Orientador: Kléber Pereira Lanças / Banca: Alberto Kazushi Nagaoka / Banca: Flavio Rielli Mazetto / Resumo: O setor sucroalcooleiro brasileiro encontra-se em pleno processo de modernização, utilizando novas tecnologias em diversas áreas o que demanda mão-de-obra qualificada dos técnicos envolvidos. A atual realidade deste setor frente ao avanço da produção de cana-de-açúcar, aos problemas causados pela queima da palha e da crescente demanda por mecanização agrícola nas diversas etapas do processo produtivo, torna a modernização do campo um caminho inevitável. Um dos fatores que vêm sendo analisado e pesquisado de forma mais intensa é o consumo de combustível das colhedoras mecanizadas de cana-de-açúcar, visto que o mesmo está além dos valores estimados para essa operação. O alto consumo é decorrente da falta de treinamento adequado dos operadores, que trabalham com a máquina em potência máxima a maior parte do tempo, mesmo quando não é necessário. Este trabalho teve como objetivo avaliar o consumo de colhedoras de cana-de-açúcar, para isso foram analisadas duas colhedoras: CASE IH modelo A8800, em canaviais de alta produtividade (mais de 100 t.ha-1), e CASE IH modelo A7700, em canaviais de menor produtividade (menos de 40 t.ha-1). As colhedoras foram avaliadas em três faixas de velocidade (5 a 6 km.h-1, 6 a 7 km.h-1 e 7 a 8 km.h-1) e três diferentes rotações do motor (1900 RPM, 2000 RPM e 2100 RPM). Os resultados mostraram que em canaviais de maior produtividade não foi viável utilizar a máquina na rotação de 1900 RPM, abaixo da recomendada pelos fabricantes (2100 RPM). A colhedora A8800 teve consumo horário médio menor, quando utilizada com 2000 RPM no motor (54,4 L.h-1). O mesmo ocorreu para o consumo de combustível por tonelada de cana-de-açúcar colhida, sendo o consumo a 1900 RPM do motor o mais alto (0,60 L.t-1). Nas áreas de menor produtividade o menor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Brazilian sugar and ethanol sector is in the process of modernization, by using new technologies in several areas which demand skilled labor of the technicians involved. The actual reality of this sector forward to advancing the production of sugar cane, the problems caused by the burning of straw and growing demand for agricultural mechanization in the different of the productive process, modernization of the countryside makes an inevitable path. One of the factors that have been examined and studied more intensively is the fuel consumption of mechanized harvesters for sugar cane, since it is beyond the estimated values for this operation. The high consumption results from the inadequate training of operators, working with the machine at full power most of the time, even when not necessary. This work was aimed at evaluating the consumption of sugarcane's harvesters, to do this two sugarcane's harvesters were analyzed: CASE IH model A8800 in sugarcane high yield (over 100 t.ha-1), and CASE IH model A7700, lower yield (less than 40 t.ha-1). The harvester were evaluated at three speed ranges (5-6 km.h-1, 6-7 km.h-1 and 7-8 km.h-1) and three different engine speed (1900, 2000 and 2100 revolutions per minute). The results showed that higher yield of sugarcane field was not viability of using the machine well below by the manufacturer recommended (1900 RPM). The harvester A8800 the meddle of hourly consumption was lower when used the engine to 2000 RPM (54.4 l.h-1). The same happened to the fuel consumption... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marco Antonio Martin Biaggioni / Banca: Sergio A. Lunardelli Furchi / Banca: Angelo Cataneo / Resumo: O objetivo deste trabalho foi realizar uma avaliação econômica e energética para o uso de lenha e cavaco de madeira na produção de energia em caldeira de agroindústria seropédica. Utilizou-se, para o estudo, a caldeira de uma fiação de seda localizada na cidade de Duartina, interior do estado de São Paulo, que atualmente emprega como combustível a lenha de eucalipto para gerar o vapor de água, que é utilizado na produção do fio da seda. Buscando a otimização do custo de produção do vapor, analisou-se, economicamente, através de simulações, a substituição da lenha pelo cavaco de madeira como combustível na caldeira, bem como alternativas mistas de diversas percentagens desses combustíveis, utilizando-se como referência o consumo médio mensal da lenha na caldeira e o Poder Calorífico Inferior (PCI) de cada combustível a um mesmo teor de umidade. Na construção da estrutura de dispêndio energético do sistema de aproveitamento dos combustíveis em estudo, para a análise energética, considerou-se a entrada de energia por tipo, fonte e forma, em Megajoule (MJ), envolvida nas diversas operações do itinerário técnico da lenha, bem como nas operações do itinerário do cavaco. A partir dessa estrutura, realizou-se