Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-17T19:32:33Z No. of bitstreams: 1 JoseEdenilsonOliveiraReges_TESE.pdf: 5841325 bytes, checksum: 2ead9ffcd013a5ed21850074ab97c30f (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-18T00:04:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoseEdenilsonOliveiraReges_TESE.pdf: 5841325 bytes, checksum: 2ead9ffcd013a5ed21850074ab97c30f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-18T00:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseEdenilsonOliveiraReges_TESE.pdf: 5841325 bytes, checksum: 2ead9ffcd013a5ed21850074ab97c30f (MD5) Previous issue date: 2016-11-18 / Esta Tese ? uma contribui??o ao desenvolvimento de sensores de vaz?o na ind?stria de petr?leo e g?s. O objetivo geral do trabalho ? apresentar uma metodologia para medir as vaz?es em po?os injetores de ?gua multizonas a partir de perfis de temperatura do fluido e estimar a incerteza da medi??o. Inicialmente, foi apresentada a equa??o cl?ssica de Ramey descrevendo a temperatura do fluido como uma fun??o da vaz?o ao longo do po?o. Ent?o, foram descritos tr?s m?todos de c?lculo das vaz?es a partir do perfil de temperatura e o sensor de vaz?o foi modelado computacionalmente. Em seguida, foram calculadas as vaz?es em quatro po?os injetores multizonas, localizados no Rio Grande do Norte, a partir de perfis de temperatura medidos experimentalmente. As vaz?es calculadas foram comparadas ?s vaz?es medidas no campo. Os resultados preliminares obtidos nos Po?os 1 e 2 foram satisfat?rios. Nestes po?os, os erros m?ximos observados foram de 28,55% (Po?o 1) e 15,72% (Po?o 2). Entretanto, desvios significativos entre as vaz?es calculadas e medidas foram encontrados nos Po?os 3 e 4. Nestes po?os, os erros m?ximos observados foram de 536,84% (Po?o 3) e 335,54% (Po?o 4). Utilizando a expans?o em S?rie de Taylor da equa??o exponencial de Ramey, foi obtida uma fun??o expl?cita, linear, entre a vaz?o ao longo do po?o e a temperatura do fluido, sendo realizada uma an?lise quantitativa da incerteza de medi??o. A partir desta an?lise, foi observado que, devido ? baixa resolu??o nas medi??es de temperatura, a incerteza de medi??o expandida pode atingir cerca de 155,04% da vaz?o calculada. Foi ent?o apresentado um m?todo de c?lculo estoc?stico das vaz?es a partir das distribui??es de probabilidade das temperaturas medidas, atrav?s da Simula??o de Monte Carlo. As novas vaz?es calculadas apresentaram erros m?ximos de 3,67% (Po?o 1), 14,45% (Po?o 2), 14,62% (Po?o 3) e 22,29% (Po?o 4). Logo, a abordagem probabil?stica permitiu que as vaz?es injetadas fossem satisfatoriamente estimadas mesmo nos casos em que a resolu??o do sensor de temperatura era inadequada ? detec??o de pequenas varia??es na temperatura do fluido. Portanto, a metodologia de c?lculo das vaz?es injetadas a partir do perfil de temperatura do fluido foi validada com sucesso. / This thesis is a contribution to the development of flow sensors in oil and gas industry. The main objective of this work is presenting a methodology to measure the flow rates into multiple-zone water-injection wells from fluid temperature profiles and estimate the measurement uncertainty. First, the classical Ramey equation describing the fluid temperature as a function of flow was presented. Then, three methods to calculate the flow rates from temperature profile were described and the flow sensor was computationally modeled. Next, the flow rates into four multiple-zone injection-wells, located in Rio Grande do Norte, were calculated from temperature profiles experimentally measured. The calculated flow rates were compared to the measured flow rates. The preliminary results, obtained from Wells 1 and 2, were satisfactory. In these wells, the maximum errors were equals to 28,55% (Well 1) and 15,72% (Well 2). However, significant deviations between the calculated and the measured flow rates were found at Wells 3 and 4. In these wells, the maximum errors were equals to 536,84% (Well 3) and 335,54% (Well 4). The Ramey equation was expanded in Taylor Series and linearized to obtain an explicit, linear, function between the flow and the fluid temperature. Then, a quantitative uncertainty analysis was performed. From this analysis, it was observed, due the temperature sensor resolution, the expanded measurement uncertainty may achieve about 155,04% of the calculated flow rate. Then, the injected flow rates were stochastically recalculated from the probability distributions of the measured temperatures, through a Monte Carlo simulation. The new calculated flow rates presented maximum errors of 3,67% (Well 1), 14,45% (Well 2), 14,62% (Well 3) and 22,29% (Well 4). This probabilistic approach allowed injected flow rates to be estimated even in the cases where the temperature sensor resolution was inadequate to detection of small variations into the fluid temperature. Therefore, the methodology to calculate the injected flow rates from the fluid temperature profile was successfully validated.