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Submitted by José Vitor Pereira (vitor.pereira@unesp.br) on 2021-03-29T20:16:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Jose Vitor - VF - 29-03-2021.pdf: 2301813 bytes, checksum: 617e41c13204569138e6574b7d8a243b (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2021-03-30T16:09:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pereira_jv_me_ilha.pdf: 2301813 bytes, checksum: 617e41c13204569138e6574b7d8a243b (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-30T16:09:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pereira_jv_me_ilha.pdf: 2301813 bytes, checksum: 617e41c13204569138e6574b7d8a243b (MD5) Previous issue date: 2021-01-30 A constante mudança das exigências ambientais no sentido de aprimorar a sustentabilidade da água é a motivação para o desenvolvimento do presente trabalho. Para o setor sucroalcooleiro, em particular, observa-se que a taxa de captação de água para suprir as demandas do processo industrial ainda não vai de encontro com as tendências e diretrizes observadas para esta norma mundial. Existe a necessidade de um melhor gerenciamento do uso desse recurso na usina, principalmente, quando se tem em vista que a água corresponde a 70% de sua, praticamente, única fonte de matéria prima: a cana-de-açúcar. Assim, foram considerados inicialmente na análise as necessidades térmicas e hídricas para cada etapa do processo industrial da usina em função do mix de produção de açúcar e álcool. Posteriormente, foram estabelecidos critérios e diversas técnicas para o atendimento das diversas demandas térmicas e hídricas que pudessem evitar a captação de água externa. Neste contexto, foi dado ênfase em uma análise diferenciada para a linha de produção de açúcar e para a linha de produção de álcool, suportada por um planejamento de trocas térmicas e hídricas internas para cada linha de produção, sempre que possível, com a incorporação de trocadores de calor a seco para a remoção final de calor para o meio ambiente. Foi considerado, ainda, a incorporação de uma unidade de refrigeração para a água que circula nas dornas de fermentação para permitir um rígido controle de temperatura nessa unidade de processo, bem como, a incorporação de uma unidade de concentração de vinhaça para valorizar a aspersão desse adubo na lavoura e permitir uma maior recuperação de água no processo. Como resultado, constatou-se que é possível a usina realizar todo o processamento industrial com a água já disponível na cana, sem a necessidade de captação externa, e ainda tendo como um subproduto água residuária industrial da ordem de até 40,0 kg para cada de 100 kg de cana-de-açúcar processada. Este resultado é da maior importância, tendo em vista que as modernas usinas sucroalcooleiras do Brasil, hoje, fazem a captação externa de mais de 100 kg de água para cada 100 kg de cana processada. The constant changes in environmental requirements in order to improve the sustainability of water is the motivation for the development of this work. For the sugar and alcohol sector, in particular, it is observed that the rate of water abstraction to supply the industrial demands still does not meet the trends and guidelines observed for this global standard. There is a need for better management of the use of this resource at the plant, especially when it is considered that water corresponds to 70% of its practically only source of raw material: sugar cane. Thus, the thermal and water requirements for each stage of the plant's industrial process were initially considered in the analysis due to the mix of sugar and alcohol production. Subsequently, criteria and various techniques were established to meet the different thermal and water demands that could prevent the external water capture. In this context, emphasis was placed on a different analysis for the sugar production line and for the alcohol production line, supported by a planning of internal thermal and water exchanges for each production line, whenever possible, with the incorporation of dry heat exchangers for the final removal of heat to the environment. It was also considered the incorporation of a cooling unit for the water that circulates in the fermentation vats to allow a strict temperature control in this process unit, as well as the incorporation of a vinasse concentration unit to enhance the sprinkling of this fertilizer in the field and allow a greater recovery of water in the process. As a result, it was found that it is possible for the plant to carry out all industrial processing with the water already available in the cane, without the need for external abstraction, and still having as a by-product industrial waste water of the order of up to 40.0 kg for each 100 kg of processed sugar cane. This result is of the utmost importance, considering that the modern sugar and alcohol plants in Brazil, today, do external abstraction of more than 100 kg of water for each 100 kg of processed cane.

Submitted by Marcelo Ferreira Pelegrini (mpelegrini@gmail.com) on 2021-03-15T01:28:19Z No. of bitstreams: 1 Tese Marcelo - VF (revisada) - 14-03-2021.pdf: 5459230 bytes, checksum: 1c25acfad683ac879b0d80576bfcfa3f (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2021-03-16T18:09:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pelegrin_mf_dr_ilha.pdf: 5459230 bytes, checksum: 1c25acfad683ac879b0d80576bfcfa3f (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-16T18:09:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pelegrin_mf_dr_ilha.pdf: 5459230 bytes, checksum: 1c25acfad683ac879b0d80576bfcfa3f (MD5) Previous issue date: 2021-01-28 O objetivo deste trabalho é o estudo da aplicação da tecnologia de gaseificação e cofiring em termelétricas que hoje utilizam apenas gás natural e que estejam localizadas em áreas de grande disponibilidade de biomassa, como é o caso da região oeste de São Paulo ou a costa leste do Mato Grosso do Sul. Foi avaliada a viabilidade técnica, ambiental e econômica de tal tecnologia, levando em consideração de que se trata de solução ainda em fase de desenvolvimento e que ainda não há registros de empreendimentos desta natureza em operação comercial. Para isso, foi utilizada a abordagem de curvas de aprendizagem para predizer o comportamento dos custos de instalação da tecnologia em função do aumento da capacidade instalada. Como esta abordagem geralmente apresenta diversas fontes de incertezas, a análise de viabilidade foi realizada a partir da teoria das Opções Reais. Na pesquisa bibliográfica realizada não foi encontrado nenhum artigo onde a utilização das duas técnicas de forma combinada tenha sido usada para estudar a tecnologia de