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Orientadores: Marlene Rita de Queiroz, Thomaz Penteado de Freitas Borges / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-04T17:44:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_BrenoMonteirodos_M.pdf: 1088354 bytes, checksum: 34b6badc189dd2dfeafa1a3c5f41515c (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Uma metodologia para o projeto de coletores solares visando a secagem de grãos em silo foi implementada utilizando-se correlações empíricas previamente determinadas para o cálculo da fração solar fornecida pelo sistema. Foi realizado um estudo de caso de uma secagem de milho em silo, na cidade de Campinas ¿ SP, com pré-aquecimento do ar através de um coletor solar e aquecimento complementar com fonte energética convencional (GLP ou lenha). O coletor solar utilizado possui área de 1,80m2, foi construído com materiais de baixo custo e, devido ao material constituinte de seu leito (pedras britadas), apresenta elevada inércia térmica e capacidade de armazenar energia. A caracterização do coletor foi feita com o levantamento da sua curva de eficiência e com a determinação de sua constante de tempo. De maneira semelhante ao observado em coletores solares convencionais, a curva característica levantada apresentou comportamento linear. A capacidade de armazenar energia térmica foi constatada no elevado valor da constante de tempo obtida e pelas defasagens entre as curvas de calor útil fornecido ao ar e radiação solar incidente na superfície do equipamento. Na secagem de 1,20t de milho considerada no estudo de caso, utilizando-se uma vazão volumétrica específica de ar igual a 1,20 m3/m3.min à temperatura de 50°C, obteve-se uma economia de 31% na energia demandada para o aquecimento de ar. Através da análise de ciclo de vida econômico, para a utilização conjunta de energia solar e GLP no aquecimento de ar, foi determinada uma área coletora ótima de 7,50m2 a uma taxa de interesse de 0,12a.a., proporcionando o máximo retorno financeiro durante o ciclo de vida do equipamento. Aumentos nas taxas de interesse diminuem tanto os valores de área coletora ótima como do retorno financeiro durante o ciclo de vida econômico. Foi demonstrada, para as condições fixadas no estudo de caso, a viabilidade econômica da conversão de sistemas que utilizam GLP como fonte energética para sistemas assistidos por energia solar, proporcionando redução nos impactos ambientais da atividade e economia para o produtor rural. Nas mesmas condições foi verificada a inviabilidade econômica da utilização de energia solar em conjunto com a lenha / Abstract: A solar collector design procedure was proposed for sizing solar assisted crop-drying systems using empiric correlations, previously found, to determine the solar fraction supplied by the system. A case study of an in-bin crop drying was accomplished in the city of Campinas - SP with pre-heating of the air through a solar collector complemented by conventional energy source (LPG or firewood). The used solar collector had an area of 1,80m2, it was built with low cost materials and, due to its pebble bed, it presented a high thermal inertia and storing energy capacity. The collector was characterized by determining its efficiency curve and its time constant. As observed in conventional solar collectors, the characteristic curve presented linear behavior. The capacity to store thermal energy was confirmed by the high value of the time constant and by the delay between the useful heat and the incident solar radiation curves. In the studied case of drying 1,20 tons of corn, using a specific air flow rate equal to 1,20 m3/m3.min and a temperature of 50°C, it was saved 31% of the demanded energy for air heating. For a solar-assisted drying using LPG as the conventional source of energy, an optimum collector area of 7,50m2 was found through the life cycle saving analysis calculated with an annual interest rate of 0,12, providing the maximum saves during the equipment life cycle. Increasing the interest rate reduced both optimum collector areas and life cycle savings. For the crop drying case, it was demonstrated the economical viability of the conversion of LPG based to solar-assisted systems, providing reduction in the environmental impacts of the activity and savings for the rural producer. In the same conditions was demonstrated there is no economical viability in the conversion of firewood based to solar-assisted systems / Mestrado / Tecnologia Pós-Colheita / Mestre em Engenharia Agrícola