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-09-05T19:25:26Z No. of bitstreams: 1 LeonardoAsforaDeOliveira_DISSERT.pdf: 3243516 bytes, checksum: fb2dc43eeb22b49aabf1764ae000b894 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-09-13T23:26:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LeonardoAsforaDeOliveira_DISSERT.pdf: 3243516 bytes, checksum: fb2dc43eeb22b49aabf1764ae000b894 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T23:26:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeonardoAsforaDeOliveira_DISSERT.pdf: 3243516 bytes, checksum: fb2dc43eeb22b49aabf1764ae000b894 (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Quando o reservat?rio n?o possui energia suficiente para elevar os fluidos ? superf?cie ou quando a vaz?o de surg?ncia n?o ? economicamente vi?vel, faz-se necess?rio a instala??o de m?todos de eleva??o artificial. Nestes est?o inclusos aqueles denominados de bombeados, que se valem da instala??o de uma bomba de subsuperf?cie no fundo do po?o. Devido ao princ?pio de funcionamento destas bombas, elas apresentam redu??o de performance quando succionam g?s livre advindo do reservat?rio. Isso justifica a completa??o destes po?os sem a utiliza??o de packer e com separadores de g?s na suc??o das bombas, de forma a redirecionar parte do g?s livre para o espa?o anular. O g?s separado ? ent?o transferido ? linha de surg?ncia atrav?s de uma v?lvula de reten??o, que permite sua passagem sempre que a press?o de revestimento for maior do que a da linha. No entanto, em muitos casos a press?o de linha ? alta, fazendo com que o g?s seja aprisionado no anular, elevando a press?o de revestimento e reduzindo a submerg?ncia destas bombas. Nos casos mais cr?ticos, quando o reservat?rio j? encontra-se depletado, a press?o de revestimento compreende parcelas significativas da press?o de fluxo de fundo, de forma que o n?vel de l?quido pode atingir a suc??o das bombas, tornando a produ??o inst?vel ou, muitas vezes, inviabilizando-a. Este trabalho, portanto, se prop?e a estudar uma poss?vel solu??o para este problema, advinda de uma colabora??o entre Petrobras e UFRN: a instala??o de ejetores na linha de surg?ncia. Ejetores s?o equipamentos que se utilizam da energia de um fluido, denominado de fluido motriz, para aspirar ou succionar outro, denominado de secund?rio. Nesta aplica??o, a pr?pria produ??o do po?o de petr?leo seria utilizada para aspirar o g?s do anular. Ao longo do texto, ? desenvolvida uma modelagem matem?tica simplificada para fins de an?lise de performance e dimensionamento destes ejetores, onde foram utilizados os princ?pios da conserva??o de massa, momento e energia em cada se??o do ejetor. Este modelo foi verificado e ajustado atrav?s da fluidodin?mica computacional utilizando o software CFX da empresa ANSYS, vers?o 16.0. Por fim, a influ?ncia de um ejetor na linha de surg?ncia de um po?o que opera por Bombeio Centr?fugo Submerso ? analisada atrav?s de an?lise nodal, onde foi poss?vel demonstrar que sua instala??o permite um aumento da vaz?o de produ??o do po?o quando este ? equipado com variador de frequ?ncia, mantendo inalterada a submerg?ncia. / When the reservoir doesn?t have enough energy to raise the fluids to the surface or when its natural flow rate isn?t economically viable, artificial lift methods are required. Among these there are those that are called pumping methods, which rely on bottomhole pumps. Because of their working principle, the performance of these pumps decrease when free gas is ingested. Therefore, sometimes gas separators are installed upstream of the pump in order to redirect some of the gas to the annulus, and the completion is made without a packer. The annulus and the production line are connected via a check valve, allowing gas flow from the annulus to the production line whenever the casing pressure is higher than the wellhead pressure. However, in some cases the wellhead pressure is high enough, causing the gas to get trapped in the annulus, increasing casing pressure and therefore reducing pumps? submergence. In the worst case scenario, when the reservoir is depleted, the casing pressure comprises significant part of the bottomhole pressure. When this is the case, the fluid level become very close to the suction ports, provoking flow instabilities or, in some cases, making it unfeasible. This dissertation intends to study one possible solution to this problem, which came about as part of a partnership between Petrobras and UFRN, which is the installation of an ejector in the production line. Ejectors are devices that utilizes the energy of a motive fluid in order to suck a secondary one. In this particularly application, the well?s own production is used to suck the separated gas from the annulus. Throughout the text, a simplified mathematical model is developed in order to conduct performance analysis and design by using the basic principles of conservation of mass, momentum and energy for control volumes. This model was verified with the aids of computational fluid dynamics, where the software CFX from ANSYS version 16.0 was utilized. Finally, ejector?s influence on an well equipped with an Electrical Submersible Pump is discussed utilizing nodal analysis, where it was shown that it?s possible to increase flow rate when a Variable Speed Drive (VSD) is available, maintaining the same submergence.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-10-18T20:55:14Z No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-10-24T23:17:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-24T23:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / A exposi??o dos po?os de petr?leo a condi??es extremas os tem levado a in?meros problemas de integridade, mesmo quando projetados adequadamente. O uso de t?cnicas de recupera??o, tal como a inje??o c?clica de vapor, submete os materiais a varia??es de temperatura severas reduzindo a vida ?til do po?o; ainda, podendo levar ? falha do revestimento met?lico e da bainha de cimento. A perda da integridade da bainha de cimento pode acarretar no vazamento dos fluidos presentes na forma??o e, em alguns casos, ocasionando significantes preju?zos ambientais e econ?micos. No caso de po?os sujeitos ? inje??o c?clica de vapor, a resist?ncia, a flexibilidade e as propriedades t?rmicas t?m sido apontadas como chave do problema. Neste trabalho, as an?lises termomec?nicas foram realizadas utilizando o m?todo dos elementos finitos em modo transiente. O revestimento met?lico, a bainha de cimento e a forma??o foram modelados utilizando-se um modelo 2D axissim?trico com elementos quadril?teros de 8 n?s. Foi analisado o comportamento mec?nico de bainha de cimento, sendo tr?s formula??es de pastas estudadas: pasta