gaseificação. Além disso, também foi utilizada a metodologia criada para o programa Renovabio e adaptada para este estudo com objetivo de calcular o benefício ambiental das soluções propostas, medido em créditos de descarbonização (CBIOs). Os resultados indicaram o grande potencial energético para geração de energia através de biomassas da região que compreende o oeste de São Paulo e a costa leste do Mato Grosso do Sul e que a utilização do programa Renovabio para o mercado de energia apresenta resposta positiva, aumentando a receita esperada do empreendimento, diminuindo as emissões de carbono equivalentes e podendo funcionar como uma primeira abordagem para um futuro mercado de carbono para a indústria de energia elétrica no Brasil. E do ponto de vista termodinâmico, a operação com níveis controlados da mistura de gás de síntese e gás natural não trouxe grandes mudanças nas variáveis de operação do ciclo combinado. Percebe-se que, para todos os casos estudados, com o incremento do percentual de gás de síntese na mistura de gás natural, ocorre o aumento da potência do ciclo e uma leve diminuição das suas eficiências de 1ª e 2ª lei. E, finalmente, do ponto de vista econômico, o investimento numa planta com estas configurações apresentou valor na opção de espera pela consolidação da tecnologia da gaseificação quando analisada sob a ótica das técnicas de curvas de aprendizagem e opções reais combinadas entre si. In this paper, the technical, environmental and economic feasibility of gasification and cofiring technology in powerplants that use only natural gas and are located in areas of high biomass availability were evaluated, taking into account that it is a solution still in development stage and there are still no records of projects like this in commercial operation. In order to achieve this objective, the learning curve approach was used to predict the behavior of installation costs due to the increase in installed capacity. As this approach generally presents several sources of uncertainties, the feasibility analysis was performed based on the real options theory. In the bibliographic research carried out, no article was found in Brazil where both techniques have been used in a combined form to study gasification technology. In addition, the methodology used in Renovabio program and adapted for this study was also used in order to calculate the environmental benefit of the proposed solutions, measured in decarbonization credits (CBIOs). The results indicated the great energy potential for energy generation through biomass in the region that comprises the west of São Paulo and the east coast of Mato Grosso do Sul and that the use of the Renovabio program for the energy market presents a positive response, increasing the expected revenue of the enterprise, decreasing the equivalent carbon emissions and may work as a first approach for a future carbon market for the electric power industry in Brazil. And from a thermodynamic point of view, the operation with controlled levels of the mixture of synthesis gas and natural gas did not bring about major changes in the operating variables of the combined cycle. It is noticeable that, for all the cases studied, with the increase in the percentage of synthesis gas in the mixture of natural gas, there is an increase in the power of the cycle and a slight decrease in its 1st and 2nd law efficiencies. And finally, from an economic point of view, the option of investing in a plant with these configurations showed value by the wait the technology cost decreasing when this problem is analyzed by combination of learning curve and real options theory.

Submitted by Charlene Raquel De Almeida Viana (charleneraquel@hotmail.com) on 2021-02-18T14:25:28Z No. of bitstreams: 1 Tese Charlene - autoarquivamento.pdf: 3577910 bytes, checksum: 1db114f53010277525975b76c6255a19 (MD5) Rejected by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br), reason: Prezada Charlene, O documento enviado para a coleção Campus Unesp Rio Claro foi recusado pelo(s) seguinte(s) motivo(s): - Falta a capa, elemento obrigatório: a capa deve constar a marca d'água da Unesp, o cabeçalho, o autor, o título, local e ano. - Página de rosto: é o que está na sua primeira página do arquivo, no entanto não é necessário ter a marca d'água. - Capa, página de rosto e ficha catalográfica: colocar o local Rio Claro que é o correto e não, Ilha Solteira. - Ficha catalográfica: deve ser elaborada no site da biblioteca da Unesp de Rio Claro (https://www.biblioteca.unesp.br/ficha/) e inserida após a folha de rosto no arquivo pdf e no verso da folha de rosto na versão impressa. Não alterar, acrescentar ou excluir qualquer informação. A ficha deve ser colocada idêntica ao que o sistema gerar. Maiores informações: http://ib.rc.unesp.br/Home/Biblioteca37/repositorio_fluxograma_unesp_rioclaro.jpg Em caso de dúvidas entre em contato pelos e-mails: repositoriounesp@reitoria.unesp.br e/ou stati.rc@unesp.br Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações destacadas. Agradecemos a compreensão. Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br on 2021-02-18T20:00:42Z (GMT) Submitted by Charlene Raquel De Almeida Viana (charleneraquel@hotmail.com) on 2021-02-24T13:54:02Z No. of bitstreams: 1 Tese Charlene - VF - 24-02-2021.pdf: 3645822 bytes, checksum: 45f3a5c8818d64c32695581b0d95364a (MD5) Rejected by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br), reason: Prezada Charlene, O documento enviado para a coleção Campus Unesp Rio Claro foi recusado pelo(s) seguinte(s) motivo(s): - CAPES: A Portaria nº 206, de 04/09/2018 Dispõe sobre obrigatoriedade de citação da CAPES nos agradecimentos da seguinte forma: Art. 3º Deverão ser usadas as seguintes expressões, no idioma do trabalho (Não alterar, acrescentar ou excluir qualquer informação. A frase deve ser colocada idêntica ao que consta na Portaria): "O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001" Como você selecionou nos metadados do Repositório que recebeu financiamento da CAPES, é necessário colocar a frase acima no capítulo Agradecimentos. Se você não recebeu financiamento, selecione essa opção na indicação de financiamento. - O termo "chlorella vulgaris" deve ser iniciado por letra maiúscula? "Chlorella vulgaris". Se o correto for assim, corrija a ficha catalográfica e os títulos nos metadados do repositório. - Preenchimento dos metadados no formulário do Repositório: faltou adicionar o Abstract. - Preenchimento dos metadados no formulário do Repositório: faltou adicionar todas as keywords. O correto é ir adicionando uma a uma. Maiores informações: http://ib.rc.unesp.br/Home/Biblioteca37/repositorio_fluxograma_unesp_rioclaro.jpg Em caso de dúvidas entre em contato pelos e-mails: repositoriounesp@reitoria.unesp.br e/ou stati.rc@unesp.br Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações destacadas. Agradecemos a compreensão. Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br on 2021-02-24T14:49:48Z (GMT) Submitted by Charlene Raquel De Almeida Viana (charleneraquel@hotmail.com) on 2021-02-27T14:15:35Z No. of bitstreams: 1 Tese- Versão final em pdf.pdf: 3651007 bytes, checksum: 1f6641b717267b757daf56038d452ed3 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br) on 2021-03-02T10:55:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 viana_cra_dr_rcla.pdf: 3558290 bytes, checksum: f29218bd40e989814c4b74fa8d7136da (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-02T10:55:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 viana_cra_dr_rcla.pdf: 3558290 bytes, checksum: f29218bd40e989814c4b74fa8d7136da (MD5) Previous issue date: 2020-12-21 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A busca por estratégias destinadas ao reaproveitamento de nutrientes gerados por efluentes de água de aquicultura tem crescido, como também estudos para sua utilização em cultivos de microalgas que possuem alto potencial de absorção desses nutrientes. Dentre as opções de aquicultura, existem poucos trabalhos com águas de piscicultura e ranicultura para produção de microalgas. Assim, a integração do meio de cultura e da diluição dessas águas de aquicultura para o cultivo de Chlorella vulgaris em fotobioreatores foi o aspecto a ser considerado no presente estudo. As condições para o ensaio foram os meios Illman, águas residuárias de piscicultura de baixa densidade (APBD), águas residuárias de piscicultura de alta densidade (APAD) e águas residuárias de ranicultura (AR), concentrando-os a 5, 20, 35 e 50 %; no esquema fatorial 4 x 4, ou seja água de aquicultura com as diferentes concentrações, em triplicata para reduzir erros sistemáticos e garantir reprodutibilidade ao estudo. Foram monitorados parâmetros que influenciam o cultivo das microalgas (pH, amônia, turbidez e clorofila) e analisados parâmetros de desempenho do cultivo (biomassa seca, lipídeos, carboidratos, proteínas e cinzas). Foi verificado que o efluente de aquicultura diluído é uma via eficiente para o cultivo mixotrófico de C. vulgaris em fotobioreatores. O cultivo de microalga em APBD otimizou a produção de proteínas na concentração de 50 %, viabilizando a fabricação de alimentos funcionais e rações para animais. A AR na concentração de 5%, é um meio, com boa potencialidade de produção de hidratos de carbono, substratos de industrialização de bioetanol, biogás e bioprodutos de valor agregado. APAD a 5 % e AR a 20 % maximizaram produção de biomassa seca, 0,35 e 0,40 mg/l, respectivamente. Os maiores teores de lipídeos totais (29,50 e 26,10 %, respectivamente) foram obtidos nos meios Illman a 35 % e APBD a 5 %. A melhor opção de substrato alternativo à produção de material graxo para a produção de biodiesel de terceira geração seria APAD. Assim, foi comprovado que a diluição, em conjunto com o meio de cultivo, pode reduzir tanto a toxicidade como a turbidez do efluente, assegurando, ao mesmo tempo, tanto a exequibilidade como a viabilidade do efluente de aquicultura como um meio alternativo para maximizar a produção de biomassa coletável e, consequentemente, de lipídeos, proteínas e clorofilas, para potencialmente produzir biocombustíveis de terceira geração, rações e produtos químicos finos. The search for strategies aimed at recycling nutrients generated from aquaculture water effluent has been growing, as well as studies with cultivation of microalgae which have high absorption potential of these nutrients. Among aquaculture options, there are few studies that use fish and ranch waters for the production of microalgae. The concept of integration of the culture medium and the dilution these aquaculture waters for the culture of Chlorella vulgaris in photoreactors is, therefore, the scientific point of this study. The conditions for the test were: the mediums Illman, Residual waters from low-density fish farming (APBD), Residual waters from high-density fish farming (APAD) and Residual waters from ranching (AR), concentrating them at 5, 20, 35 and 50 %; in the 4 x 4 factorial scheme, i.e., aquaculture water and concentrations in triplicate, to reduce systematic errors and ensure reproducibility of the study. Parameters that influence the cultivation of microalgae (pH, ammonia, turbidity and chlorophylls) were monitored and parameters of microalgae culture (dry biomass, lipids, carbohydrates, proteins and ashes) were determined. The cultivation of microalgae in APBD optimized the production of proteins at a concentration of 50% enabling the manufacture of functional foods and animal feed. The AR at a concentration of 5%, is a medium with good potential for the production of carbohydrates, substrates for bioethanol industrialization, biogas and value-added bioproducts. APAD at 5% and AR at 20% maximized dry biomass production, 0,35 and 0,40 mg/l, respectively. The highest levels of total lipids (29.50 and 26.10%, respectively) were obtained in Illman media at 35% an APBD at 5%. The best alternative substrate option to the production of fatty material for the production of third generation biodiesel would be APAD. Thus, it has been proven that dilution, together with the culture medium, can reduce both toxicity and turbidity of the effluent, while ensuring both the feasibility and viability of the aquaculture effluent as an alternative means to maximize the production of collectable biomass and, consequently, of lipids, proteins and chlorophylls, to potentially produce third generation biofuels, feed and fine chemicals. CAPES: 001