uma análise comparativa das entradas de energia da participação da lenha e do cavaco, em Megajoule por hora (MJ . h-1), para produzir 2.968,80 kg.h-1 de vapor, média da produção na caldeira, nos anos de 2004, 2005 e 2006.Os resultados da análise energética revelam ser viável a substituição da lenha de eucalipto pelo cavaco de madeira na caldeira. Nas condições propostas neste estudo e utilizando preços médios, do período 2004 a 2006, a produção de vapor na caldeira, com 100% de cavaco de madeira é a alternativa econômica que otimiza o custo / Abstract: The aim of this piece of work was to perform an economical and energy evaluation of firewood and woodshaving use for energy generation on seropedicae agroindustry boiler. For this study, we used a boiler from a silk spinning factory located in the city of Duartina, São Paulo, Brazil, that uses nowadays eucalyptus firewood as fuel to generate water vapour used in the production of silk thread. Aiming at vapour production cost optimization, the substitution of firewood for woodshaving as boiler fuel was economically analyzed, through simulations, as well as these fuels several percentages mixed alternatives, using as a reference the average monthly consumption of firewood in the boiler and each fuel Lower Calorific Power at the same moisture content. For the energy analysis, on the construction of the studied fuels utilization system energy expenditure structure, we considered energy entrance by type, source and form, in Megajoule (MJ), involved in the several operations of firewood technical itinerary, as well as in the operations of woodshaving itinerary. From that structure, a firewood and woodshaving participation energy entrance comparative analysis was carried on, in Megajoule per hour (MJ. h-1), to produce 2.968,80 kg.h-1 of vapour, the boiler average production, during the years of 2004, 2005, and 2006. The results of the energy analysis reveal that eucalyptus firewood substitution for woodshaving is viable in the boiler.Under the conditions proposed in this study and using average prices, from 2004 to 2006, it was concluded that vapour production in the boiler, with 100% of woodshaving, is the economical alternative that optimizes the cost / Mestre

Orientador: Carlos Eduardo Angeli Furlani / Banca: Rouverson Pereira da Silva / Banca: Denise Mahl / Resumo: Um dos principais entraves para a utilização do sistema plantio direto (SPD) é criar condições mais adequadas no solo para que a semente/planta expresse todo seu potencial, levando em consideração o uso eficiente da energia. Este trabalho teve como objetivo avaliar a mobilização do solo, o desempenho operacional do conjunto trator-semeadora-adubadora e características agronômicas da cultura do milho em SPD, utilizando hastes sulcadoras de adubo com ângulos e profundidades variadas. O experimento foi conduzido no ano agrícola de 2011/12 em área experimental do Departamento de Engenharia Rural da UNESP/Jaboticabal. Foi utilizado delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial 2 x 3, com 4 repetições. Os tratamentos foram: duas hastes sulcadoras (29 e 27º) trabalhando em três profundidades (7, 11 e 13 cm). As características avaliadas foram: mobilização do solo, desempenho operacional da semeadora-adubadora e características agronômicas da cultura do milho. As duas hastes não atingiram a profundidade teórica de trabalho, sendo que a de 29º apresentou desenho que não favoreceu a demanda de potência quanto ao aprofundamento no solo. A demanda de tração nas hastes sulcadoras foi afetada pela variação da profundidade e do ângulo das hastes, com o melhor desempenho para a haste de 27º na profundidade de 11 cm. A mobilização do solo foi influenciada somente pelas profundidades de trabalho. As hastes utilizadas e as profundidades não interferiram nos componentes de produtividade da cultura do milho. Os melhores resultados obtidos para o desempenho operacional foram para haste de 27º na profundidade de 11 cm / Abstract: One of the main barriers to the use of no-tillage (NT) is to create a more suitable soil for the seed/plant expresses its full potential, taking into consideration the efficient use of energy. This study aimed to evaluate tillage, the operating performance of the tractor-seeder and agronomic characteristics of corn under NT, using rods furrower fertilizer with varying depths and angles. The experiment was conducted in the agricultural year 2011/12 in the experimental area of the Department of Agricultural Engineering, UNESP/Jaboticabal. We used a randomized block design in a factorial 2 x 3 with 4 replications. The treatments were: furrower two rods (29 and 27º) working at three depths (7, 11 and 13 cm). The characteristics evaluated were: tillage, operating performance of seeder and agronomic characteristics of corn. The two rods not reached the theoretical depth of work, and that of drawing 29º showed no favored the power demand on the soil depth. Demand traction rods furrower was affected by varying the depth and angle of the rods, with the best performance for the rod 27º at a depth of 11 cm. The tillage was influenced only by working depths. The rods used and did not interfere in the depths yield components of corn. The best results for operating performance were to rod 27º at a depth of 11 cm / Mestre

