Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The gibberellic acid (GA3) is a natural hormone found in some plants, this hormone has been used in agricultural formulations, as growth regulator, highly relevance both economic and industrial. Currently, its industrial scale production is achieved by Submerged Fermentation (SF) using the fungus Gibberella fujikuroi. The main problem in the industrial process is related to the low yield of GA3, causing the purification process presents high costs. An alternative to this process is the Solid- State Fermentation (SSF) that allows to obtain higher concentrations of this product. The greatest advantage of the SSF front SF is related to increased production of GA3 using low cost substrates such as waste and by-products of agroindustry. Given the fact that Brazil is highlighted as one of the most prosperous countries in terms of agricultural production, and the Rio Grande do Sul accounts for about 30-40% of rice and barley production in the country, this research evaluated the use of Raw Rice Bran (RRB) and Wet Brewery Waste (WBW), rice processing and brewing industry residues, as substrates for GA3 production by the fungus Gibberella fujikuroi. Two experimental designs, a linear type 2n and CCRD, both for two variables were performed. The first design evaluated, on three levels, evaluated the effect of moisture content in the range of 50 to 70%, and the composition of the medium, with RRB content ranging from 30 to 70% of the total substrate mass (RRB and WBW mass). In turn, the second planning in 5 levels, evaluated the effect of the addition of glucose, the carbon source over the range 0 to 80 g/L, and ammonium nitrate (NH4NO3), the nitrogen source, in the range 0 - 5 g/L, by making use of the best conditions of the first planning. It was found that, for seven days of fermentation, the greater yield for the first research proposed, was at the test carried out with medium composition of 30% RRB and 70% WBW and moisture content equals 70%. At the second design It was observed that the highest concentration of NH4NO3 favored the formation of GA3 by the fungus, towards intermediate value to the glucose content. Finally, investigation of the kinetic behavior showed an increase in production of GA3, with the peak on the seventh day with maximal production of 10,10 g/kg of substrate, and subsequent tendency for stabilization. / O ácido giberélico (GA3) é um hormônio natural presente em algumas plantas, sendo empregado em formulações agrícolas como regulador de crescimento, apresentando grande importância econômica e industrial. Atualmente, sua produção em escala industrial é realizada por fermentação submersa (FSub) empregando o fungo Gibberella fujikuroi. O maior problema no processo submerso está relacionado aos baixos rendimentos de GA3, fazendo com que o processo de purificação apresente elevados custos. Uma alternativa a este processo é a fermentação em estado sólido (FES) que permite a obtenção deste produto em concentrações maiores. A maior vantagem da FES frente à FSub está relacionada à maior produção de GA3 empregando substratos de baixo custo, como por exemplo, resíduos e subprodutos da agroindústria. Dado o fato de que o Brasil é destacado como um dos mais prósperos países em termos da produção agrícola, e que o Rio Grande do Sul é responsável por cerca de 30 a 40% da produção de arroz e cevada, no país, avaliou-se a utilização de Farelo de Arroz Bruto (FAB) e Resíduo de Cervejaria Úmido (RCU), resíduos do processamento de arroz e da indústria cervejeira, como substratos para a produção de GA3 pelo fungo Gibberella fujikuroi. Foram realizados dois planejamentos experimentais, linear do tipo 2n e DCCR, ambos para duas variáveis. O primeiro planejamento, em três níveis, avaliou o efeito da umidade, na faixa de 50 a 70%, e a composição do meio, com o teor de FAB variando entre 30 e 70% do total de massa do substrato (massa de FAB e de RCU). Por sua vez, o segundo planejamento, em 5 níveis, avaliou o efeito da adição de glicose, fonte de carbono na faixa de 0 a 80 g/L, e do Nitrato de Amônio (NH4NO3), fonte de nitrogênio, na faixa entre 0 a 5 g/L, na produtividade de GA3, fazendo uso das melhores condições do primeiro planejamento. Foi verificado que, para sete dias de fermentação, o maior rendimento obtido, para a primeira investigação proposta, foi no ensaio realizado com composição do meio 30% FAB e 70% RCU e umidade do meio de 70%. No segundo planejamento constatou-se que a maior concentração de NH4NO3 favoreceu a formação de GA3 pelo fungo, para um valor intermediário do teor de glicose. Por fim, a investigação da cinética demonstrou um comportamento de crescimento na produção de GA3, com o pico no sétimo dia, com produção máxima de 10,10 g/Kg de substrato, e posterior tendência à estabilização.