Submitted by Isabele Oliveira De Paula (isabele.odp@outlook.com) on 2021-02-19T12:25:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Isabele Oliveira de Paula.pdf: 1240312 bytes, checksum: d5847bc182f975c49c118d1af9a580e3 (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2021-02-19T12:46:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 de paula_io_me_ilha.pdf: 1240312 bytes, checksum: d5847bc182f975c49c118d1af9a580e3 (MD5) Made available in DSpace on 2021-02-19T12:46:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 de paula_io_me_ilha.pdf: 1240312 bytes, checksum: d5847bc182f975c49c118d1af9a580e3 (MD5) Previous issue date: 2020-12-21 A biomassa, fonte de energia renovável, tem forte potencial de utilização no mundo para substituição de fontes fósseis. Como destaque, temos a cana de açúcar, biomassa mais utilizada no Brasil, devido ao fato de ser matéria-prima da fabricação de açúcar e álcool nas usinas sucroalcooleiras. Um dos resíduos dessa produção, o bagaço de cana, é comumente utilizado no processo de cogeração de energia (produção de vapor e energia elétrica) nas próprias usinas. Nesse processo, é interessante que se tenha sempre o melhor rendimento possível a fim de promover o máximo aproveitamento dos resíduos e maior retorno financeiro para a usina. Uma forma de garantir o máximo rendimento possível é a otimização, que consiste no emprego de técnicas computacionais que buscam maximizar ou minimizar uma função objetivo. Esse trabalho propõe uma análise termodinâmica e a otimização numérica de uma planta de produção de vapor e eletricidade baseada em uma usina sucroalcooleira do noroeste paulista. Todas as análises foram realizadas a partir do software IPSEpro®. Foram analisados cinco casos, nos quais foram avaliados a variação do mix de produção, a diminuição do calor de processo, a variação do teor de umidade do bagaço e a quantidade de calor requerida pelo processo. O método de otimização utilizado foi o dos algoritmos genéticos. A função objetivo foi a maximização da geração de energia das turbinas e as variáveis de decisão foram as frações de fluxo, fluxo de massa, temperaturas e pressões de saída das turbinas. Os resultados mostraram que a primeira configuração da planta não apresentava um bom aproveitamento da energia disponível, sendo feita, portanto uma substituição da caldeira por uma nova de maior capacidade. Depois disso, as otimizações foram realizadas nessa nova planta. A otimização mostrou bons resultados na melhora da geração de energia em todos os casos em que foi possível realizar modificações nas configurações da planta. Os resultados mais expressivos foram obtidos quando havia menor demanda de vapor para processo e quando essa demanda é suprida pela segunda turbina. Biomass, a renewable energy source, has a strong potential for use in the world to replace fossil sources. As a highlight, we have sugarcane, the most widely used biomass in Brazil, due to the fact that is the raw material for the manufacture of sugar and alcohol in sugar and alcohol plants. One of the residues from this production, the sugarcane bagasse, is commonly used in the energy cogeneration process (production of steam and electricity) at the plants themselves. In this process, it is always interesting have the best efficiency in order to promote the maximum use of waste and greater financial return for the plant. One way to guarantee the maximum possible yield is an optimization, which consists of using computational techniques that seek to maximize or minimize an objective function. This work proposes a thermodynamic analysis and numerical optimization of a steam and electricity production plant based on a sugar and alcohol plant in the northwest of São Paulo. All analyzes were performed using the IPSEpro® software. We selected five cases that evaluated the variation of the production mix, the reduction of the process heat and the variation of the bagasse moisture content. The optimization method used was genetic algorithms. The objective function was to maximize the power generation of the turbines and as decision variables were flow fractions, mass flow, prices and pressures of turbines output. The results required that the first configuration of the plant did not show a good use of the available energy, being, therefore, made a replacement of the boiler by a new one of greater capacity. After that, the optimizations were carried out on this new plant. The optimization results led to the improvement of the generation of energy in all the cases in which it was possible to carry out the configurations of the plant. The optimization results led to better results when there was less demand for process steam and when the second turbine supplies that demand.

Submitted by Alberto Antônio Resende De Almeida (alberto.almeida@suzano.com.br) on 2019-10-08T21:18:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Alberto - VF3 - 28-08-2019.pdf: 3558532 bytes, checksum: 0a71e0cfb91505a8e07556175d5ab006 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2019-10-09T11:36:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 almeida_aar_me_ilha.pdf: 3558532 bytes, checksum: 0a71e0cfb91505a8e07556175d5ab006 (MD5) Made available in DSpace on 2019-10-09T11:36:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 almeida_aar_me_ilha.pdf: 3558532 bytes, checksum: 0a71e0cfb91505a8e07556175d5ab006 (MD5) Previous issue date: 2019-06-28 Este trabalho apresenta uma alternativa para a utilização do lodo gerado em estação de tratamento de efluentes de uma indústria de celulose sul mato-grossense, mais especificamente para a queima em caldeira de leito fluidizado borbulhante, misturado com biomassa de madeira, minimizando a quantidade e o custo de seu envio para aterro industrial. As caracterizações físico-químicas dos lodos e cinzas, em amostras pontuais, foram analisadas por laboratório acreditado pela ABNT, seguindo os critérios da NBR 10.004:2004, sendo que os resultados comprovaram que tais resíduos se enquadram dentro da norma como de Classe IIA. As emissões atmosféricas também foram analisadas, por laboratório credenciado, seguindo os critérios da resolução CONAMA 316/2002, tendo sido observado que as quantidades de material particulado, óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, ácido clorídrico, cloro livre, fluoretos, metais, cianeto, dioxinas e furanos, atendem aos limites legais previstos na referida resolução. Instrumentos instalados na chaminé da caldeira de biomassa, monitoraram as emissões atmosféricas referentes à material particulado, óxidos de nitrogênio, óxidos de enxofre e monóxido de carbono, em todo o período operacional da caldeira. O período considerado para estudo foi de Janeiro/2017 a Julho/2018, o qual envolve o início da operação de uma nova linha de produção de celulose, elevando a capacidade produtiva de vapor da caldeira de biomassa, de 120 para 150 t/h de vapor, e a produção de celulose de 1,275 para 3,200 milhões de toneladas por ano. Tomando como base os dados deste período puderam ser notadas algumas alterações significativas comparando-se as situações antes e após o incremento de produção de celulose, a saber: i) a destinação de lodos para aterro em relação ao volume gerado de lodos foi reduzida de 10,5 para 6,2%; ii) a relação de volume de lodos na mistura do biocombustível total para a caldeira foi duplicada (de 21 para 42%); iii) a produção de vapor em relação ao biocombustível consumido aumentou de 3,6 para 3,8 toneladas de vapor por tonelada de biocombustível. Por fim, considerando o último trimestre desse estudo, após