de refer?ncia e mais duas aditivadas com l?tex em concentra??es de 125 e 250 ml/kg de cimento. A influ?ncia da espessura da bainha de cimento e a taxa de aquecimento foram observadas como tamb?m seis diferentes valores de coeficientes de expans?o t?rmica para pasta de cimento. Foram analisados gradientes de temperaturas distintos de 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC e 350 oC, t?picas temperaturas encontradas no processo de inje??o de vapor, bem como em meio a forma??es com v?rios n?veis de rigidez. O estudo evidenciou que um dos problemas da integridade da bainha de cimento devido a inje??o de vapor est? associado a fase de aquecimento do po?o e localizado na regi?o da bainha pr?ximo ? forma??o. Foi constatado que vincular o emprego da formula??o mais flex?vel e expansiva a uma aplica??o do gradiente de temperatura de modo mais lento, pode prevenir o surgimento de danos na bainha de cimento evitando manobras de recimenta??o. Tal procedimento se mostrou eficaz para meios rochosos mais r?gidos bem como para temperaturas alvo mais elevadas. / Exposure of oil wells to extreme conditions has led to numerous integrity issues, even when designed properly. The use of recovery techniques, such as the cyclic steam injection, submits the materials to severe temperature variations, reducing the oil well lifespan; and may lead to failure of the steel casing and cement sheath. The loss of integrity of the cement sheath may lead to leakage of the fluids present in the formation and, in some cases, causing significant environmental and economic damages. In the case of wells subjected to the cyclic steam injection, resistance, flexibility and thermal properties have been identified as the key to the problem. In the present work, thermomechanical analyzes were performed using the finite element method in transient mode. The steel casing, the cement sheath and the formation were modeled using an axisymmetric 2D model with 8-node quadrilateral elements. The mechanical behavior of the cement sheath was analyzed, being three formulations of pastes studied: reference paste and two other paste with latex additives in concentrations of 125 and 250 ml / kg of cement. The influence of the cement sheath thickness and the heating rate were observed as well as six different coefficient values of thermal expansion for cement paste. It was analyzed the temperature gradients of 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC and 350 oC, typical temperatures encountered during the steam injection process, as well as between formations with various levels of rigidity. The study revealed that one of the problems of cement sheath integrity due to steam injection is associated with the heating phase of the well and located in the region of the sheath near the formation. It has been found that linking the use of the more flexible and expansive formulation to an extending temperature gradient period application may prevent damage to the cement sheath by avoiding recementing maneuvers. Such a procedure proved to be effective for more rigid rock media as well as for higher target temperatures.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A velocidade do som é uma propriedade que vem sendo cada vez mais utilizada em diferentes áreas tecnológicas. Além disso, a velocidade do som é uma propriedade termodinâmica que está associada a outras propriedades do meio como a compressibilidade isentrópica e isotérmica, entre outras. Neste contexto, muitos estudos foram realizados a fim de obter modelos precisos que possam representar fielmente a velocidade do som, sendo observados desvios absolutos médios entre 0,13 e 24,8%. Neste trabalho, um banco de dados de velocidade do som e massa específica à pressão atmosférica de n-alcanos, alcanos ramificados, n-alcenos, aromáticos, alcoóis, éteres e ésteres, foram compilados da literatura aberta. Utilizando estes dados e baseando-se no modelo de Wada por contribuição de grupo recentemente proposto, foi desenvolvido um novo modelo por contribuição atômica para predizer a velocidade do som de todas as famílias dos compostos investigados neste trabalho. É mostrado que o modelo proposto é capaz de prever a velocidade do som para os compostos destas famílias com desvios próximos da incerteza experimental calculada a partir de diferentes dados da literatura. Este trabalho também discute o efeito da ramificação das cadeias na constante Wada, ressaltando a importância de novas medições para este tipo de compostos. Além disso, observou-se que a literatura necessita de mais dados experimentais de velocidade do som, à pressão atmosférica e diferentes temperaturas para substâncias puras presentes em biodiesel e bio-óleo de pirólise rápida. Neste contexto, o presente trabalho fornece novos dados experimentais de velocidade do som e massa específica de cinco ésteres metílicos de ácidos graxos, também conhecidos como FAMEs, (caprilato de metila, caprato de metila, palmitato de metila, estearato de metila e linoleato de metila), e sete componentes puros presentes em bio-óleo de pirólise à pressão atmosférica, de vários fenóis (fenol, o-, m- e p-cresol), dois éteres fenólicos (2-metoxifenol e eugenol) e um éster fenólico (salicilato de metila), a temperaturas de (288,15-343,15) K. O modelo preditivo de Wada atômico foi utilizado para calcular a velocidade do som dos FAMEs estudados neste trabalho, e os desvios foram comparados com o modelo de Wada por contribuição de grupo. O modelo atômico de Wada foi utilizado para prever a velocidade do som dos componentes puros presentes no bio-óleo de pirólise rápida experimentalmente estudados nesta dissertação. Além disso, os dados de massa específica e velocidade de som foram correlacionados com o modelo de Prigogine-Flory-Patterson (PFP). As propriedades foram bem representadas pelo modelo PFP, no entanto, para