pdf: 1933289 bytes, checksum: 2fe0862970018a5264c75880e4d507f8 (MD5) Previous issue date: 2012-03-09 / Universidade Federal de Sao Carlos / Hydrogen and ethanol production using microorganisms is a promising area of technological development from a wide variety of renewable and alternative to this production is the use of anaerobic fluidized bed reactor (AFBR). One of the factors that most influence the performance of the AFBR is the material support, which must provide abrasion resistance, porous surface conducive to colonization by microorganisms, easy to achieve fluidization and ability to promote mass transfer between the medium and biofilm. Thus, the objective of this study was to evaluate the influence of different support materials (polystyrene - R1, grounded tire - R2 and polyethylene terephthalate (PET) - R3) on producing hydrogen and ethanol using three anaerobic fluidized bed reactors. Each reactor had a total volume of 4192 cm3 and was fed with media containing glucose as the carbon source (4000 mg L-1) with an influent pH around 5.0 and an effluent pH of about 3.5, a hydraulic retention time (HRT) of 8 1 h at a temperature of 23 2 ºC, with thermal treatment of the inoculum. For hydrogen production, the best performance was achieved with R2 (2.11 mol H2 mol-1 glucose), providing the highest H2 content in biogas (60%). In all reactors, the predominant soluble metabolites were acetic acid, butyric acid, lactic acid and ethanol, with small amounts of propionic acid. The reactor R2 produced more acetic and butyric acid (434.74 and 1013.61 mg L-1, respectively). However, reactor R3 showed a better performance for ethanol production (1941.78 mg L-1). / A produção de hidrogênio e etanol usando microrganismos é uma promissora área de desenvolvimento tecnológico a partir de uma ampla variedade de fontes renováveis e uma das alternativas para esta produção é a utilização do reator anaeróbio de leito fluidizado (RALF). Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes materiais suporte (poliestireno - R1, pneu inservível triturado - R2 e PET - R3) visando à produção de hidrogênio e etanol utilizando três reatores anaeróbios de leito fluidizado. Cada reator possuía um volume total de 4192 cm3, alimentado com meio contendo glicose como fonte de carbono (4000 mg.L-1), com tempo de detenção hidráulica (TDH) entre 8 e 1 h a uma temperatura entre 20 e 25ºC, com tratamento térmico do inóculo, utilizando culturas mistas. Para produção de hidrogênio, o melhor desempenho foi do R2, apresentando melhor rendimento de H2 (2,11 mol-H2.mol-1-glicose) e melhor conteúdo de H2 no biogás (60%). Os metabólitos solúveis predominantes em todos os reatores foram ácidos acético e butírico e etanol, havendo uma pequena produção de ácido propiônico, sendo o R2 o que mais produziu ácidos acético e butírico (434,74 e 1013,61 mg/L, respectivamente). Entretanto, o R3 apresentou um melhor desempenho para produção de etanol (2,43 mol-EtOH.mol-1-glicose). Assim, pode-se afirmar que foi possível produzir simultaneamente hidrogênio e etanol como biocombustíveis.

Motor a álcool teve grande aplicação no Brasil com a implantação do Proálcool, programa lançada na década de 1970, vislumbrando reduzir a dependência externa do petróleo. Ressalta-se que avanços na tecnologia do referido motor, bem como na produção de álcool, tornaram-no técnica e economicamente viável como substituto da gasolina em algumas regiões. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho e a emissão de um motor ciclo Otto funcionando com dois tipos de álcool, 92,8 e 75 INPM, sendo o último considerado de baixo teor alcoólico, possibilitando variar a taxa de compressão. O ensaio foi realizado em bancada dinamométrica, no laboratório de motores da EESC/USP, campus de São Carlos. Para tanto, utilizou-se de motor de 1.000 \'CM POT.3\', oito válvulas e quatro cilindros. Os resultados evidenciaram que o combustível de baixo teor alcoólico aceitou aumento na taxa de compressão de 13,5:1 para 16,2:1, ressaltando-se que, nessa condição, houve aumento de torque e da potência máxima, redução de emissão de NOx e aumentos de consumo e de emissão de hidrocarboneto. / Ethanol engines had a great application in Brazil with the implantation of Proalcool, a program launched in 1970 decade, guessing the reduction in exterior oil dependence. Progress in technology in the cited engine, as well as in ethanol production have turned this combustible into a technically and economically viable option, as an oil substitute in some regions. The present work had the aim of evaluating the performance and emission of an Otto cycle engine working with two types of ethanol, 92.8 and 75 INPM, the latter considered as a low grade alcohol, enabling a variation in the compression rate. The experiment was performed at the dynamometer testing bench in the engine laboratory of EESC/USP, campus at São Carlos. With this intent a 1,000 \'CM POT.3\' engine, eight valves and four cylinders were utilized. The results have shown that the low grade alcoholic combustible accepted an enhancement in the compression rate from 13.5 to 16.2:1, emphasizing that in this condition there was increase maximum torque and maximum power, a reduction in NOx emission and a rise in the consumption and hydrocarbon emission.