[pt] Em geral, as varetas combustíveis de reatores do tipo LMFBR consistem de pastilhas de combustível encapsuladas em tubos de revestimento. Externamente ao tubo de revestimento, um arame é enrolado, na forma de um helicoidal, para atuar como espaçador. Distorções nas distribuições da temperatura na vareta e fluxo de calor no revestimento podem ser provocadas por variações angulares nos coeficientes de troca de calor entre a pastilha e a superfície interna do revestimento e entre o revestimento, ovalização do tubo de revestimento e presença do arame espaçador. Estas distribuições podem ser afetadas, ainda, por efeitos operacionais, tais como densificação, reestruturação e inchamento do combustível. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um programa para análise dos fatores geométricos, acoplados aos fatores operacionais, no desempenho térmico de varetas combustíveis nucleares, em regime permanente. / [en] Generally, LMFBR fuel rods consist of fuel pellets encapsulated in cladding tubes. These tubes are wrapped by a helical wire, working as a spacer. Distortions in the rod temperature distribution and in the external heat flux can be generated by angular variations in the local heat transfer coefficients due to the wire, by excentricity between pellet and clad or by’ovalization of the cladding tube. Also, the temperature distribuitions can be affected by fuel desensification, reestructuring and swelling. The present work consists of the development of a computer code in order to analyse the fuel rod performance as function of geometrical and operational effects, in steady state regime.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:33:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:44:20Z : No. of bitstreams: 1 149257.pdf: 11342422 bytes, checksum: a309981c039091d66883a40f77858854 (MD5) / A contaminação do solo e de águas subterrâneas pela gasolina vem ocorrendo em conseqüência dos vazamentos dos tanques de estocarem, disposição inadequada ou acidentes durante os processos de transportes. Os compostos benzeno, etil-benzeno, tolueno e xilenos (BTEX) encontrados na gasolina, apresentam relativa solubilidade nos sistemas de águas subterrâneas, potencial cancerígeno e depressivo do sistema nervoso central. Pouca atenção tem sido direcionada ao efeito do etanol presente em 22-24% na gasolina brasileira no comportamento microbiano de degradação dos compostos BTEX. A degradação aeróbica dos compostos etanol, tolueno e benzeno por Pseudomonas putida F1 foi avaliada. Os resultados foram obtidos por cromatografia gasosa e a produção de biomassa através de microscopia óptica de fluorescência. A equação de Monod foi utilizada para descrever a relação entre a taxa de degradação máxima de utilização do substrato µmáx e as constantes de meia-velocidades Ks dos compostos testados. Todos os compostos testados foram degradados simultanearnente a partir de uma concentração celular aproximada de 106 células/mL. A presença do substrato etanol demonstrou retardar o início da degradação dos compostos tolueno e benzeno, reduzindo também as taxas de utilização destes substratos. Os resultados indicaram que o etanol foi utilizado preferencialmente nas fases iniciais do crescimento celular interferindo nos parâmetros cinéticos de metabolização dos compostos tolueno e benzeno por PpF 1.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:52:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298891.pdf: 1694623 bytes, checksum: 6dc250d0f774ed692cd01e7ac19d0015 (MD5) / Este trabalho trata sobre a combustão de gás natural, butano e etanol em um queimador poroso visando o desenvolvimento de reatores porosos para produção de gás de síntese (H2 + CO). Para a realização dos testes, foi construída uma bancada experimental que permite a combustão de combustíveis líquidos e gasosos. O estudo foi realizado para uma ampla faixa de razão de equivalência, avaliando desde chamas pobres até chamas ricas em combustível. Para cada combustível testado são apresentadas distribuições de temperatura no meio poroso, diagrama de estabilidade de chama e análise da composição dos produtos. Os resultados para combustão pobre de gás natural e butano indicam velocidades de chama até 4,4 vezes maiores que a velocidade de chama laminar na mesma razão de equivalência. O limite inferior de inflamabilidade foi ampliado em 20% para o gás natural e 21% para o butano. Para os dois combustíveis foram medidas temperaturas no meio poroso acima da temperatura de chama adiabática. O maior excesso de temperatura foi registrado para a combustão de gás natural no ponto de operação ?