a velocidade do som o modelo apresenta desvios sistemáticos na dependência com a temperatura. O desempenho do modelo preditivo de Wada atômico foi considerado satisfatório, devido os desvios observados serem compatíveis ou até menores do que os desvios típicos obtidos na literatura com outros modelos correlativos para o cálculo da velocidade do som de outras substâncias / Speed of sound is a property that is being increasingly used in different technological areas. Furthermore, the speed of sound is a thermodynamic property which is associated with other properties of the medium, such as isentropic and isothermal compressibility, among others. In this context, many studies were carried out to obtain accurate models that can faithfully represent the speed of sound, with average absolute deviations between 0.13 and 24.8%. In this work a database of speed of sound and density at atmospheric pressure for n-alkanes, branched alkanes, n-alkenes, aromatics, alcohols, ethers and esters were collected from the open literature. Using these data a Wada group contribution model recently proposed was used as basis for the development of a new atomic contribution model to predict speed of sound for all families of compounds investigated in this work. It is shown that the proposed model is able to predict the speed of sound for compounds of these families with deviations close to the experimental reproducibility. This work also discusses the effect of branching on the Wadas constant, pointing out the importance of new measurements for this type of compounds. It was also observed that the literature needs more experimental data of speed of sound at atmospheric pressure and different temperature for pure compounds present in biodiesel and fast pyrolysis bio-oil. In this context, this work provides new experimental data of speed of sound and density for five Fatty Acid Methyl Esters, also know FAMEs, (Methyl Caprylate, Methyl Caprate, Methyl Palmitate, Methyl Stearate and Methyl Linoleate), and seven pure components of pyrolysis bio-oil at atmospheric pressure for several phenols (phenol, o-, m- and p-cresol), two phenolic ethers (2-methoxyphenol and eugenol) and one phenolic ester (methyl salicylate) at temperatures ranging from (288.15 to 343.15) K. The predictive atomic Wada model was used to calculate speed of sound of FAMEs studied in this work, and the deviations were compared with group contribution Wada model. An extension of atomic Wada model was used to predict the speed of sound of pure compounds of fast pyrolysis bio-oil experimentally studied in this thesis. Furthermore, data of densities and speed of sound are correlated with the Prigogine-Flory-Patterson (PFP) model. The properties are well described by the PFP model, however the model presents a systematical deviation on the temperature dependency of the speed of sound. The performance of the predictive atomic Wada model was very satisfactory because its deviations are comparable to, or better than, those obtained in the literature with other models

O biodiesel tem sido amplamente utilizado como uma fonte de energia renovável, que contribui para a diminuição de demanda por diesel mineral. Portanto, existem várias propriedades que devem ser monitoradas, a fim de produzir e distribuir biodiesel com a qualidade exigida. Neste trabalho, as propriedades físicas do biodiesel, tais como massa específica, índice de refração e ponto de entupimento de filtro a frio foram medidas e associadas a espectrometria no infravermelho próximo (NIR) e espectrometria no infravermelho médio (Mid-IR) utilizando ferramentas quimiométricas. Os métodos de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS), regressão de mínimos quadrados parciais por intervalos (iPLS), e regressão por máquinas de vetor de suporte (SVM) com seleção de variáveis por Algoritmo Genético (GA) foram utilizadas para modelar as propriedades mencionadas. As amostras de biodiesel foram sintetizadas a partir de diferentes fontes, tais como canola, girassol, milho e soja. Amostras adicionais de biodiesel foram adquiridas de um fornecedor da região sul do Brasil. Em primeiro lugar, o pré-processamento de correção de linha de base foi usado para normalizar os dados espectrais de NIR, seguidos de outros tipos de pré-processamentos que foram aplicados, tais como centralização dos dados na média, 1 derivada e variação de padrão normal. O melhor resultado para a previsão do ponto de entupimento de filtro a frio foi utilizando os espectros de Mid-IR e o método de regressão GA-SVM, com alto coeficiente de determinação da previsão, R2Pred=0,96 e baixo valor da Raiz Quadrada do Erro Médio Quadrático da previsão, RMSEP (C)= 0,6. Para o modelo de previsão da massa específica, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com R2Pred=0,98 e RMSEP (g/cm3)= 0,0002. Quanto ao modelo de previsão para o índice de refração, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com excelente R2Pred=0,98 e RMSEP= 0,0001. Para esses conjuntos de dados, o PLS e o SVM demonstraram sua robustez, apresentando-se como ferramentas úteis para a previsão das propriedades do biodiesel estudadas / Biodiesel has been widely used as a renewable energy source which contributes to the mineral diesel decrease demand. Therefore, there are several properties that must be monitored in order to produce and distribute biodiesel with the required quality. In this work, the biodiesel physical properties such as specific mass, refractive index and cold filter plugging point were measured and associated with near infrared spectroscopy (NIR) and mid-Infrared spectroscopy (mid-IR) spectra using chemometric tools. The Partial Least Squares Regression (PLS), Interval Partial Least Squares Regression (iPLS), and Support Vector Machines Regression (SVM) with variable selection by Genetic Algorithm (GA) methods