estabilidade operacional da segunda fábrica, tem-se que 94,2% do volume de lodos gerados foram destinados para queima na caldeira de biomassa, com isto, é possível prever um aumento da vida útil de um aterro industrial (250.000 m³ alteado para 600.000 m³) de 2,3 para 14,6 anos. Assim, considerando-se os custos com movimentação de lodos para aterro e o investimento necessário para a construção de uma célula com a capacidade requerida, a utilização do lodo como combustível promove uma economia considerável para a empresa, além de que o investimento requerido para construção do aterro pode ser equacionado em aproximadamente 3,5 anos, contabilizando o volume de celulose produzido neste período. Assim, foi comprovado que, além de ser tecnicamente e ambientalmente viável a geração de vapor e energia através do aproveitamento do lodo para queima em caldeiras de fábricas de celulose, isso possibilita a extensão da vida útil de aterros industriais para acondicionamento de resíduos, minimizando impactos e custos intensivos com este tipo de passivo. This work presents an alternative for the use of sludge generated in a wastewater treatment plant of a Mato Grosso do Sul pulp industry, more specifically for burning in a bubbling fluidized bed boiler mixed with wood biomass, minimizing the amount and the shipping cost to industrial landfill. The physicochemical characterization of sludge and ash in point samples were analyzed by an external laboratory accredited by ABNT, following the criteria of NBR 10.004:2004, and the results showed that such residues fall within the standard as Class IIA. Atmospheric emissions were also analyzed by an accredited laboratory following the criteria of CONAMA Resolution 316/2002, and it was observed that the amounts of particulate matter, sulfur oxides, nitrogen oxides, hydrochloric acid, free chlorine, fluorides, metals, cyanide dioxins and furans meet the legal limits laid down in that resolution. Instruments installed in the biomass boiler chimney monitored atmospheric emissions from particulate matter, nitrogen oxides, sulfur oxides and carbon monoxide throughout the boiler operating period. The period considered in this study was January/2017 to July/2018 that involves the start of operation of a new pulp production line, increasing the production capacity of the biomass boiler steam from 120 to 150 t/h of steam, and pulp production from 1,275 to 3,200 million tons per year. Based on data for this period some significant changes could be noted by comparing the situations before and after the increase in pulp production, namely: i) destination from landfill sludge to sludge generated volume was reduced from 10.5 to 6.2%; ii) the volume ratio of sludge in the total biofuel mixture to the boiler was doubled (from 21 to 42%); (iii) steam production relative to biofuel consumed increased from 3.6 to 3.8 ton of steam per ton of biofuel. Finally, considering the last quarter of this study, after operating stability of the second plant, it has been found that 94.2% of the volume of sludge generated was intended for burning in the biomass boiler, this can lead to an increase in the useful life of an industrial landfill (250,000 m³ raised to 600,000 m³) from 2.3 to 14.6 years. Thus, considering the costs of moving sludge to landfill and the investment required to construct a cell with the required capacity, the use of sludge as fuel promotes considerable savings for the company, and the investment required for construction of landfill can be equated in about 3.5 years, accounting for the volume of pulp produced in this period. Thus, it has been proved that, in addition to being technically and environmentally viable, the generation of steam and energy by means the use of sludge for burning in pulp mill boilers; this enables the extension of the useful life of industrial landfills for packaging waste, minimizing impacts and intensive costs with this type of liability. Não recebi financiamento

Submitted by Lucas Mendes Scarpin (lmscarpin@gmail.com) on 2019-05-04T02:52:53Z No. of bitstreams: 2 Tese _ Lucas Mendes Scarpin.pdf: 5877031 bytes, checksum: 284525b90d2a2232b5fcf81648f44b07 (MD5) Solicitação Restrição Divulgação - Tese Lucas.pdf: 75613 bytes, checksum: ed895232dbffb2bc00ce390b98439659 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2019-05-13T14:00:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 scarpin_lm_dr_ilha_par.pdf: 82546 bytes, checksum: b38d493e3720e1286aa08dae0f596742 (MD5) Made available in DSpace on 2019-05-13T14:00:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 scarpin_lm_dr_ilha_par.pdf: 82546 bytes, checksum: b38d493e3720e1286aa08dae0f596742 (MD5) Previous issue date: 2019-03-06 Resumo Abstract

Submitted by PAULO SÉRGIO BARBOSA DOS SANTOS null (engpaulo.sbs@gmail.com) on 2018-02-06T17:08:01Z No. of bitstreams: 1 Tese - Paulo - Final - Corrigida Biblioteca.pdf: 21517617 bytes, checksum: d34ad9ead2be2ac124eecf296f0febfa (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-02-06T19:22:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_psb_dr_ilha.pdf: 21517617 bytes, checksum: d34ad9ead2be2ac124eecf296f0febfa (MD5) Made available in DSpace on 2018-02-06T19:22:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_psb_dr_ilha.pdf: 21517617 bytes, checksum: d34ad9ead2be2ac124eecf296f0febfa (MD5) Previous issue date: 2017-12-27 A bioenergia, energia da biomassa, possui um papel fundamental na matriz elétrica brasileira, sendo que o setor sucroenergético é merecedor de destaque com a produção de excedentes de energia elétrica. No entanto, até bem pouco tempo atrás haviam entraves para o incremento na cogeração nesse setor devido à limitação a 30 MW da exportação da energia incentivada através da concessão de descontos nas tarifas de transmissão e distribuição da energia às usinas. Com a atualização recente da legislação, esse limite foi ampliado para 50 MW para as usinas já existentes e para 300 MW para novos projetos, como forma de incentivo para a implantação de novos investimentos. Diante deste contexto, no presente trabalho foram analisadas tecnologias para potencializar a cogeração de energia, a partir da queima da biomassa da cana-de-açúcar, no setor sucroenergético, a fim de possibilitar ganhos com a venda de excedentes de energia elétrica. Para tanto, foi estudado o incremento do uso da palha como combustível, por meio da regulagem dos extratores da colhedora e transporte da mesma junto com a cana, nas proporções de 4, 6, 8, 10 e 12 % em relação à cana entregue na usina e posterior passagem por sistema de limpeza a seco antes da queima na caldeira. Além disso, foi realizada a eletrificação dos acionamentos dos