=0,5 e uch= 22,5 cm/s, onde a temperatura medida ultrapassou em 17% a temperatura de chama adiabática para a mesma condição inicial da mistura reagente. Nos testes de combustão rica de butano e etanol também foram medidas velocidades de chama acima da velocidade de chama laminar e temperaturas no meio poroso acima da temperatura de chama adiabática. No entanto, para a combustão rica de gás natural as velocidades de chama são da mesma ordem que a velocidade de chama laminar e as temperaturas no queimador chegam a ser 20% menores que a temperatura de chama adiabática correspondente. As medições de CO e CO2 foram comparadas com o equilíbrio químico e mostraram o mesmo comportamento em função da razão de equivalência. Porém, simulações de um reator plug flow realizados no software Chemkin® mostraram uma cinética muito lenta para combustão rica, indicando que o tempo de residência dos reagentes no queimador é insuficiente para atingir o equilíbrio químico. A maior produção de gás de síntese prevista na análise acontece na combustão de etanol em ?=2,3, chegando a 29% em volume (11,3% de H2 + 17,7% de CO). Calculando a perda de calor do queimador poroso, a máxima eficiência térmica foi estimada em 80%. / This work investigates the combustion of natural gas, butane, and ethanol in a porous burner for the development of porous reactors to produce syngas (CO + H2). An experimental apparatus was built to test premixed combustion of liquid and gaseous fuels. The study was performed for a wide range of equivalence ratio, from lean to rich combustion. Temperature distributions inside the porous media, stability diagrams and the composition of combustion products are presented for each fuel tested. For lean combustion of natural gas and butane the measured flame speeds were up to 4,4 times higher than the laminar flame speed in the same equivalence ratio. The lower flammability limit was extended by 20% for natural gas and 21% for butane. Temperatures in the porous media above the adiabatic flame temperature were measured for both fuels. The largest temperature excess was recorded for the combustion of natural gas in the operating point = 0,5 and uch= and 22,5 cm/s, where the measured temperature exceeded by 17% the adiabatic flame temperature. For rich combustion of butane and ethanol the measured flame speeds were also above the laminar flame speed and the temperatures in porous media above the adiabatic flame temperature. However, for rich combustion of natural gas the flame speeds are of the same order as the laminar flame speed and the temperatures in the burner are up to 20% lower than the corresponding adiabatic flame temperature. Measurements of CO and CO2 were compared to chemical equilibrium composition and showed the same trend when equivalence ratio is changed. However, simulations of a plug flow reactor performed with the Chemkin® software showed a very slow chemical kinetics for rich combustion, indicating that the residence time of the reactants in the burner is insufficient to reach the chemical equilibrium. The highest production of syngas was obtained in the combustion of ethanol at = 2,3, reaching 29% in mole fraction (11,3% H2 + 17,7% CO). Based on calculations of heat loss from the porous burner, the highest thermal efficiency was about 80%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:14:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 243188.pdf: 2050467 bytes, checksum: 5efe86fc3caf35740fa402fcb4850ce9 (MD5) / Este trabalho visa a análise e a implementação prática de um conversor CC-CC elevador de tensão, baseado na topologia do inversor Z-Source, e o estudo de seu comportamento, ao ser alimentado por uma Célula a Combustível. Primeiramente, foram abordados os conceitos e os princípios de funcionamento das Células a Combustível, juntamente com suas características elétricas, estáticas e dinâmicas, de forma a auxiliar na compreensão de seu funcionamento. Em seguida, procedeu-se à compreensão da topologia do conversor CC-CC; suas etapas de operação, equacionamentos, características externas e dimensionamento dos elementos passivos e esforços nos componentes. A modelagem dinâmica foi realizada, tendo sido proposta uma estrutura de controle em malha fechada. O projeto e o controle do conversor incluíram o dimensionamento dos elementos e a realização dos cálculos do filtro para a Célula a Combustível. Por fim, são apresentados os resultados de simulação do sistema completo e em seguida os resultados dos ensaios de laboratório obtidos com a implementação prática do protótipo.