were used to model the aforementioned properties. The biodiesel samples were synthesized from different sources such as canola, sunflower, corn, and soybean. Additional biodiesel samples were purchased from a Brazil South Region supplier. Firstly, the preprocessing baseline correction was used to normalize the NIR spectral data, following others preprocessing types were applied in such as the mean center, the first derivative and standard normal variate. The best result for predicting the cold filter plugging point was using Mid-IR spectra and GA-SVM regression method, with high coefficient determination of prediction, R2Pred = 0.94 and low value of the Root Mean Square Error of Prediction, RMSEP (C) = 0.7. For the specific mass prediction model, the best result was obtained using the Mid-IR spectrums and PLS regression, with the R2Pred = 0.98 and RMSEP (g/cm3) = 0.0002. As for a prediction model for the refractive index, the best result was obtained using the Mid-IR spectrums and PLS regression, with the R2Pred = 0.98 and RMSEP = 0.0001. For these datasets, the PLS and SVM models demonstrated theirs robustness, presenting themselves as useful tools for the biodiesel properties prediction studied

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Carolina de Araujo Abdala.pdf: 1086977 bytes, checksum: 3669a77a33625e3d6a3660105a7eb19d (MD5) Previous issue date: 2013-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The current work aimed to investigate the production of ethyl esters which result from the esterification reactions of oleic acids (AO) and transesterifiction of residual fried oils (ORF), both in supercritical ethanol throught non-catalic method. The experiments were carried out in a packed bead reactor operated in continuous mode. The esterification reactions were carried out under a temperature from 200 to 325ºC, pressure of 15 and 20 MPa and molar reason AO: ethanol in the range of 1:3 to 1:12. From the results on, was possible to note, that the temperature and the pressure influenced positively the conversion on the esterification reaction of oleic acid, with an income of 93, 5%, observed under 325°C and 20Mpa, in a reaction that last 40 minutes. The excess of alcohol in the reactional system didn´t provide significant differences in the conversions, with the optimum molar reason, defined in 1:6 (AO: ethanol). The transesterification reactions, were carried out with pauses of temperatures from 275 to 325ºC, pressure fixed of 20MPa, adopting the mass reason of ORF to ethanol of 1:0.5 and 1:1, varying the residence time, leading the determination of great conditions to the ethyl esters synthesis. Notable results in the alcoholysis reactions were observed at 325ºC, mass ratio of ORF to ethanol at 1:1 and residence time of 40 minutes. Using the molar ratio ORF: ethanol selected as the best suitable, was also evaluated the effect of the water addition to the reactional medium (0, 5 and10% of water relative to the ethanol mass), in order to investigate the technical viability of the use of low quality and costs of the raw materials containing water in the composition. The effect of addition of deco- hexane solvent (0, 5, 10 and 20% of hexane compared to the substrates mass), as well the effect of addition of soy bio-fuel (0, 20 and 40% of soy bio-fuel compared to substrates mass), were also investigated, in order to improve the performance of the reaction. Notable incomes were observed in the reaction with 5% of water addition and 20% of hexane. The best results related to the soy bio-fuel addition to the reactional medium were observed in the reactions carried out with 40% of soy bio-fuel, however, taking into consideration the amount of esters added to the process, the condition considered great was with 20% soy bio-fuel.. From the best conditions of the process, the kinetic daalcoholise super-critical was investigated with the reactions conducted with the residence time from 0 to 70 minutes and the notable results were: 83% in ethyl esters, obtained in 300ºC, 70 minuts of reaction, using 5% of water, 87% in ethyl esters observed in 300ºC, 70minutes of reaction, using 20% of hexane and 82% in ethyl esters obtained in 325ºC, 50 minutes of reaction, using 20% of soy bio-fuel. Lastly, the stability of the daalcoholise reactional medium was investigated. Temperatures of reaction till to 300ºC resulted in decomposition <10% with residence time of 20 minutes. However, the reactions with longer residence time, showed a higher ratio of decomposition of the constituents of the reactional medium. / O presente trabalho teve como objetivo investigar a produção de ésteres etílicos nas reações de esterificação do ácido oleico (AO) e transesterificação de óleo residual de fritura (ORF), ambas em etanol supercrítico pelo método não catalítico. Os experimentos foram realizados em um reator tubular com leito empacotado operado em modo contínuo. As reações de esterificação foram conduzidas com temperatura na faixa de 200 a 325ºC, pressão de 15 e 20 MPa e razão molar AO:etanol na faixa de 1:3 a 1:12. A partir dos resultados, foi possível observar que a temperatura e a pressão influenciaram positivamente a conversão nas reações de esterificação do ácido oleico, com rendimentos de 93,5%, observados a 325ºC e 20 MPa, em 40 minutos de reação. Já o excesso de álcool no sistema reacional não proporcionou diferenças significativas nas conversões, com a razão molar ótima, definida em 1:6 (AO:etanol). As reações de transesterificação foram conduzidas no intervalo de temperatura de 275 a 325ºC, pressão fixa de 20 MPa, adotando razão mássica de ORF para etanol de 1:0,5 e 1:1, variando-se o tempo de residência, possibilitando a determinação das condições ótimas para a síntese de ésteres etílicos. Resultados apreciáveis nas reações de álcoolise foram verificados em 325ºC, razão