equipamentos que operavam com turbinas a vapor de baixa eficiência e alto consumo de vapor. Neste trabalho também foi verificado o efeito do uso de camisas de alta drenagem (rolo Lótus), a fim de reduzir os impactos do fenômeno da reabsorção do bagaço e, consequentemente, da umidade do bagaço, resultando em ganhos no Poder Calorífico Inferior (PCI), melhorando, assim, a qualidade do combustível queimado nas caldeiras. Por fim, foram realizadas as análises econômicas dos casos de cogeração propostos, através de técnicas de Valor Presente Líquido (VPL) e Taxa Interna de Retorno (TIR), afim de verificar os casos com viabilidade econômica, cujos resultados demonstraram é necessário a venda do MWh no mínimo a R$ 180,00. Bioenergy, biomass energy, has a fundamental role in the Brazilian electricity matrix, and the sucroenergy sector is worthy of note with the production of surplus electricity. However, until very recently there were obstacles to an increase in cogeneration in this sector due to the limitation of 30 MW in energy exports encouraged through the concession of discounts on energy transmission and distribution tariffs to the mills. With the recent updating of the legislation, this limit was extended to 50 MW for existing plants and to 300 MW for new projects, as an incentive for the implementation of new investments. In view of this context, in the present work, technologies for potentializing energy cogeneration, from the burning of sugarcane biomass, in the sugar-energy sector, were introduced in order to make gains from the sale of surplus electricity. In order to do so, the increase of the use of straw as fuel was studied by regulating the extractors of the harvester and transporting it together with the cane, in the proportions of 4, 6, 8, 10 and 12% in relation to the sugar cane delivered in the and subsequent passage through the dry cleaning system before burning in the boiler. In addition, the study was complemented with the electrification of the drives of the equipment that operated with steam turbines of low efficiency and high consumption of steam. In this work the effect of the use of high drainage liners (Lotus roll) was also verified, in order to reduce the impacts of the reabsorption of bagasse and, consequently, bagasse moisture, resulting in gains in the Lower Calorific Power (LCP), thereby improving the quality of the fuel burned in the boilers. Finally, the economic analyzes of the proposed cogeneration cases were carried out using Net Present Value (NPV) and Internal Rate of Return (IRR) techniques, in order to verify cases with economic viability, the results of which showed that it is necessary to sell the MWh for a minimum of R$ 180,00

Submitted by RICARDO LUIS QUIROZ PALOMINO null (ricardoq1490@gmail.com) on 2017-10-28T01:24:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Quiroz - VF - 27-10-2017.pdf: 2588668 bytes, checksum: b00a20c500ad8115b3b45f856a075670 (MD5) Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-31T19:55:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 palomino_rlq_me_ilha.pdf: 2588668 bytes, checksum: b00a20c500ad8115b3b45f856a075670 (MD5) Made available in DSpace on 2017-10-31T19:55:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 palomino_rlq_me_ilha.pdf: 2588668 bytes, checksum: b00a20c500ad8115b3b45f856a075670 (MD5) Previous issue date: 2017-09-01 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) O efeito de diferentes condições para a produção de biomassa a partir do cultivo de microalgas em um fotobiorreator com iluminação com luz de LED foi estudado nesta dissertação. Com o objetivo de avaliar a produtividade de biomassa da espécie de microalga Scenedesmus sp, foram testadas quatro condições de cultivo no fotobiorreator, a saber: cultivo sem controle do fotoperíodo (iluminação durante todo o período de cultivo); cultivo com controle do fotoperíodo por um sistema eletrônico desenvolvido (12 horas de luz e 12 horas de escuro); cultivo com monitoramento da temperatura do ambiente a 20 °C; e, finalmente, cultivo com injeção de CO2 produzido por meio de um sistema de fermentação desenvolvido. O sistema eletrônico implementado é controlado por uma placa Arduino Uno, com as seguintes principais funções programadas no microcontrolador: controlar o fotoperíodo; monitorar a temperatura; e facilitar o acesso remoto aos dados dos sensores utilizados. O cultivo de microalgas da espécie Scenedesmus sp em fotobiorreator, durante 10 dias, mostrou ter uma produtividade modesta de 10,2 mg/l.dia, com um fotoperíodo de 24 horas de luz; de 13,5 mg/l.dia, com o controle do fotoperíodo de 12 horas de luz e 12 horas de escuro; de 17,8 mg/l.dia, com o monitoramento de temperatura em um ambiente com a temperatura controlada a 20 °C e controle do fotoperíodo de 12 horas de luz e 12 horas de escuro; e, finalmente, uma produtividade dentro dos níveis normais de 36,2 mg/l.dia, com o controle do fotoperíodo de 12 horas de luz e 12 horas de escuro e com a injeção do CO2 produzido durante aproximadamente 3 dos 10 dias de cultivo The effect of different conditions for production of biomass from the microalgae culture in a photobioreactor with LED light was studied in this dissertation. In order to evaluate the biomass productivity of the Scenedesmus sp microalgae specie, four cultivation conditions were tested in the photobioreactor: uncontrolled photoperiod cultivation (lighting during the whole growing period); cultivation with control of the photoperiod by an electronic system developed (12 hours of light and 12 hours of darkness); cultivation with ambient temperature monitoring at 20 °C; and, finally, cultivation with controlled injection of CO2 produced by means of a developed fermentation system. The electronic system implemented is controlled by an Arduino Uno board with the following main functions programmed in the microcontroller: controlling of the photoperiod; temperature monitoring; and simplification of the remote access to the data of the sensors used. The microalgae cultivation of Scenedesmus sp species in photobioreactor for 10 days showed a modest productivity of 10.2 mg/l.day, with the control of photoperiod of 24 hours of light; 13.5 mg/l.day, with the controls of the photoperiod 12 hours of light and 12 hours of dark; 17.8 mg/l.day, with monitoring of temperature in an environment with a controlled temperature at 20 °C and photoperiod 12 hours of light and 12 hours of darkness; and, finally, a productivity with normal levels 36.2 mg/l.day, with the control of photoperiod of 12 hours of light and 12 hours of darkness and with the injection of the CO2 produced during approximately 3 of the 10 days of culture.