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-01-12Bitstream added on 2014-06-13T20:54:32Z : No. of bitstreams: 1 souza_mp_me_bauru.pdf: 1121017 bytes, checksum: 8ed8fe65e5cd46111ec16064bc42b009 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho desenvolve-se um estudo de modelagem matemática e simulação numérica do escoamento bifásico gás-sólido em leito fluidizado borbulhante. Utiliza-se o modelo Euleriano de duas fases separadas formulando o tensor das tensões da fase sólida através da teoria cinética dos escoamentos granulares. As simulações numéricas são realizadas através do código fonte MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) desenvolvido no NETL (National Energy Technology Laboratory). Os resultados de simulação numérica são avaliados por meio da análise da influência dos seguintes parâmetros: malha computacional e esquemas de discretização dos termos convectivos das equações de conservação. Com base nos estudos teóricos e resultados obtidos durante o trabalho conclui-se que esquemas de primeira, tais como FOUP são altamente difusivos, já os resultados obtidos utilizando o esquema de alta ordem, Superbee, produziu resultados de melhor qualidade para as malhas testadas neste trabalho. Além disso, os resultados mostraram-se bastante dependentes do tamanho da malha computacional. / In the present work is described a mathematical model and numerical simulation of gas-solid two-phase flow in a bubbling fluidized bed. It is used the Eulerian gas-solid two-fluid model and the solid phase stress tensor is modeled considering the kinetic theory of granular flows. The numerical simulations were developed using the MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) code developed in NETL (National Energy Technology Laboratory). The numerical diffusion is analyzed considering a single bubbling detachment and its movement process in a two-dimensional bubbling fluidized bed using the bubble shape as a metric for results description. The influence of computacional grid it is also analyzed. It is concluded that SuperBee scheme produces the better results and analysis about estimating uncertainty in grid refinement should be studied.

This master thesis presents the development of an auxiliary power supply to provide energy to sensors, gate drivers, instrumentation circuits and control of a three-stage Solid State Transformer (SST). These devices require an insulated power supply of ±15V and 5V. For reason of reliability and modularity, a distributed auxiliary source is proposed. Thus, it is necessary a power supply to provide energy to the low voltage (LV) side and another to the medium voltage (MV) side. With this proposal, the auxiliary power supply does not need to have the same galvanic insulation of the SST, 25kV. However, a local power supply must operate at high voltage levels and, consequently, contain a high step-down voltage gain. Relative to LV side, the most generally used topologies as an auxiliary power supply are discussed. However, these topologies cannot be used at the MV converters, due to the high voltage stress levels involved. A study of topologies used on medium and high voltage and which enable to reach a high step-down voltage gain is realized, and two interesting topologies for this application were found. One of them uses a Flying capacitor converter connected in cascade with a Double-Ended Flyback converter. The Flying capacitor converter lowers the DC bus voltage in a controlled manner to low voltage levels. So the Double-ended Flyback converter operates in LV and provides the insulated outputs to command circuits of SST. The other topology is a unidirectional four-level NPC converter operating as Double-ended Flyback converter. For this case, a modulation strategy that allows the converter to reach a high step-down voltage gain was also proposed. These topologies were evaluated and the one which showed the best result was the four-level Double-ended Flyback converter. This converter was implemented and the experimental results prove to be effective. For the LV side, a Half-bridge LLC resonant converter as auxiliary power supply was used. This converter operates in ZVS and performs the output voltage regulation through the operating frequency variation. The experimental results of this converter are also presented. / Este trabalho de mestrado apresenta o desenvolvimento de fontes auxiliares para alimentar sensores, circuitos de comando, instrumentação e o controle de um Transformador de Estado Sólido (SST) de