mássica de ORF para etanol de 1:1 e tempo de residência de 40 minutos. Utilizando a razão mássica ORF:etanol selecionada como a mais adequada, ainda foi avaliado o efeito da adição de água ao meio reacional (0, 5 e 10% de água em relação à massa do etanol), visando investigar a viabilidade técnica da utilização de matérias-primas de menor qualidade e menor custo que contenham água em sua composição. O efeito da adição de co-solvente hexano (0, 5, 10 e 20% de hexano em relação à massa dos substratos) bem como o efeito da adição de biodiesel de soja (0, 20 e 40% de biodiesel de soja em relação à massa dos substratos) também foram investigados, buscando melhorar o desempenho da reação. Rendimentos apreciáveis foram observados nas reações com 5% de adição água e 20% de hexano. Os melhores resultados referentes à adição de biodiesel de soja ao meio reacional foram observados nas reações conduzidas com 40% de biodiesel de soja, porém, levando-se em conta a quantidade de ésteres adicionada ao processo, a condição considerada ótima foi de 20% de adição de biodiesel de soja. A partir das melhores condições de processo, a cinética da álcoolise supercrítica foi investigada com reações conduzidas com tempo de residência na faixa de 0 a 70 minutos e os resultados apreciáveis foram de: 83% em ésteres etílicos, obtidos em 300°C, 70 minutos de reação, utilizando 5% de água, 87% em ésteres etílicos observados em 300°C, 70 minutos de reação, utilizando 20% de hexano e 82% em ésteres etílicos alcançados em 325°C, 50 minutos de reação, utilizando 20% de biodiesel de soja. Por fim, a estabilidade dos componentes do meio reacional da alcoólise foi investigada. Temperaturas de reação de até 300ºC resultam em decomposições <10% com tempo de residência de 20 minutos. Porém, as reações com tempos de residência mais longos, apresentaram taxas de decomposição dos constituintes do meio reacional mais elevadas.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gidiane Prado Ribeiro.pdf: 2064482 bytes, checksum: a59261eef67a684d39f1d7d22b3eeaeb (MD5) Previous issue date: 2013-11-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The peanut (Arachis hypogaea L.) is an oilseed. The seed of peanut butter has about 50% oil content. This crop has great potential as a feedstock for the biodiesel program implemented by the Brazilian government. The aim of this study was to investigate the agronomic performance of 12 peanut cultivars in 18 environments in the Paraná State. Another objective was to study the conditions that may influence the physiological quality of seeds produced and stored by the farmers themselves, by multifactor test with five factors: cultivars (IAC 886 and IAC Runner Tatu ST), locations, (Irati, Londrina and Santa Tereza do Oeste), packaging (paper bag, plastic bag and PET bottle), environments (cold chamber and ambient temperature) and time stored period. It was concluded that there were significant effects for cultivars, environments (years, seasons and locations) and the genotype x environment interaction for shelled grain yield and oil content in peanut seeds. The cultivars IAC Tatuí, IAC Tupã and BRS Havana showed high yield. High oil content was verified in the cultivars BRS 151-L7, IAC Tatuí and BRS Havana. The adaptability analysis for grain yield showed the following results: the cultivars Runner IAC 886 and IAC Caiapó showed specific adaptation to unfavorable environments, while IAPAR 25 Tição and IAC Tupã favorable. The cultivar IAC Tatu ST was more stable for grain yield. The physiological quality of peanut seeds is influenced by cultivars, locations, environments and time stored period. Physiological statistically superior quality was observed in the cultivar IAC Tatu ST, seeds produced in Londrina, the environment cold chamber and the second period seeds storage. The packaging used (paper bag, plastic bag and PET bottle) didn t influence the seeds viability, however the PET bottles showed up handling more practical and agile. / O amendoim (Arachis hypogaea L.) é uma oleaginosa, com teor de óleo de cerca de 50% em suas sementes, sendo considerada uma cultura energética. O objetivo deste estudo foi investigar o desempenho agronômico de 12 cultivares de amendoim, em 18 ambientes no estado do Paraná. Outro objetivo foi estudar as condições que podem influenciar na qualidade fisiológica das sementes produzidas e armazenadas pelos próprios agricultores, mediante ensaio multifatorial com cinco fatores: cultivares (IAC 886 e IAC Tatu ST) Runner, locais, (Irati, Londrina e Santa Tereza do Oeste), embalagem (saco de papel, saco de plástico e garrafa PET), ambientes (câmara fria e temperatura ambiente) e período de armazenamento. Concluiu-se que houve efeito significativo para cultivares, locais e para a interação cultivares x locais para as características rendimento de grãos sem casca e teor de óleo nas sementes. As cultivares que se destacaram em rendimento de grãos foram IAC Tatuí, IAC Tupã e BRS Havana. Para teor de óleo foram BRS 151-L7, IAC Tatuí e BRS Havana, portanto em ambos os aspectos sobressaíram IAC Tatuí e BRS Havana. A análise de adaptabilidade para rendimento de grãos apresentou os seguintes resultados: as cultivares Runner IAC 886 e IAC Caiapó presentaram adaptação específica a ambientes desfavoráveis, enquanto que IAPAR 25 Tição e IAC Tupã aos favoráveis. Em termos de estabilidade para rendimento de grãos a cultivar IAC Tatu ST foi a mais previsível. A qualidade fisiológica das sementes de amendoim é influenciada pelas cultivares, locais, ambientes e período de tempo em que foram armazenadas. A cultivar IAC Tatu ST apresentou qualidade fisiológica estatisticamente superior, assim como o local Londrina, o ambiente de câmara fria e o segundo mês de período de armazenamento das sementes. As embalagens utilizadas (saco de papel, saco de plástico e garrafa PET) não influenciaram na viabilidade das sementes, no entanto as garrafas PET mostraram-se de manuseio mais prático e ágil.