Submitted by Róbinson Gerardo Trindade Portilla Erazo null (robinson.gtpe@gmail.com) on 2017-09-27T14:49:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Robinson_VF_Repositorio_26-09-2017.pdf: 2688773 bytes, checksum: 22f612426a45deee274ee0dbd4e1fcba (MD5) Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-28T14:26:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 portillaerazo_rgt_me_ilha.pdf: 2688773 bytes, checksum: 22f612426a45deee274ee0dbd4e1fcba (MD5) Made available in DSpace on 2017-09-28T14:26:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 portillaerazo_rgt_me_ilha.pdf: 2688773 bytes, checksum: 22f612426a45deee274ee0dbd4e1fcba (MD5) Previous issue date: 2017-08-03 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A biomassa derivada de microalgas apresenta um grande potencial devido a sua sustentabilidade e alta produtividade, sendo possível extrair lipídios para produção de biodiesel. Entretanto, desafios na cadeia de produção como um todo devem ser resolvidos para que o biodiesel de microalgas seja viável. Uma das etapas críticas é o cultivo, sendo o meio de cultura um elemento de alto custo. O objetivo principal deste trabalho é avaliar o crescimento de microalgas visando produção de lipídios para biodiesel, utilizando como fontes de nutrientes a vinhaça originada do processo produtivo de etanol no setor sucroalcooleiro. Foram isolados e indentificados três gêneros nativos de microalgas: uma cianobactéria Aphanocapsa sp., uma clorofícea Oocystis sp. e outra clorofícea Scenedesmus sp. O cultivo da microalga Scenedesmus sp. em fotobiorreator de placas planas com meio de cultivo MBM (Modified Bristol Medium) se mostrou modesta em termos de produtividade de biomassa (8 mg/l.dia) e em teor de lipídios na biomassa seca (1,5%). O cultivo dessa mesma microalga em tubos de ensaios com meio alternativo utilizando vinhaça (três diluições de 2%, 5% e 10% em volume) no meio de cultura mostrou desempenho comparável em relação ao meio sintético MBM, sendo que a partir do dia 6, os quatros cultivos se estabilizam em torno de uma concentração celular de 6×106 de células/ml, indicando que a vinhaça pode ser uma fonte de nutrientes de baixo custo para o cultivo de microalgas. Deste modo, é possível reduzir custos em uma importante etapa do processo global de produção de biodiesel de microalgas, viabilizando economicamente esta alternativa energética. The biomass derived from microalgae presents great potential due to its sustainability and high productivity, it being possible to extract lipids to produce biodiesel. However, challenges in the production chain as a whole must be solved to make microalgae biodiesel viable. One of the critical steps is cultivation, with the culture medium being a costly element. The main purpose of this work is to evaluate the microalgae growth focusing in lipid production for biodiesel using as sources of nutrients the vinasse originated from the sugar-alcohol production process. Three natives microalgae genres have been isolated and identified: cyanobacteria Aphanocapsa sp., chlorophycea Oocystis sp. and other chlorophycea Scenedesmus sp. The cultivation of the microalgae Scenedesmus sp. in flat plate photobioreactor with Modified Bristol Medium (MBM) was modest in terms of biomass yield (8 mg/l.day) and lipid content in dry biomass (1.5%). The cultivation of this same microalga in test tubes in an alternative medium using vinasse (three dilutions of 2%, 5% and 10% in volume) in the culture medium showed a comparable performance in relation to the MBM, starting in the 6th day the stabilization of the cell concentration in 6×106 cells/ml for the four cultives, indicating that the vinasse can be a source of low cost nutrients for the cultivation of microalgae. In this way, it is possible to reduce costs at an important stage in the overall process of microalgae biodiesel production, making this energy alternative economically viable. CAPES: 1420416

Submitted by LUÍS ALBERTO SCHWIND PEDROSO STUSSI DA SILVA PEREIRA null (lasdsp@gmail.com) on 2017-07-18T15:39:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Luis Stussi - VF.pdf: 3941996 bytes, checksum: d6dfec9bee902b82e03818cd48990aae (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-07-18T18:21:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pereira_laspss_me_ilha.pdf: 3941996 bytes, checksum: d6dfec9bee902b82e03818cd48990aae (MD5) Made available in DSpace on 2017-07-18T18:21:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pereira_laspss_me_ilha.pdf: 3941996 bytes, checksum: d6dfec9bee902b82e03818cd48990aae (MD5) Previous issue date: 2017-04-29 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Ao longo do tempo o processo de biodigestão vem sendo usado para conversão de dejetos em biogás e esse processo vem evoluindo no sentido de otimizar o desempenho energético e a conversão dejeto/gás e gás/metano. A eficiência é proporcional à adaptação celular ao substrato, no entanto existem temperaturas que contribuem para que as células (bactérias) melhorem a eficiência. O objetivo deste trabalho é simplificar este sistema, encontrar as equações que o regem o processo, aplicando sinais básicos, observar o comportamento (a eficiência) e realizar a regressão da resposta do sistema. Foram feitas simulações do resultado e construído um biodigestor com sistema de controle para a comparação com a simulação. Os resultados foram muito próximos ao simulado e a proporção de metano no biogás aumentou com o aumento da temperatura até 51°C. Over time the biodigestion process came to be used to convert waste into energy and biogas, this process evolved through the necessity of viability and energetic optimization and conversion waste/gas and gas/methane. The efficiency is proportional to cell´s adaption of the substrate, but there are temperatures that force cells to improve efficiency. The work´s objective to simplify the system, finding the fundamental equations applying basic signals, observing the behavior (the efficiency) and doing regression of the system´s response. It was done simulations of the results and a bioreactor was assembled with a control system to compare the results with the simulation. The results matched and the proportion of methane increased as the temperature rise, until 51°C.

Submitted by Selizângela Pereira de Rezende (selizangela@fimes.edu.br) on 2017-06-27T12:26:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação-SELIZANGELA - VF.pdf: 4140321 bytes, checksum: 0b9641915bcf67c168443266dd78006f (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-28T19:44:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rezende_sp_me_ilha.pdf: 4140321 bytes, checksum: 0b9641915bcf67c168443266dd78006f (MD5) Made available in DSpace on 2017-06-28T19:44:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rezende_sp_me_ilha.pdf: 4140321 bytes, checksum: 0b9641915bcf67c168443266dd78006f (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 Este trabalho apresenta um estudo sobre a avaliação do potencial de expansão da bioeletricidade na microrregião sudoeste do estado de Goiás, com o objetivo de conhecer a quantidade disponível, a localização geográfica do potencial energético e a potência elétrica na conversão de energia da biomassa residual agrícola, pecuária e silvicultural. A metodologia adotada foi uma pesquisa com dados anuais brutos da produção no Sistema Estadual de Geoinformação Goiás (SIEG), seguida da aplicação de equações encontradas na literatura para determinar as quantidades de resíduos, e estimar a produção de energia (TJ) e a potência elétrica (MW) para a microrregião estudada, considerando diferentes cenários. Dentre os dezoitos municípios da microrregião sudoeste do estado de Goiás, os que mais se destacaram, em termos de produção de biomassa, potencial energético e potência elétrica, foram Rio Verde, Jataí, Mineiros e Montividiu. Ao analisar o potencial energético residual, nota-se que a cultura da soja obteve o valor significativo de 38 mil TJ para situação tecnológica da combustão direta, sendo este valor superior ao bagaço da cana-de-açúcar. A biomassa residual da soja está disponível na microrregião sudoeste do estado de Goiás no período de entressafra das usinas sucroalcooleira, podendo favorecer o processo de cogeração de energia. Os demais tipos de resíduos apresentaram valores menores do que os da cultura da soja, porém significativos para o aproveitamento energético. This work presents a study on the evaluation of the bioelectricity expansion potential in the southwest microregion of the state of Goiás, aiming to know the available quantity, the geographic location of the energy potential and the electric power in the energy conversion of the agricultural residual biomass, Livestock and silvicultural. The methodology used was a research with gross annual production data in the State Geographic Information System (SIEG), followed by the application of equations found in the literature to determine the waste quantities, and to estimate the energy production (TJ) and the electric power (MW) for the studied microregion, considering different scenarios. Among the eighteen municipalities in the southwest microregion of the state of Goiás, Rio Verde, Jataí, Mineiros and Montividiu were the most prominent in terms of biomass production, energy potential and electric power. When analyzing the residual energy potential, it is noticed that the soybean crop obtained the significant value of 38 thousand TJ for technological situation of the direct combustion, being this value superior to the bagasse of the sugar cane. Residual biomass of soybean is available in the southwestern micro region of the State of Goiás during the off-season of the sugaralcohol plants, which may favor the energy cogeneration process. The other types of residues had lower values than those of the soybean crop, but were significant for the energy utilization.

