CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Second generation biodiesel fuels extracted from sources such as beef tallow and castor bean oil have gone through an increase in production, as they are being gradually added to soybean biodiesel which constitutes the primary biofuel in the country. These alternative materials have potential do increase the fuelâs oxidation stability and, specifically in the case of beef tallow, reduce the cost of producing biodiesel. However, these sources also contribute to making the properties of the biodiesel/diesel blend more distant from those of conventional diesel fuel. Beef tallow biodiesel, for example, has a cetane number of 64.70, compared to 46.44 the soybean and 48 for mineral diesel fuel. In the case of castor bean biodiesel, its viscosity is 14.5 cSt, while soybeanâs is 4.2 cSt and mineral dieselâs is 2.5. It is expected that these unique characteristics should have noteworthy consequences in the injection, tomization and combustion processes of the fuel. This work intends to determine the extent of these consequences by characterizing each second generation biodiesel fuelâs impact on the apparent heat release rate. To this end, experimental data on cylinder pressure and a heat release â or energy - analysis model on a combustion zone were utilized. The data were obtained from a medium sized turbo diesel engine operating at steady state for three different load levels. Biodiesel and diesel blends were prepared at concentration levels B10, representative of current commercial use, and B20, corresponding to a greater biofuel adoption in a future scenario. Second generation sources were also compared to data from soybean biodiesel, which forms around 75% of Brazilâs biodiesel production. At B20 concentrations, it was found that beef tallow biodiesel, due to its higher cetane number, hastened combustion by about 1◦ compared to soybean and 3◦ compared to mineral diesel. This anticipation in ignition also caused a reduction in the amount of fuel consumed as a premixed flame. Combustion of castor bean biodiesel was mostly unchanged for high and medium loads compared to mineral diesel fuel. However, on the low load configuration (BMEP = 250kPa) and at B20 concentration, it caused a significant delay in combustion, likely from the collision of the fuel jet against the cylinder wall. / Os biodieseis de segunda geraÃÃo oriundos de fontes, tais como o sebo bovino e a mamona, vÃm experimentando uma expansÃo em sua produÃÃo, sendo adicionados gradualmente ao biodiesel de soja, que constitui a matÃria-prima predominante no paÃs. Essas matÃrias-primas alternativas podem aumentar a estabilidade à oxidaÃÃo do combustÃvel e, no caso do sebo, diminuir o custo de produÃÃo do biodiesel. Contudo, elas tambÃm contribuem para um maior distanciamento entre as propriedades das misturas diesel/biodiesel e o Ãleo diesel convencional. O biodiesel proveniente do sebo bovino, por exemplo, possui um nÃmero de cetano de 68,77 frente aos 52,10 do de soja e 48 do Ãleo diesel mineral. Jà o biodiesel de mamona possui viscosidade de 14,5 cSt, frente aos 4,16 do de soja e 2,5 do Ãleo diesel mineral. Espera-se que essas caracterÃsticas singulares tenham consequÃncias importantes nos processos de injeÃÃo, atomizaÃÃo e queima do combustÃvel. O objetivo deste trabalho à determinar a extensÃo dessas consequÃncias, caracterizando-se o impacto de cada um desses biodieseis de segunda geraÃÃo sobre a taxa aparente de liberaÃÃo de energia. Empregou-se, para tanto, dados experimentais de pressÃo no cilindro e um modelo de anÃlise de liberaÃÃo de calor, ou de energia, com uma zona de combustÃo. Os dados foram obtidos com um motor diesel turbo de mÃdio porte operando em condiÃÃes de regime permanente e a trÃs nÃveis de carga. Preparou-se misturas entre diesel e biodiesel nas concentraÃÃes B10, representativas do patamar atual de adiÃÃo de biodiesel ao diesel mineral, e B20, que corresponderiam à maior adoÃÃo de biocombustÃveis em um cenÃrio futuro. As matÃrias-primas de segunda geraÃÃo, sebo bovino e mamona, tambÃm foram comparadas a dados obtidos com o biodiesel de Ãleo de soja, que corresponde a cerca de 75% a atual produÃÃo brasileira de biodiesel. Para as misturas B20, constatou-se que o biodiesel de sebo bovino, por ter maior nÃmero de cetano, adianta a combustÃo em cerca de 1◦ com relaÃÃo ao de soja e 3◦ com relaÃÃo ao diesel mineral. Devido a este adiantamento da igniÃÃo, o biodiesel de sebo bovino tambÃm reduziu a quantidade de combustÃvel consumido pelo modo prÃ-misturado. A combustÃo das misturas contendo biodiesel de mamona ficou praticamente inalterada para as condiÃÃes de alta e mÃdia carga com relaÃÃo ao Ãleo diesel mineral. Contudo, em baixa carga (bmep=250 kPa) e na concentraÃÃo correspondente a B10 e B20, o biodiesel de mamona provocou um atraso expressivo na combustÃo, provavelmente devido à colisÃo do jato combustÃvel com as paredes do pistÃo.