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Talita A da Silva Colonelli.pdf: 1852584 bytes, checksum: e632eeca81f27bb4d1bb3fa01e1f6587 (MD5) Previous issue date: 2014-06-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper proposes biodiesel production by non-catalytic process using ethanol in pressurized conditions in continuous mode of Macaúba oil (Acrocomia aculeata), evaluating the effect of process variables (temperature, pressure, mass ratio oil: alcohol and addition of cosolvent) on the conversion of the reaction in terms of fatty acid esters to determine the best experimental conditions. As well as envisioned, a study of changes in driving the reaction in pressurized conditions, seeking to decrease the reaction conditions of temperature and pressure. The results show this study that regarding obtaining better rates of mass transfer, the use of fillings of glass spheres presented performed better. Through planning Plackett Burman 12, it was found that the variables that showed greater significance in the process were the weight ratio (alcohol: oil) and the addition of cosolvent, besides that, it was observed that the results for the decomposition were satisfactory (<5.0%). With this we was performed a kinetic study, based on these two variables, where it was found that the use of a larger amount of alcohol in the process did not prove to be beneficial, already the addition of cosolvent played a positive role enabling reduction in the time and reaction temperature, since the condition of 275 º C was achieved a yield of 89.62%. / O presente trabalho propõe a produção de biodiesel pelo processo não catalítico utilizando etanol em condições pressurizadas em modo contínuo do óleo de Macaúba (Acrocomia aculeata), avaliando o efeito das variáveis de processo (temperatura, pressão, razão mássica óleo:álcool e adição de cossolvente) sobre a conversão da reação em termos de ésteres de ácidos graxos visando determinar as melhores condições experimentais. Vislumbrou-se também um estudo de modificações na condução da reação em condições pressurizadas, buscando diminuir as condições reacionais de temperatura e pressão. Os resultados obtidos demonstram que, no estudo referente a obtenção de melhores taxas de transferência de massa, a utilização de recheios de esferas de vidro apresentaram melhor desempenho. Através do planejamento Plackett Burman 12, verificou-se que as variáveis que apresentaram maior significância no processo foram a razão mássica (álcool:óleo) e a adição de cossolvente, além de que, observou-se que os resultados referentes a taxa de decomposição apresentaram-se satisfatórios (<5,0%). Com isso realizou-se um estudo cinético baseado nestas duas variáveis, onde verificou-se que a utilização de uma maior quantidade de álcool no processo não apresentou-se benéfico, já a adição de cossolvente desempenhou um papel positivo ao possibilitar a diminuição do tempo e temperatura de reação, uma vez que na condição de 275ºC houve um rendimento de 89,62%.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Claudia Cabral dos Santos.pdf: 1804875 bytes, checksum: 59accd259357d955c055e44645dee662 (MD5) Previous issue date: 2014-12-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biodiesel is a fuel that can be obtained from renewable sources and due to its chemical composition is sensitive to oxidation. To increase their oxidative stability is necessary to add antioxidants, which are compounds capable of avoiding or delaying oxidation reactions and can be synthetic or natural, from the natural, we highlight a variety of plants with antioxidant activity, among them the mint (Mentha spicata L.) and Acerola (Malpighia glabra L.). The objective of this study was to evaluate the oxidative stability of biodiesel in the presence of natural antioxidants from extracts of Acerola and mint leaves obtained by conventional extraction and supercritical CO2 on temperature and various pressure using oxidative stability in Rancimat test, avaliou- is also the synthetic antioxidant TBHQ, to compare the results obtained with the use of the plant extracts. The effects of temperature and pressure on the yield and quality of the extract. The best induction times were obtained for biodiesel plus the supercritical extracts of Acerola 40 °C and 150 bar condition (1.38 h) and 60 °C and 250 bar (1.07 h) and the supercritical extract of mint conditions of 40 °C and 150 bar (1.08 h), 40 °C and 250 bar (1.71 h) and 60 °C and 250 bar (2.04 h) and soxhlet extract with hexane obtained from both acerola (2.84 h) and Mint (2.87 h), which showed greater induction time of the control (1.04 h). Biodiesel plus the synthetic antioxidant TBHQ got time higher induction to control and biodiesel plus extracts and from 36.95 hours. The oxidative stability of biodiesel was more increased when the extracts obtained by conventional extraction using Hexane as the solvent, which can be extracted from a larger quantity of compounds with antioxidant activity. / Biodiesel é um combustível que pode ser obtido de fontes renováveis e devido sua composição química é sensível à oxidação. Para aumentar sua estabilidade oxidativa é necessário acrescentar antioxidantes, que são compostos capazes de evitar ou retardar reações de oxidação e podem ser sintéticos ou naturais, dentre os naturais, destacam-se uma variedade de plantas com atividade antioxidante, dentre elas a Hortelã (Mentha spicata L.) e Acerola (Malpighia glabra L.). O objetivo deste trabalho foi avaliar a estabilidade oxidativa do Biodiesel na presença de antioxidantes naturais dos extratos das folhas de Acerola e Hortelã obtidos por extração convencional e com CO2 supercrítico em condições de temperatura e pressão variadas, utilizando