três estágios. Estes dispositivos necessitam de alimentação isolada com tensões de ±15V e 5V e por questões de confiabilidade e modularidade, propõe-se a utilização de fontes auxiliares distribuídas. Assim, emprega-se uma fonte auxiliar para alimentar o lado de média tensão (MT) e outra para alimentar o lado de baixa tensão (BT). Com essa proposta, as fontes auxiliares não necessitam ter a mesma isolação galvânica do SST, 25kV. Entretanto, uma das fontes locais deve operar em níveis de tensão elevados e, por consequência, apresentar baixo ganho estático. No lado de BT, as principais topologias normalmente utilizadas como fonte auxiliar são discutidas. No entanto, devido aos altos níveis de tensão envolvidos, estas topologias não podem ser aplicadas ao conversor que opera em MT. Um estudo sobre topologias aplicadas a média tensão e que possibilitam alcançar um baixo ganho estático é realizado, sendo que duas topologias se mostram interessantes para esta aplicação. Uma consiste na utilização de um conversor de capacitores flutuantes conectado em cascata com um conversor Double-Ended Flyback. O conversor de capacitores flutuantes rebaixa a tensão do barramento CC, de forma controlada, para baixa tensão. Assim o Double-Ended Flyback opera em BT e fornece as saídas isoladas para alimentar os circuitos de comando do SST. A outra topologia trata-se de um conversor NPC de quatro níveis unidirecional operando como conversor Double-Ended Flyback. Para este caso, também foi proposta uma estratégia de modulação que permite o conversor alcançar o baixo ganho estático. Essas topologias foram avaliadas, apresentando melhor resultado a esta aplicação o conversor Double-ended Flyback de quatro níveis, conforme será demonstrado neste trabalho. Esse conversor foi implementado e os resultados experimentais comprovam o seu funcionamento. Para a fonte do lado de BT utilizou-se um conversor Half-Bridge LLC ressonante que opera em ZVS e realiza a regulação da tensão de saída pela variação da frequência de operação. Os resultados experimentais deste conversor também são apresentados.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-16T13:29:16Z No. of bitstreams: 1 TeseRKH.pdf: 7966483 bytes, checksum: 075f420f66971bcdd35c8dbfe1d3c37c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:45:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRKH.pdf: 7966483 bytes, checksum: 075f420f66971bcdd35c8dbfe1d3c37c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:45:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRKH.pdf: 7966483 bytes, checksum: 075f420f66971bcdd35c8dbfe1d3c37c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T19:46:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRKH.pdf: 7966483 bytes, checksum: 075f420f66971bcdd35c8dbfe1d3c37c (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Não recebi financiamento / The research proposal was found low cost alternative solution to automatize the classification and selection process to recognize fruit ripeness level using biologic behavior instead of human visual inspection. The goal was to develop low cost and disposable solid state sensor made of office paper with respective equipment for odor monitoring. The concept used to development this sensor was replace the interdigitated electrode with a conductive track using office paper impregnated with an electrolyte that "turns" cellulose fiber in an electrical conductor under gas action. In order to get gas adsorbing surface property for odor monitoring were tested some electrolytes like: Magnesium Chloride, Potassium Iodide, Calcium Hydroxide and others. This configuration replaced the interdigitated electrode per cellulose fiber doped with an electrolyte, it´s the originality of this research. In the fruit ripening process, the major enzymes involved are pectinase to crack the cell walls responsible for the fruits softening, amylase which degrades carbohydrates to simple sugars responsible for the flavor and hydrolase which reduces the amount of chlorophyll responsible for the fruit color change. The reaction that produces ethylene gas (C2H4) is lipids oxidation, the main gas exhaled during the fruits ripening process. The equipment adopted to pick up electrical signal is based on resistance and capacitance measuring that showed reversible electrical signal variation basically due the track geometry and cellulose fiber doping with an electrolyte. Another feature found was the office paper sensor decrease resistivity with fruit odors presence. The sensor manufacturing process is simple, basically consist in printing a mask with a negative image of the track by laser printing and office paper impregnation by an