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:54:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 273901 bytes, checksum: f700a5c370ca8b780d453b0d01b3f2d8 (MD5) Previous issue date: 2010-02-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Effect of different levels castor seed meal (Ricinus communis L.) treated with calcium oxide (CSM) was evaluated in multiple supplements on productive performance of heifers in pasture of "Brachiaria decumbens" during dry/rainy transition season. The experimental period was of 84 days. The experimental area was constituted of five paddock (2, 5 ha each) with DM availability of 4279, 7 kg/ha. Thirty five heifers with initial age of 13 months and 210,5±0,8 kg live weight were used. A completely randomized design, with five treatments and seven replicates, was used. The supplements contained 25% of CP and progressive replacing of the soybean meal (SM) by CSM, the levels were: 0; 33; 67 and 100 %, supplied in the level of 1,0 kg/animal/day. The group of control animals (MM) received mixture mineral ad libitum. The average daily gain (g) was: 366,1; 439,7; 478,9; 556,3; 493,9, respectively, to MM and supplement containing 0; 33; 67 and 100% of castor seed meal treated. It was not found effects (P>0,10) on daily gain for levels of castor seed meal treated. There was difference in the average daily gain between the supplemented and not supplemented animals (P<0,10). The intake in kg/day of organic matter (OM), crude protein (CP), ether extract (EE), non-fiber carbohydrates corrected for protein and ash (NFC) and the apparent digestibility of dry matter (DDM) was higher (P<0.1) for supplemented animals compared to animals not supplemented. Among the replacement levels of soybean meal by CSM observed decreased linearly with increasing level of castor seed meal on the intake of dry matter (DM), OM, EE, intake of neutral detergent fiber intake (NFC) and total digestible nutrients (TDN). The apparent digestibility of DM,OM, CP, EE and NFC was higher (P<0,10) in the supplemented animals compared to those not supplemented. Among the replacement levels of SM by CSM observed decreased linearly with increasing level of CSM on DM, OM, CP. In relation to the efficiency of microbial synthesis not found difference (P>0,10) in the synthesis of microbial protein per kilogram of TDN consumed (EFM) between the supplemented and not supplemented, as well as no difference was observed between the levels of substitution of SM by CSM. In the experiment 2 the objective was to evaluate the effect of different cotton seed meal (CS) levels in multiple supplements on productive performance of the heifers in pasture of Brachiaria decumbens during rainy season. The experimental period was of 84 days. The experimental area was constituted of five paddock (2, 5 ha each) with DM availability of 4361, 3 kg/ha. Thirty five heifers with initial age of 16 months and 249,8 ± 0,6 kg live weight were used. A completely randomized design, with five treatments and seven replicates, was used. The supplements contained approximately 30% of CP and progressive replacing of the soybean meal (SM) by cotton seed meal, the levels were: 0; 33; 67 and 100 % of proteic sources, supplied in the level of 1,0 kg/animal/day. In the group of control animals (MM) received mixture mineral ad libitum. The average daily gain (g) was: 397; 546; 570; 525; 542, respectively, to MM and supplement containing 0; 33; 67 and 100% of cotton seed meal. It was not found effects (P>0,10) on daily gain for levels of cotton seed meal. There was difference in the average daily gain between the supplemented and not supplemented animals (P<0,10). The intake in kg / day of crude protein and non-fiber carbohydrates corrected for protein (NFC), apparent digestibility of crude protein and non-fiber carbohydrates corrected for protein was higher (P<0,10) for supplemented animals compared to animals not supplemented. Among the replacement levels of soybean meal by cotton seed meal treated observed increased linearly with increasing level of cotton seed meal on the apparent digestibility of DM,OM, CP, EE and TDN. In relation to the efficiency of microbial synthesis not found difference (P> 0,10) in the synthesis of microbial protein per kilogram of TDN consumed (EFM) between the supplemented and not supplemented, as well as no difference was observed between the levels of substitution of SM by CS. / Esta dissertação foi elaborada a partir de dois experimentos com novilhas nelore e mestiças com predominância de sangue zebu submetidas a diferentes estratégias de suplementação a pasto. No primeiro experimento objetivou-se avaliar o efeito da substituição do farelo de soja (FS) por farelo de mamona tratado com óxido de cálcio (FM) em suplementos múltiplos para novilhas de corte em recria sob pastejo, durante o período de transição seca-águas, sobre: parâmetros nutricionais, eficiência de síntese microbiana e desempenho produtivo. Para tal, 25 novilhas nelore e 10 mestiças com predominância de sangue zebu, com idade média inicial de 13 meses e peso médio inicial de 210,5 ± 0,8 kg foram distribuídas igualmente em cinco piquetes de Brachiaria decumbens, de 2,5 ha de área com disponibilidade média de matéria seca potencialmente digestível (MSpd) de 2858,4 kg/ha. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com cinco tratamentos e sete repetições. Os suplementos continham aproximadamente 25% de proteína bruta (PB) e substituição progressiva do FS pelo FM aos níveis de 0; 33; 67 e 100% para os tratamentos FM0, FM33, FM67 e FM100, respectivamente. Os animais do tratamento controle recebiam exclusivamente mistura mineral (MM) ad libitum; nos demais tratamentos os suplementos foram fornecidos na quantidade de 1,0 kg/animal/dia. O ganho médio diário (g) foi 366,0; 439,7; 478,9; 556,3 e 493,9, respectivamente para os tratamentos MM, FM0, FM33, FM67 e FM100. Não se verificou efeito dos níveis de FM (P>0,10) sobre o ganho médio diário. Houve diferença no ganho médio diário (GMD) entre os animais suplementados e não suplementados (P<0,10). Os consumos em kg/dia de matéria orgânica (CMO), PB (CPB), extrato etéreo (CEE), carboidratos não fibrosos corrigido para cinzas e proteína (CCNF) e matéria seca digerida (CMSD) foram superiores (P<0,10) para os animais suplementados em relação aos animais não suplementados. Entre os níveis de substituição do FS por FM observou-se efeito linear decrescente com o aumento do nível de FM sobre o consumo de matéria seca total (CMS), CMO, CEE, consumo de CMSD, consumo de fibra em detergente neutro digestível e consumo de nutrientes digestíveis totais. Os coeficientes de digestibilidade aparente totais da MS (DMS), MO (DMO), PB (DPB), EE e DCNF foram superiores (P<0,10) nos animais suplementados em relação aos não suplementados. Entre os níveis de substituição do FS pelo FM observou-se efeito linear decrescente com o aumento do nível de FM sobre DMS, DMO, DPB. Não se verificou diferença (P>0,10) na eficiência de síntese de proteína microbiana por kg de NDT consumido (EFM) entre os animais suplementados e não suplementados, assim como também não foi observada diferença entre os níveis de substituição do FS pelo FM. No segundo experimento objetivou-se avaliar os efeitos da substituição do farelo de soja por farelo de algodão 38% (FA) em suplementos múltiplos para novilhas de corte sob pastejo: sobre o desempenho produtivo, parâmetros nutricionais e eficiência de síntese microbiana de novilhas de corte em recria. Para tal, 35 novilhas nelore e mestiças com predominância de sangue zebu, com idade inicial de 16 meses e peso inicial de 249,8 ± 0,6kg foram distribuídas em cinco piquetes de B. decumbens, de 2,5 ha de área com disponibilidade média de matéria seca potencialmente digestível (MSpd) de 2813,5kg/ha. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com cinco tratamentos e sete repetições. Os suplementos continham aproximadamente 30% de proteína bruta (PB) e substituição progressiva do FS pelo FA aos níveis de 0, 33, 67 e 100% da fonte protéica para os tratamentos FA0, FA33, FA67, FA100, respectivamente. Os animais do tratamento controle recebiam exclusivamente mistura mineral (MM) ad libitum; nos demais tratamentos os suplementos foram fornecidos na quantidade de 1,0 kg/animal/dia. O ganho médio diário (g) foi 397; 546; 570; 525; 542; respectivamente, para os tratamento MM, FA0, FA33, FA67 e FA100. Não se verificou efeito dos níveis de farelo de algodão (P>0,10) sobre o ganho médio diário (GMD). Os animais suplementados apresentaram GMD superior aos animais não suplementados (P<0,10). Animais suplementados apresentaram consumo superior de proteína bruta e carboidratos não fibrosos corrigido para proteína e cinzas em relação a animais não suplementados. Entre os níveis de substituição do farelo de soja por farelo de algodão 38% observou-se efeito cúbico para o consumo de CNF. Houve efeito linear positivo (P<0,10) para o coeficiente de digestibilidade da matéria seca, matéria orgânica e proteína bruta. Em relação à eficiência de síntese microbiana por kg de NDT consumido, não houve efeito da suplementação assim como não houve efeito dos diferentes níveis de farelo de algodão (P>0,10) em substituição ao farelo de soja. O farelo de mamona tratado com óxido de cálcio e o farelo de algodão 38% em substituição ao farelo de soja em suplementos múltiplos para novilhas de corte sob pastejo não prejudicam o ganho de peso dos animais.