teste de estabilidade oxidativa em Rancimat, avaliou-se, também, o antioxidante sintético TBHQ, para comparar com os resultados obtidos com a utilização dos extratos das plantas. Foram avaliados os efeitos da temperatura e Pressão no rendimento e da qualidade do extrato. Os melhores tempos de indução obtidos foram para o Biodiesel acrescido dos extratos supercríticos da Acerola nas condições 40 °C e 150 bar (1,38 h) e 60 °C e 250 bar (1,07 h) e os extratos supercríticos da Hortelã nas condições de 40 °C e 150 bar (1,08 h), 40 °C e 250 bar (1,71 h) e 60 °C e 250 bar (2,04 h) e os extratos soxhlet obtidos com hexano, tanto da Acerola (2,84 h) quanto da Hortelã (2,87 h), que apresentaram tempo de indução maior que o controle (1,04 h). O Biodiesel acrescido do antioxidante sintético TBHQ obteve tempo de indução superior ao controle e ao biodiesel acrescidos dos extratos, sendo de 36,95 horas. A estabilidade oxidativa do Biodiesel foi superior quando acrescido dos extratos obtidos por extração convencional utilizando Hexano como solvente, que, pode ter extraído uma maior quantidade de compostos com atividade antioxidante.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolline Rodrigues Ranucci.pdf: 1478673 bytes, checksum: dbf05cf901d293b1091d138f2695fb5f (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increase in global energy demand has contributed to the search for alternative energy sources aimed at reducing the dependency on fossil fuels. The airline industry increasingly invests in the development of a less dependent on fossil fuel sources, that is from renewable sources and to maintain the original composition of fossil kerosene (jet fuel-1), preventing changes are needed in aircraft engines. An alternative is the production of so-called Biokerosene from oil intended for energy purposes. In this context, there are the jatropha oil (Jatropha curcas L.), babassu (Orbignya phalerata) and palm kernel (Elaeis guineenses) who present themselves as strong potential for the production of bio-kerosene. The objective of this study was to obtain an alternative aviation biofuel to fossil kerosene (jet fuel-1) from the transesterification reaction by homogeneous catalysis, esters were subjected to vacuum fractional distillation process, and the fractions that showed higher contents of minor carbon chains compounds were mixed with fossil commercial kerosene in the proportions of 5, 10 and 20% (biokerosene/kerosene). Also mixtures of the methyl esters of kerosene were performed in the same proportions. Some quality specifications determined by the standard of ANP No. 38 of 28.07.2011 DOU 29.07.2011, as the kinematic viscosity, calorific value, density and flash point were tested for both the methyl esters and bio-kerosene as to their mixtures to fossil kerosene. Mixtures up to 20% bio-kerosene jatropha, babassu and palm kernel in the evaluated quality parameters only the calorific value did not meet the established limits, lying below this by a very small margin. Based on these results, it has been found feasible to carry blends of Jatropha Biokerosene, babassu oil and palm kernel prepared by this method with commercial jet fuel up to 10% (v/v), and if the range of acceptability of parameters is larger this percentage can reach up to 20%. The characterization of mixtures of methyl esters/kerosene confirmed that the biofuels obtained by the proportion between 10 and 20%, has properties comparable with the commercial aviation fuel available. / O aumento da demanda energética mundial tem contribuído para a busca de fontes alternativas de energia que visem à redução na dependência de combustíveis fósseis. O setor aéreo investe cada vez mais no desenvolvimento de um combustível menos dependente de fontes fósseis, que seja de origem renovável e que mantenha a composição original do querosene fóssil (QAV-1), evitando que sejam necessárias modificações nos motores das aeronaves. Uma alternativa está na produção do denominado bioquerosene a partir de oleaginosas destinadas para fins energéticos. Nesse contexto, tem-se os óleos de pinhão manso (Jatropha curcas L.), babaçu (Orbignya phalerata) e palmiste (Elaeis guineenses) que se apresentam como forte potencial para a produção de bioquerosene. O objetivo deste trabalho foi estudar a obtenção de um biocombustível de aviação alternativo ao querosene fóssil (QAV-1), a partir da reação de transesterificação por catálise homogênea, os ésteres obtidos foram submetidos ao processo de destilação fracionada a vácuo, e as frações que apresentaram maiores teores de compostos de cadeias de carbono menores foram misturadas ao querosene fóssil comercial nas proporções de 5, 10 e 20% (bioquerosene/querosene). Também foram realizadas misturas dos ésteres metílicos com o querosene nas mesmas proporções. Algumas especificações de qualidade determinadas pela Norma da ANP Nº 38, de 28.07.2011 DOU 29.07.2011, como a viscosidade cinemática, poder calorífico, massa específica e ponto de fulgor, foram testadas tanto para os ésteres metílicos e bioquerosene quanto para as suas misturas ao querosene fóssil. As misturas de até 20% de bioquerosene de pinhão manso, babaçu e palmiste nos parâmetros de qualidade avaliados apenas o poder calorífico não atendeu os limites estabelecidos, encontrando-se abaixo deste por uma margem muito pequena. Com base nestes resultados, verificou-se ser viável realizar misturas de bioquerosene de pinhão manso, babaçu e palmiste preparadas por este método com querosene de aviação comercial em até 10% (v/v), e caso a faixa de aceitabilidade dos parâmetros seja ampliada, este percentual pode chegar a até 20%. As caracterizações das misturas dos ésteres metílicos/querosene confirmaram que o biocombustível obtido pela proporção entre 10 e 20%, possui propriedades comparáveis com o combustível de aviação comercial disponível.