electrolyte. / A proposta da pesquisa foi buscar uma alternativa de baixo custo para automatizar o processo de seleção e classificação do nível de maturação da banana, utilizando-se do reconhecimento de gás exalado no processo de maturação via biológica, em vez da inspeção visual humana. O objeto da pesquisa foi desenvolver um sensor de estado sólido, de baixo custo e descartável, à base de papel sulfite, com o seu respectivo equipamento de monitoramento de odor. O conceito utilizado no desenvolvimento do sensor foi eliminar o eletrodo condutor interdigitado e substitui-lo por uma trilha condutora via dopagem do papel sulfite, impregnando com um eletrólito que “transforma” a fibra de celulose em um condutor elétrico sob a ação de gás. Visando conferir a propriedade de adsorção superficial dos gases no processo de monitoramento de odor, foram testados os seguintes eletrólitos: Cloreto de Magnésio, Iodeto de Potássio, Hidróxido de Cálcio entre outros. Essa configuração de substituir o eletrodo interdigitado por fibra de celulose dopada com um eletrólito traduz a originalidade desta pesquisa. No processo de amadurecimento das frutas, as principais enzimas envolvidas foram: pectinase, que quebra as paredes celulares, responsável pelo amolecimento das frutas; amilase, que degrada carboidratos em açúcares simples, responsável pelo sabor e a hidrolase, que reduz a quantidade de clorofila responsável pela mudança de cor da fruta. A reação que produz o gás etileno (C2H4) é a oxidação de lipídios, principal gás exalado durante o processo de amadurecimento das frutas. O equipamento de captação de sinal elétrico do sensor de estado sólido foi baseado na medição de resistência e capacitância, que apresentou variação de sinal elétrico reversível, basicamente em função da geometria da trilha e da dopagem da fibra de celulose com um eletrólito. Outra característica do sensor de papel sulfite foi a queda da resistividade com a presença de odores da fruta. O processo de fabricação do sensor é simples: consiste basicamente em uma impressão a laser de uma máscara com imagem negativa da trilha e a impregnação do papel sulfite com um eletrólito.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-21T13:34:29Z No. of bitstreams: 1 DissLM.pdf: 2911132 bytes, checksum: 362b734e96e18d3619903ec85dba4bb5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:32:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLM.pdf: 2911132 bytes, checksum: 362b734e96e18d3619903ec85dba4bb5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:33:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLM.pdf: 2911132 bytes, checksum: 362b734e96e18d3619903ec85dba4bb5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:33:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLM.pdf: 2911132 bytes, checksum: 362b734e96e18d3619903ec85dba4bb5 (MD5) Previous issue date: 2016-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The use of a simplified consolidated bioprocess for the conversion of biomass using enzymes produced in-house (integrated into the process of converting lignocellulosic biomass) may enable significant increases in the production of bioethanol, without the need for expansion of cultivated area. With this motivation, the present work had as objective the study of the steps of production of (hemi)cellulases by solid-state fermentation (SSF) and the use of whole fermentation medium (WFM) for saccharification of biomass and subsequent alcoholic fermentation within the context of a consolidated bioprocess for the 2G ethanol production. To this end, firstly, the selection of the cultivation conditions for the production of enzymes directly using the sugarcane bagasse pretreated by steam explosion (SEB) as SSF substrate was studied. Thus, different fungi were cultivated in isolation and in co-cultivation, including the study of the use of wheat bran and lactose as inducers in the production of enzymes. In order to optimize the enzymatic hydrolysis (EH) step with the WFM from SSF, it was evaluated the influence of the operating parameters and the use of soy protein, Tween 80, PEG 1500 and bovine serum albumin (BSA) as additives. Finally, the alcoholic fermentation step was performed for the selected condition for the overall validation of this bioprocess. The results obtained in the conditions which maximize the production of enzymes, using SEB as substrate, were: addition of lactose at 0.075 g/g of substrate and wheat bran in the mass ratio 1:1 relative to the substrate, which led to an increase of activity of 73% for beta-glucosidase, 67% for endoglucanase, and 72% for xylanase, compared to the control condition using SEB as the substrate, without