[pt] Em geral, barras combustíveis de reatores nucleares consistem de um tubo de liga metálica contendo pastilhas de combustíveis óxidos. O agrupamento destas barras em feixes caracteriza a formação de elementos combustíveis. No presente trabalho, são realizadas análises termomecânicas e de efeitos de irradiação em barras combustíveis cilíndricas. Para determinação de inchamento por irradiação é utilizado um modelo baseado na teoria de difusão térmica e em mecanismos de difusão superficial e de evaporação-condensação. É considerado o movimento de bolhas nesta determinação. A pressão média dos gases é calculada. É desenvolvido um programa de computador, NITSA, que simula o comportamento da barra combustível no reator, incluindo em suas determinações o cálculo de distribuições de temperatura, tensões e deformações em toda a barra combustível. / [en] Generally, fuel rods of nuclear reactors consist of a metalic alloy tube containing oxide fuel pellets. Fuel elements are formed by fuel rods disposed in bundles. In the present work, an irradication, thermal and mechanical analyses of cylindrical fuel rods are performed. A model considering thermal difusion theory, superficial difusion and vapor transport mechanisms is utilized on the determination of the irradiation swelling. Gas bubbles motion is taken into this calculation. The average gas pressure is computed. A computer program, NITSA, is developed for simulation of a reactor fuel rod performace, including temperature distributions, stress and strain calculations.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-02-26T17:50:19Z No. of bitstreams: 1 Condicionamento de resíduo de Eucalyptus grandis para produção de biocombustível sólido.pdf: 2443147 bytes, checksum: a845b56c7efbb1231c0f2402882404ff (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-09T15:56:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Condicionamento de resíduo de Eucalyptus grandis para produção de biocombustível sólido.pdf: 2443147 bytes, checksum: a845b56c7efbb1231c0f2402882404ff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T15:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Condicionamento de resíduo de Eucalyptus grandis para produção de biocombustível sólido.pdf: 2443147 bytes, checksum: a845b56c7efbb1231c0f2402882404ff (MD5) / A busca por novas fontes de energia que provoquem um menor impacto ambiental é cada dia mais evidente e importante. Processos industriais como papel e celulose usam madeira como matéria prima, especificamente o eucalipto. Durante a colheita, somente toras de 6 metros com 4 cm de diâmetros, são aproveitados e conduzidos a indústria e os resíduos, correspondendo a 29% do total, são deixados no local. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo estudar o reaproveitamento de resíduos de eucalipto através do processo de torrefação, tornando este resíduo um potencial biocombustível sólido. Inicialmente o resíduo de Eucalyptus grandis foi caracterizado por análise imediata (umidade, voláteis, cinzas e carbono fixo), composição elementar (C, H, O e N), poder calorífico (PCS e PCI), hidrofobicidade e extrativos. Os teores de lignina, celulose e hemicelulose foram obtidos por TG/DTG. A torrefação foi realizada nas temperaturas de 200, 250 e 300°C. Análises termogravimétricas foram realizadas com N2 e o biochar foi gaseificado com ar sintético e CO2. Dados cinéticos dinâmicos foram obtidos, para verificar as energias envolvidas durante o processo de pirólise e gaseificação do resíduo de eucalipto. Análise cinética isotérmica da torrefação foi realizada em na faixa de 200 a 300°C. O processo de torrefação levou a um aumento do poder calorífico, em torno de 20 MJ Kg-1, quando comparado com o resíduo de eucalipto seco, 16 MJ Kg-1; à diminuição dos teores de umidade (média 1,7%) e de voláteis (em torno de 75%); ao aumento do teor de carbono fixo (47%) e de cinzas (0,5%). A hidrofobicidade aumentou com o aumento da temperatura, o que contribui significativamente para um maior rendimento energético. Os gases obtidos foram CO e CO2, provenientes de reações de degradação da hemicelulose. A fração