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Thesis (MBA)--Stellenbosch University, 2015. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Elektrisiteit is ʼn basiese bron van energie in hedendaagse huishoudings en besighede. Die behoefte na deurlopende elektrisiteit neem toe terwyl die huidige elektrisiteitsverskaffer, ESKOM, ook nie aan die huidige vraag na elektrisiteit kan voorsien nie. Verdere beperkings is die infrastruktuur. Die infrastruktuur is nie so ontwikkel dat elektrisiteit aan 100 persent van die bevolking verskaf kan word nie. Alle plase het nie toegang tot die huidige ESKOM roosterstelsel nie of dit is onprakties om ʼn dienslyn te bou vir die gerief van elektrisiteit. Gevolglik was die meeste boerderybedrywighede in die verlede afhanklik van dieselkragopwekkers. Die gebruik van sonenergie het egter aantrekliker geword en het moontlik meer ekonomies en prakties geword en bied ook ʼn deurlopende krag opsie. Sonstralingsvlakke in Suid Afrika is die hoogste in die wêreld. Die Noord-Kaap word ingesluit in daardie areas in SA wat uiters geskik is vir PV aanlegte. In lande soos Ethiopië en die VSA is sonenergie met PV-tegnologie met groot sukses aangewend in landbouomstandighede vir die voorsiening van elektrisiteit wat ook in SA met sukses aangewend kan word met die uiters geskikte sonbestralingsvlakke. Die grootste voordeel van sonenergie is die oorvloedige beskikbaarheid van die energiebron in SA. Verder is dit volhoubaar, omgewingsvriendelik, hernubaar en heeltemal gratis. Daar is geen bewegende onderdele nie, gevolglik is daar geen geraasbesoedeling nie en is die bedryfskostes van ʼn sonenergie stelsel baie laag. Die nadeel van sonenergie is dat PV-aanlegte slegs elektrisiteit kan opwek wanneer die son skyn. Energiebergingsisteme is nodig om hierdie nadeel te oorbrug of ʼn aanvullende energiebron soos wind moet gebruik word om die tekort aan te vul. Kapitaalspandering is die grootste hindernis in die oprigting van hernubare energiestelsels aangesien dit op een stadium spandeer moet word. Sonenergie is die gewildste energiebron binne die landbousektor in die Noord-Kaap en word deur 88.57 persent van die respondente gebruik terwyl slegs 28.57 persent van die respondente dieselkragopwekkers beskikbaar het as rugsteun fasiliteit vir elektrisiteitvoorsiening. Die belangrikste redes waarom daar oorgeskakel is na sonenergie, was om deurlopende elektrisiteit te verseker en die vermindering van tradisionele energieverbruik. Die studie toon dat sonenergie, oor ʼn 15 jaar leeftyd, ʼn derde van die koste van fossielbrandstowwe kos, alhoewel daar groter aanvanklike kapitaalspandering betrokke is wat as ʼn struikelblok gesien word. Die statistiek wat in die ondersoek versamel is dui daarop dat sonenergie suksesvol aangewend word om te voorsien aan die elektrisiteitbehoeftes van die respondente binne die Noord-Kaap geografiese gebied. Daar is egter geen twyfel dat sonenergie suksesvol, effektief, doeltreffend en ekonomies aangewend kan word as ʼn plaasvervanger vir energie uit fossielbrandstof, binne die landbousektor, op klein en medium skaal in die Noord-Kaap.

Orientador: Rodrigo Máximo Sánchez Román / Banca: Raimundo Leite Cruz / Banca: Marcos Vinicius Folegatti / Resumo: A utilização de água residuária doméstica (ARD) na agricultura irrigada exige medidas de desinfecção para garantir padrões de qualidade e proteger a saúde humana dos patógenos presentes. Raios UV são eficientes para esta finalidade e há diversos relatos de sistemas de desinfecção solar (SODIS - solar disinfection), tanto para a desinfecção de água para consumo humano quanto para a desinfecção de ARD. Não há estudos sobre a eficiência da desinfecção de ARDs utilizando-se diferentes revestimentos nos reatores solares de concreto. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da desinfecção solar de ARD para reúso na agricultura em reatores solares com diferentes colorações: preta, branca e concreto. A ARD, após passar pelo tanque séptico, era conduzida aos reatores, formando lâminas de água residuária com 10 cm de profundidade, que ficavam expostas à radiação solar durante três dias consecutivos. A eficiência da desinfecção foi avaliada pela concentração de coliformes fecais (CF), demanda química de oxigênio (DQO), temperatura do efluente, radiação global, radiação UV, pH e sólidos suspensos totais (SST). Os dados foram analisados utilizando-se análise de regressão propondo-se um modelo matemático que representa a inativação de patógenos. O efluente do tanque séptico utilizado na desinfecção solar apresentou em média os seguintes padrões de qualidade: 1,29 x 106 NMP 100mL-1 (Número mais provável a cada 100ml), 654,96 mgDQO L-1, 180,33 mgSST L-1 e 6,17 de pH. Durante o processo constataram-se melhorias nos padrões DQO e SST nos reatores. / Abstract: The use of domestic wastewater (DWW) in irrigated agriculture requires disinfection measures to protect human