the presence of lactose or wheat bran. Cultivations under SSF followed by the EH step with the WFM showed that the co-cultivation were, in most cases, better in the conversion of SEB into fermentable sugars. The co-cultivation that presented the best result when compared to the best-isolated cultivation of Aspergillus niger was the Trichoderma reesei with Aspergillus oryzae, which has promoted an increase of 47% in the glucose production. The evaluation of operating parameters (pH, temperature and stirring) during the enzymatic hydrolysis step with the WFM from SSF showed that the saccharification process performed under the condition of pH 4.8, 200 RPM and 50 °C presented the best conversion of lignocellulosic biomass. This operational condition is the same already used in the conventional process of enzymatic hydrolysis with commercial extract enzymes. The addition of additives (soy protein and Tween 80) improved the saccharification process, whereas the addition of soy protein (0.5% w/v) lead to a 50% increase in glucose release. The alcoholic fermentation carried out for validating the overall integration process at the best condition of cultivation /hydrolysis gave a yield of 83.5% of the theoretical yield and volumetric productivity of ethanol (QP) 4.77 g/L.h. These results show that all process steps can be performed sequentially in the same reactor, thus denoting the proposed consolidated bioprocess. / A utilização de um bioprocesso consolidado simplificado para a conversão de biomassa usando enzimas produzidas in-house (integrada ao processo de conversão da biomassa lignocelulósica) pode possibilitar incrementos significativos na produção de bioetanol, sem a necessidade de expansão da área cultivada. Com esta motivação, o presente trabalho teve como objetivo o estudo das etapas de produção de (hemi)celulases por fermentação em estado sólido (FES) e a utilização do meio fermentado integral (MFI) para sacarificação da biomassa e posterior fermentação alcoólica, dentro do contexto de um bioprocesso consolidado para a produção de etanol 2G. Para este fim, primeiramente, foi estudada a seleção das condições de cultivo para a produção de enzimas usando diretamente o bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado por explosão a vapor (BEX) como substrato da FES. Assim, diferentes fungos foram cultivados de forma isolada e em cocultivo, incluindo o estudo de farelo de trigo e lactose como indutores na produção de enzimas. Para otimizar a etapa de hidrólise enzimática (HE) com o MFI da FES, avaliou-se a influência dos parâmetros operacionais e o uso de proteína de soja, Tween 80, PEG 1500 e albumina de soro bovino (BSA) como aditivos. Por fim, para a melhor condição foi realizada a etapa de fermentação alcoólica para a validação global deste bioprocesso. Os resultados obtidos para as condições que maximizam a produção de enzimas, utilizando o BEX como substrato, foram: inserção de lactose na concentração de 0,075 g/g de substrato e farelo de trigo na proporção 1:1 em massa em relação ao substrato, o que levou a um aumento de atividade de 73% para betaglicosidase, 67% para endoglucanase e 72% para xilanase, em relação à condição controle utilizando apenas BEX como substrato, sem a presença de lactose ou farelo. Os cultivos em FES seguidos pela etapa de HE com o MFI mostrou que os cocultivos foram, na maioria dos casos, melhores na conversão do BEX a açúcares fermentescíveis. O cocultivo que apresentou o melhor resultado quando comparado ao melhor cultivo isolado de Aspergillus niger foi o de Trichoderma reesei com Aspergillus oryzae, o qual promoveu um aumento de 47% na produção de glicose. A avaliação dos parâmetros operacionais (pH, temperatura e agitação) durante a etapa de hidrólise enzimática com o MFI da FES mostrou que o processo de sacarificação realizado sob a condição de pH 4,8, 200 rpm e 50 ºC apresentou a melhor conversão da biomassa lignocelulósica. Essa condição operacional é a mesma já empregada no processo convencional de HE com extrato comercial de enzimas. A utilização de aditivos (proteína de soja e Tween 80) melhorou o processo de sacarificação, sendo que a adição da proteína de soja (0,5%, m/v) promoveu um aumento de 50% na liberação de glicose. Assim, realizou-se a fermentação alcoólica para a validação do processo global de integração para a melhor condição do conjunto cultivo/hidrólise, obtendo-se um rendimento de etanol de 83,5% do rendimento teórico e uma produtividade volumétrica de etanol (QP) de 4,77 g/L.h. Esses resultados permitiram a validação do bioprocesso consolidado proposto, indicando que todas as etapas podem ser realizadas sequencialmente no mesmo reator.