líquida era composta de ácido acético, furfural, acetol, ácido fórmico, fenol e ácido lático, sendo ácido acético e furfural os componentes majoritários, quando a torrefação foi realizada a 250 e 300°C. Os componentes minerais principais do biochar foram os óxidos de Ca, K, Fe, Al e Si. Os índices Bases/Ácidos e o Índice Alcalino indicaram uma tendência média formação de incrustações e escória. Os resultados obtidos de cinética isotérmica indicam a degradação da biomassa em duas etapas, sendo a 1ª etapa correspondente a degradação da hemicelulose e a 2ª correspondente a degradação da celulose. A cinética de pirólise da biomassa mostrou que as energias envolvidas para degradação da hemicelulose, celulose e lignina são Ea = 106, 169 e 30 kJ mol-1, respectivamente. A combustão completa foi observada na gaseificação do biochar na presença de ar sintético, correspondendo a Ea = 180 kJ mol-1, em temperaturas em torno de 550°C. Em presença de CO2, a Ea = 350 kJ mol-1, em temperatura em torno de 900°C. Os resíduos de biomassa também passaram por um processo de pelletização e a amostra que apresentou as características mais adequadas, tais como resistência, umidade (4%), densidade (1.1 g cm-3) e PCS (22 MJ mol-1) foi a amostra torrificada a 250°C. Desta forma pode-se verificar, com base nos resultados obtidos que o resíduo de Eucalyptus grandis, descartado pela indústria de papel e celulose, apresenta um potencial energético que pode ser aproveitado como biocombustível sólido / The pursuit for new environmentally benign sources of energy is becoming more essential and important. Wood, mainly eucalyptus, is used as raw material for the paper pulp industry. During the harvest, logs of 6m and diameter higher than 4cm are utilized and an amount roughly corresponding to 29% is left in planting. In this context, the aim of this study was to evaluate the use of this eucalyptus waste as a solid biofuel, after a torrefaction process initially, the characteristics of the residue were determined by proximate analysis (moisture, volatile, ash and fixe carbon), ultimate analysis (C, H, N and O), heating value (HHV e LHV), hydrophobicity and extractives. Lignin, cellulose and hemicellulose were determined by TG/DTG. The torrefaction experiments were carried out at 200, 250 e 300°C. Thermogravimetry analyses of the raw and thermally treated materials were performed in N2 while the gasification of the resulting biochars was performed either in synthetic air or CO2. Dynamic kinetic data were obtained to verify the activation energies during the processes of pyrolysis and gasification of the eucalyptus residue. The isothermal kinetic analysis of torrefaction was investigated in the range of 200 to 300°C. As a consequence of the torrefaction process, the higher heat value (HHV), around 20 MJ Kg-1, increased as compared to that of the dry residue of eucalyptus, 16 MJ Kg-1; moisture (average 1.7%) and volatiles (75%) contents decreased while those of fixed carbon (47%) and ash (0.5%) decreased. The hydrophobicity increased with increasing temperature, which significantly contributes to increase the energy yield. The produced gas mainly consisted of CO and CO2 from the reactions degradations hemicellulose. Acetic acid and furfural were the main component of the liquid fraction, which also contained acetol, formic acid, phenol and lactic acid. The main inorganic components of the biochar were Ca, K, Fe, Al e Si oxides. The Base/Acid and Alcaline Indice indexes indicated an intermediate trend toward fouling and slagging. The isothermal kinetics studies indicated that the degradation of the biomass occurred in two stages: first stage corresponding to the degradation of hemicellulose and the 2nd corresponding to cellulose degradation. The pyrolysis kinetics showed that the activation energies of the degradation of hemicellulose, cellulose and lignin are Ea 106, 169 and 30 kJ mol-1, respectively. The complete combustion was observed during the gasification of the biochar in the presence of synthetic air, at temperature 550°C, and Ea of 180 kJ mol-1. In the presence CO2, Ea was found to be 350kJmol-1, at a temperature of around 900°C. The raw and thermally treated biomass samples were pelletized and the most suitable characteristics, such as strength, moisture content (4%), density (1.1 g cm-3) and PCS (22 MJ Kg-1) were achieved at the sample torrefied at 250°C. Thus, based on the presented results, the residues of Eucalyptus grandis, useless for the pulp and paper industries, may be successfully utilized as a source of renewable energy for the production of a solid biofuel.