health from pathogens. UV rays are effective for this purpose and there are many reports of solar disinfection (SODIS) systems, for both disinfection of drinking water and disinfection of DWW. The literature does not present any studies on the disinfection efficiency of DWW using different colors in concrete solar reactors. The aim of this study was to evaluate the efficiency of DWW solar disinfection for agriculture reuse in solar reactors with different colors: black, white and concrete. DWW, after passing through the septic tank was conducted to the reactors until the water depth reach 10 cm that was exposed to sunlight for three consecutive days. The disinfection efficiency was evaluated by the concentration of fecal coliforms (FC), chemical oxygen demand (COD), effluent temperature, global radiation, UV radiation, pH and total suspended solids (TSS). The data were analyzed using regression analysis and a mathematical model that represents the inactivation of pathogens was proposed. The effluent from the septic tank used for solar disinfection had the following mean quality standards: 1.29 x 106 MPN 100mL-1 654.96 mgCOD L-1, 180.33 mgSST L-1 and pH 6.17. During the process it was noticed improvement in COD as well as TSS concentration in the reactors. Furthermore, the results show that the effluent in different reactors had distinct temperatures: the highest rates were observed in the black reactor ... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-19Bitstream added on 2014-06-13T20:55:19Z : No. of bitstreams: 1 queluz_jgt_me_botfca.pdf: 1104809 bytes, checksum: 3566202d2ec1ce904f94f9952a25c713 (MD5) / A utilização de água residuária doméstica (ARD) na agricultura irrigada exige medidas de desinfecção para garantir padrões de qualidade e proteger a saúde humana dos patógenos presentes. Raios UV são eficientes para esta finalidade e há diversos relatos de sistemas de desinfecção solar (SODIS – solar disinfection), tanto para a desinfecção de água para consumo humano quanto para a desinfecção de ARD. Não há estudos sobre a eficiência da desinfecção de ARDs utilizando-se diferentes revestimentos nos reatores solares de concreto. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da desinfecção solar de ARD para reúso na agricultura em reatores solares com diferentes colorações: preta, branca e concreto. A ARD, após passar pelo tanque séptico, era conduzida aos reatores, formando lâminas de água residuária com 10 cm de profundidade, que ficavam expostas à radiação solar durante três dias consecutivos. A eficiência da desinfecção foi avaliada pela concentração de coliformes fecais (CF), demanda química de oxigênio (DQO), temperatura do efluente, radiação global, radiação UV, pH e sólidos suspensos totais (SST). Os dados foram analisados utilizando-se análise de regressão propondo-se um modelo matemático que representa a inativação de patógenos. O efluente do tanque séptico utilizado na desinfecção solar apresentou em média os seguintes padrões de qualidade: 1,29 x 106 NMP 100mL-1 (Número mais provável a cada 100ml), 654,96 mgDQO L-1, 180,33 mgSST L-1 e 6,17 de pH. Durante o processo constataram-se melhorias nos padrões DQO e SST nos reatores. / The use of domestic wastewater (DWW) in irrigated agriculture requires disinfection measures to protect human health from pathogens. UV rays are effective for this purpose and there are many reports of solar disinfection (SODIS) systems, for both disinfection of drinking water and disinfection of DWW. The literature does not present any studies on the disinfection efficiency of DWW using different colors in concrete solar reactors. The aim of this study was to evaluate the efficiency of DWW solar disinfection for agriculture reuse in solar reactors with different colors: black, white and concrete. DWW, after passing through the septic tank was conducted to the reactors until the water depth reach 10 cm that was exposed to sunlight for three consecutive days. The disinfection efficiency was evaluated by the concentration of fecal coliforms (FC), chemical oxygen demand (COD), effluent temperature, global radiation, UV radiation, pH and total suspended solids (TSS). The data were analyzed using regression analysis and a mathematical model that represents the inactivation of pathogens was proposed. The effluent from the septic tank used for solar disinfection had the following mean quality standards: 1.29 x 106 MPN 100mL-1 654.96 mgCOD L-1, 180.33 mgSST L-1 and pH 6.17. During the process it was noticed improvement in COD as well as TSS concentration in the reactors. Furthermore, the results show that the effluent in different reactors had distinct temperatures: the highest rates were observed in the black reactor ...