Drilling, one of the stages of oil and gas exploration, now has as targets regions of great complexity, with high depths. Coated or contaminated cuttings with drilling fluid are a result of drilling. The drilling fluids are water-based or non-aqueous based liquids. A more restrictive environmental legislation and the need to reduce the costs of drilling (exploration and production) lead to optimization of solid-liquid separation and recycling drilling fluids. Because oil industry has to submit itself to ever more stringent environmental laws it has applied a great deal of investments on sustainability research. In this context, this work provides a study of the characteristics of drilling cuttings and synthetic drilling muds at different steps of the solids control sistem, in order to know their behavior and its change over the process. The concentration of water, organic phase and solids in the mud were measured. The density and particle size of the cuttings were analyzed. The rheology and thixotropy of the mud were investigated. For this, samples of drilling mud were collected throughout the solids control system of five PETROBRAS onshore drilling rigs in Bahia (BA). The concentrations index are so important when investigating the efficiency of operation of the equipments in the solids control. The density of solids is very close to the density of clays. The results show that the rheology of drilling mud in the solids control process behaves as a non-Newtonian fluid, pseudoplastic, viscoplastic and thixotropic. The particle size of solids varies with operating conditions and always presents two average diameters by sample. The cutting dryer, a vertical centrifuge, plays a key role in the waste disposal due the stringent environmental laws, especially on offshore platforms. Thus, in order to research the optimization or restructuration of this step in the waste disposal, a study was carried on this equipment and the main points of its structure and operation were reported. / A perfuração, uma das etapas da exploração de petróleo e gás, hoje objetiva cenários geológicos de grande complexidade, com elevadas profundidades. Como efluente da atividade exploratória há a geração de cascalhos contaminados ou revestidos com fluido de perfuração. Uma legislação ambiental mais rigorosa e a necessidade de reduzir os custos de perfuração (prospecção e produção) apontam para a necessidade de otimização da separação e reciclagem do fluido de perfuração de poços de petróleo e gás. A atividade petrolífera é desenvolvida em condições cada vez mais restritivas do ponto de vista ambiental, sendo incessantes os estudos e investimentos em busca da sustentabilidade. Como exemplos de equipamentos para o processamento da lama de perfuração podem ser citados as peneiras vibratórias, os hidrociclones e as centrífugas. Neste contexto, o presente trabalho traz um estudo detalhado das características dos sólidos e da lama de perfuração base n-parafina em diferentes pontos do processo de controle de sólidos, com o objetivo de investigar o comportamento dos mesmos e sua alteração ao longo do processo. Foram realizadas análises de concentração de água, fase orgânica e sólidos na lama, densidade dos sólidos, reologia e tixotropia da lama e granulometria dos sólidos. Para isso, amostras de lama de perfuração foram coletadas ao longo do sistema de controle de sólidos em cinco sondas de perfuração terrestre da Petrobras no interior da Bahia (BA). As concentrações analisadas são de grande importância na investigação da eficiência de operação dos equipamentos do processo de controle de sólidos. A massa específica dos sólidos é bem próxima da massa específica de argilas. Os resultados de reologia mostram que a lama de perfuração em todo o processo de controle de sólidos se comporta como um fluido não-newtoniano, pseudoplástico, viscoplástico e tixotrópico. A granulometria dos sólidos varia com as condições de operação e apresenta, no geral, dois diâmetros médios em cada corrente amostrada. O secador de cascalho, um tipo de centrífuga vertical, desempenha papel fundamental na adequação dos resíduos às leis ambientais de descarte, principalmente em plataformas offshore. Assim, visando futuramente a otimização ou mesmo reestruturação desta etapa do processo de descarte de resíduos, foi realizado um estudo sobre esse equipamento e levantado os pontos principais de sua estrutura e operação. / Mestre em Engenharia Química

This work consists of the study, design and implementation of DC-DC converters, used in lighting systems based on light emitting diodes (LEDs). Can be powered by an universal AC voltage source or battery, and the current in the LEDs is controlled digitally. The main objective is to present a proposal of new step-up/down converters topologies with full conversion much higher than that of conventional converters. So, is initially presented an overview of solid-state lighting (SSL). Following is presented the study on the dynamic behavior of converters based on modeling by the method of varying state-space average, ending with the design of a digital PI controller. This work resulted in the application for a patent PI-0801425-6 filed with the INPI, which presents a new family of converters with full conversion extremely wide, called cubic converters. / O presente trabalho consiste do estudo, projeto e implementação de conversores CCCC, aplicados em sistemas de iluminação de estado sólido baseado em diodos emissores de luz (LEDs). Podem ser alimentados por uma fonte de tensão alternada universal ou por uma bateria sendo que a corrente nos LEDs é controlada digitalmente. O objetivo principal é apresentar uma proposta de novas topologias de conversores abaixadores/elevadores com faixa de conversão muito maior que a dos conversores convencionais. Portanto, inicialmente é apresentada uma visão geral sobre iluminação de estado sólido (SSL). Na sequência, é apresentado o estudo sobre o comportamento dinâmico dos conversores baseado na modelagem através do método de variáveis de espaço de estados médio, finalizando com o dimensionamento de um controlador PI digital. Este trabalho resultou no pedido de patente de invenção PI-0801425-6 depositado junto ao INPI, o qual apresenta uma nova família de conversores com faixa de conversão extremamente larga, denominados de conversores cúbicos. / Doutor em Ciências

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A presente tese e voltada à investigação da dinâmica das partículas em um riser de leito fluidizado circulante (CFB). Os leitos fluidizados sao comumente encontrados em aplicações de diversas areas industriais, como na secagem e revestimento de partículas, na polimerizaçao, na combustao e gaseificacao de carvão ou biomassa, no craqueamento catalítico de gasóleo. Dada a importancia da compreensão fenomenologica dos mecanismos que ocorrem nestes equipamentos, este trabalho utiliza de experimentacães física material e numerica para investigar, descrever e prever o escoamento gas-solido ascendente em escala piloto. Para isso, a Unidade Piloto de Riser e Ciclones foi projetada e construída, bem como seu controle e sistema de medicão optica, a Anemometria por Efeito Doppler (PDA). O escoamento tambem foi avaliado por Fluidodinamica Computacional, como um segundo pilar sobre o qual a presente tese esta suportada, atraves da solucao de um modelo matematico euleriano-lagrangeano transiente de partícula pontual, que considera colisães entre partículas e delas com paredes rugosas do riser, implementado no codigo UNSCYFL3D. Os resultados de ambas simulacoes física material e numerica dos estudos de caso propostos, evidenciaram a formaçcaão de estruturas de macro e mesoescala, derivadas de efeitos geometricos e fluido dinâmicos, respectivamente. Ocorre segregacao do escoamento da fase sólida na base do riser e recirculacao no topo, devido a saída em T. A PDA evidenciou: a formacao da estrutura core-annulus desde a alimentacao das partículas nos maiores carregamentos, a tendâencia de segregaçcãao radial e axial de diametros de partículas e a deposiçao nas regioes próximas à parede, onde as partículas tem maior flutuacao de velocidade. As soluçoes numericas indicaram pouca influencia das forcas de Saffman e Magnus, porem grande influencia da rugosidade da parede e do efeito da turboforese. O modelo matematico foi comparado frente as mediçoes físicas, mostrando bom grau de validacao para concentraçao de partículas no centro do riser e para velocidade axial media das partículas. / This thesis is focused on the particle phase dynamics in a circulating fluidized bed riser (CFB). Fluidized beds are commonly encountered in many industrial applications such as drying and coating of particles, polimerizations, combustion and gasification of coal and biomass, gasoil fluid catalytic cracking. Given the importance of the physical understanding about CFBs, in this work experiments and simulations are carried out to explore, describe and predict the upward gas-solid flow in pilot scale. Therefore, the Pilot Unit of Riser and Cyclones was designed and built, as well as its control and optical measuring systems, the last one by using Phase Doppler Anemometry (PDA). Besides that, the flow was solved by Computational Fluid Dynamics, as the second pillar on which this thesis is based, through the solution of an Eulerian-Lagrangian unsteady point-particle model, with inter-particles collisions and impact on rough walls, implemented on the in-house code UNSCYFL3D. The results from both experiments and simulations have shown the macro- and meso-scale structures formation, caused by geometrical and fluid dynamics effects, respectively. Particle phase flow segregation occurs near the particle inlet and also recirculation at the top of the riser, due to the T shape outlet. The PDA results show the core-annulus structure formation from the bottom of the riser in the higher mass loadings, the tendency of radial and axial segregation of particle diameters and the particle deposition near the riser wall, where the discrete phase has higher velocity fluctuations. On the other hand, the simulation results show little influence of Saffman and Magnus forces over the particles flow, however great impact of the roughness wall model and of the turbophoresis effect. About the model validation, good agreement is found mainly to particle concentration at the riser centre and to the particle phase axial velocity. / Tese (Doutorado)