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:44:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314238.pdf: 4958002 bytes, checksum: a0549314f5c9d5df3fc8192c24a52845 (MD5) / Neste trabalho foram aplicadas técnicas para processamento de cerâmica avançada para produzir células a combustível de óxido sólido planares. O processamento por tape casting foi aplicado sequencialmente usando suspensões aquosas, com Zircônia Parcialmente Estabilizada com Ítria (PSZ) como material do eletrólito. Foi desenvolvido um procedimento para obter peças planas por sinterização com uso de cargas, e foi implementado o teste eletroquímico das células em modo no-chamber. Estudou-se a integração das tecnologias de queimadores porosos com a de células a combustível, usando gás de síntese produzido por oxidação parcial de álcool. Para isso, foram feitos testes eletroquímicos em células produzidas neste trabalho com gás de síntese produzido em chama difusiva em meio poroso (no-chamber), e em células comerciais usando gás de síntese de composição similar ao produzido por um queimador poroso operado com etanol. Para as células próprias, suportadas no anodo, o teste eletroquímico no modo no-chamber foi efetuado a uma temperatura de 560°C, o potencial de circuito aberto (OCV) foi de ~800 mV, e a potência máxima (PMáx) obtida foi de 0,12 mW/cm² para uma densidade de corrente de 0,35 mA/cm². As células apresentaram alta resistência mecânica, permitindo mostrar também que o teste no-chamber é uma alternativa simples e de baixo custo para a caracterização eletroquímica. Para as células comerciais, suportadas no eletrólito, o teste eletroquímico foi feito convencionalmente, na temperatura de operação de 820°C. Quando o combustível foi 5% hidrogênio em mistura com hélio, o OCV foi de 600 mV, a PMáx foi de 21 mW/cm², para uma densidade de corrente de 69 mA/cm². Quando o combustível foi gás de síntese com 3% H2 e 2,9% CO, o OCV foi de ~500 mV, a PMáx foi de 9 mW/cm², para uma densidade de corrente de 35 mA/cm².<br> / Abstract : Advanced ceramics processing techniques were applied in this work to produce planar solid oxide fuel cells. Tape casting process was applied sequentially using aqueous suspensions, using Partially Stabilized Zirconia with Yttria (PSZ) as electrolyte material. A procedure for obtaining flat samples was developed by sintering using weights, and the electrochemical test for the cells was implemented in no-chamber mode. Integration of porous burners and fuel cell technologies was studied, using synthesis gas (syngas) produced by alcohol partial oxidation. For this, electrochemical tests were carried out for cells produced in this work with syngas produced in diffusive flame in porous media (nochamber) and commercial cells using syngas of similar composition to that produced by a porous burner operated with ethanol. For the anode-supported own cells, the electrochemical test in nochamber mode was done at 560 °C, the open circuit potential (OCV) was ~800 mV, and the maximum power (PMax) obtained was 0.12 mW/cm² for a current density of 0.35 mA/cm². The cells showed high mechanical strength, allowing also show that in the no-chamber mode is a simple and cost effective test for the electrochemical characterization. For the electrolyte-supported commercial cells, the electrochemical test was done conventionally, the operating temperature was 820 °C. When the fuel was 5% hydrogen in a mixture with helium, the OCV was 600 mV, PMax was 21 mW/cm² for a current density of 69 mA/cm². When the fuel was syngas with 3.0% H2 and 2.9% CO, the OCV was ~500 mV, PMax was 9 mW/cm² for current density of 35 mA/cm².