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-28T18:09:13Z No. of bitstreams: 1 ANTONIO ANTUNES DE MELO - DISSERTAÇÃO (PPGRN) 2018.pdf: 4986559 bytes, checksum: 8e10fb2268c978b6e2d789a1a91509fe (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-28T18:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANTONIO ANTUNES DE MELO - DISSERTAÇÃO (PPGRN) 2018.pdf: 4986559 bytes, checksum: 8e10fb2268c978b6e2d789a1a91509fe (MD5) Previous issue date: 2011-03-01 / CNPq / O processo de desenvolvimento e reprodução do espaço pelas sociedades urbanas vem ocorrendo de forma desordenada em todo o planeta, a ponto de causar impactos ambientais irreversíveis. Uma alternativa entre tantas, é o uso agrícola planejado de águas residuárias e composto orgânico oriundo de resíduos sólidos urbanos. Para atender as premissas inicialmente propostas, conduziu-se o experimento em casa de vegetação nas instalações da UFCG, tendo como eixo norteador da pesquisa, o cultivo do algodão herbáceo, variedade BRS safira. O delineamento estatístico utilizado foi inteiramente casualizado, em um esquema fatorial com tratamento adicional (5 x 2+1) x 3. As fibras dessa variedade têm uma tonalidade marrom avermelhado que é naturalmente colorido. Além do composto orgânico de origem doméstica, usou-se dois tipos de água (W1 – água de abastecimento e W2 - água residuária tratada). A testemunha foi tratada com fertilizante químico. A pesquisa teve como base de sustentação filosófica, a necessidade de se trabalhar com essas duas variáveis a partir de uma perspectiva socioambiental, usando como instrumento, os dados levantados junto aos cooperados da usina de reciclagem de Esperança-PB. Como resultado verificou-se que em relação aos aspectos positivos do trabalho na cooperativa, 53% dos entrevistados afirmaram que o mais importante na relação com a na usina é a possibilidade de manter a família dignamente. Enquanto 29% declararam que o ganho seguro, mesmo sendo pouco, é o que mais estimula a permanência nesse tipo de atividade. Em relação ao cultivo do algodão, constatou-se que nas condições que o experimento foi desenvolvido, o composto orgânico pode substituir a adubação química, uma vez que a produção das plantas adubadas com o composto oriundo da cooperativa e tratadas com água de reuso, não diferiram das que receberam fertilizante químico. / The process of development and reproduction of urban space by societies has been occurring in way disordered in the whole planet, to point of cause irreversible environmental impacts. One alternative between so many, is the planned agricultural use of wastewater and organic compound originating from urban solid residues. To meet the premises initially proposed we conducted an experiment vegetation house in the facilities of UFCG and having as a guiding research, the cultivation of cotton herbaceous, variety BRS sapphire, whose fibers have a reddish brown shade, naturally colored using two variables, wastewater and organic compound, both from domestic origin. The research had as base of philosophical sustentation, a work gone back toward an environmental perception, initially using as instrument, a cooperative of collectors of Esperança-PB. As result was verified that in relation to the positive aspects of work in the cooperative, 53% of the interviewees affirmed that the most important in the plant is capable of maintaining the family dignity. While 29% said that gaining insurance, same being little, is what more stimulates the permanence in this work type. In relation to the cultivation of cotton was found that in the conditions that the experiment was developed, the organic substratum and wastewater can replace the chemical manuring, once the production of the plants treated with these variables did not differ from that received chemical fertilizer.

Durante as últimas três décadas, a epitaxia por feixe molecular se estabeleceu como uma técnica excelente para o crescimento de camadas semicondutoras de alta qualidade, tanto para a construção de dispositivos quanto para a pesquisa básica. No entanto ainda não existe um método universalmente aceito para obter-se camadas dopadas do tipo p nesta técnica de crescimento. Neste trabalho, estudamos, otimizamos e comparamos três diferentes métodos para a dopagem de camadas de GaAs do tipo p. Dois desses métodos exploraram o caráter anfotérico do silício em substratos de GaAs(311)A (através da mudança das condições de crescimento) e GaAs(100) (aplicando uma nova técnica chamada epitaxia assistida por gotas (droplets) de gálio). O terceiro método foi baseado no uso do carbono, cujas propriedades como dopante do tipo p são bem conhecidas em outras técnicas de crescimento epitaxial, mas pouco estudadas na epitaxia por feixe molecular. Para verificar a qualidade das camadas dopadas obtidas, crescemos estruturas como poços quânticos parabólicos com alta mobilidade de buracos e dispositivos optoeletrônicos como diodos emissores de luz e laseres. / During the last three decades, molecular-beam epitaxy has emerged as an excellent technique for the growth of high-quality semiconductor layers both for device construction and for basic research. In spite of this fact, there is still a lack of a universally accepted method to obtain p-type doped layers by this growth technique. In this work, we studied, optimized and compared three different methods to get p-type GaAs layers. Two of these methods exploited the amphoteric behavior of silicon atoms both on GaAs(311)A (by changing the growth conditions) and on GaAs(100) (by employing a new growth mode called droplet-assisted epitaxy) substrates. The third method was based on the use of carbon, whose properties as a p-type dopant in GaAs layers are well known in other epitaxial techniques but scarcely investigated in molecular-beam epitaxy. In order to check the quality of the doped layers, we grew structures like high hole-mobility parabolic quantum wells and optoelectronic devices like light-emitting diodes and lasers.