Submitted by GUSTAVO VIEIRA GONDIM null (gustavogondim@brturbo.com.br) on 2017-06-23T14:44:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Gustavo Gondim - VF - 23-06-2017.pdf: 2512493 bytes, checksum: 5aed41c475d5ebd48a65a32026c9e89a (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-23T17:37:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gondim_gv_me_ilha.pdf: 2512493 bytes, checksum: 5aed41c475d5ebd48a65a32026c9e89a (MD5) Made available in DSpace on 2017-06-23T17:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gondim_gv_me_ilha.pdf: 2512493 bytes, checksum: 5aed41c475d5ebd48a65a32026c9e89a (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 O presente trabalho tem como principal objetivo analisar o potencial de geração de energia a partir da queima direta e da decomposição anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos agroindustriais e dos efluentes líquidos, que tem se mostrado ao longo dos últimos anos técnicas viáveis para geração de energia neste segmento produtivo. Na grande maioria dos casos, os resíduos orgânicos agroindustriais não são destinados adequadamente ou geram grandes custos de tratamento, o que interfere diretamente na competitividade e no custo do produto a ser disponibilizado ao cliente. A Unidade Agroindustrial estudada é de grande porte, e está localizada no município de Rio Verde (GO), tendo como atividades principais o abate de aves e suínos, produção de produtos industrializados, incubatório e fábrica de rações. Foram levantados os principais resíduos orgânicos, bem como os principais parâmetros quantitativos e qualitativos dos efluentes líquidos gerados neste complexo industrial, e utilizadas as equivalências para determinação da geração de gás metano e biogás com base na literatura. O potencial médio mensal energético foi de 30.808 GJ/mês, e caso haja o aproveitamento energético, isto pode representar uma produção de energia térmica equivalente de 17.758 GJ/mês e um potencial médio mensal de produção de energia elétrica equivalente de 4.112 MWh. O custo orçado para implementar o sistema de aproveitamento energético foi de R$ 11.564.000,00, o que corresponde a um payback descontado de 37 meses, sendo, portanto, viável a realização dos investimentos. The main objective of this work was to analyze the potential of energy from the direct burning and anaerobic decomposition of organic solid agroindustrial residues and liquid effluents, which has been shown over the last years viable techniques for the generation of energy in this productive segment. In the vast majority of cases, organic agro-industrial wastes are not properly destined or generate large treatment costs, which directly interfere with the competitiveness and cost of the product to be made available to the customer. The Agroindustrial Unit studied is of great size, and is located in the municipality of Rio Verde (GO), whose main activities are the slaughter of poultry and pigs, production of industrialized products, hatchery and feed mill. The main organic wastes were collected, as well as the main quantitative and qualitative parameters of the liquid effluents generated in this industrial complex, and the equivalences were used to determine the generation of methane and biogas from other published scientific works. The average monthly energy potential was 30,808 GJ / month, and in case of energy utilization, this can represent an equivalent thermal energy production of 17,758 GJ / month and an average monthly potential of equivalent electric energy production of 4,112 MWh. The budgeted cost to implement the energy recovery system was R$ 11,564,000.00 which corresponds to a discounted payback of 37 months, showing it be possible to make the necessary investments.

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-31. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:29:49Z : No. of bitstreams: 1 000854202.pdf: 2437055 bytes, checksum: 513c4c156b8f513318e2cd7882656032 (MD5) Em decorrência das atuais políticas ambientais aplicadas ao setor sucroalcooleiro, que propõem a proibição da prática da queima dos canaviais, toneladas de biomassa na forma do palhiço da cana-de-açúcar estão sendo deixadas no campo. Assim, em uma realidade de potencial crise energética no país e busca de alternativas sustentáveis na geração de energia, a bioenergia torna-se uma importante solução para este mercado e, portanto, o potencial energético do palhiço passa a ser investigado como um adicional nas centrais de cogeração de energia. Neste contexto, este trabalho propõe um estudo da viabilidade de soluções que visam o aproveitamento do palhiço da cana-de-açúcar em uma usina sucroalcooleira instalada e em operação no estado de São Paulo, gerando, assim, maiores excedentes de eletricidade tanto na safra quanto na entressafra. A fim de fornecer indícios da viabilidade de cada uma das soluções, foram empregadas investigações de caráter termodinâmico, termoeconômico e econômico. Cinco propostas de adequações da planta de cogeração foram analisadas, sendo que, em quatro delas, foram realizadas modificações e melhorias na planta já instalada, enquanto em um caso foi proposta a inserção de uma planta de cogeração paralela alimentada exclusivamente por palhiço. Dentre as soluções analisadas, além de se confirmar o elevado potencial do palhiço para incremento da produção de excedentes de eletricidade, foi possível obter em alguns casos um custo de eletricidade inferior aquele verificado atualmente na planta em operação. Entretanto, através da análise econômica constatou-se que a atual política de preços de venda de eletricidade aplicada ao mercado elétrico brasileiro, com valores frequentemente inferiores àqueles necessários para garantir o retorno de investimentos em ampliação da capacidade instalada, falta de incentivos fiscais e subsídios... Due to the current environmental policies applied to the sugar and ethanol industry, which propose the prohibition of the canebrake burning act, tons of biomass in the form of sugarcane trash are being left on the field. Thus, in a reality of potential energy crisis in the country and pursuit of sustainable alternatives on the energy generation, the bioenergy suits as an important solution for this market and, therefore, the energy potential of the sugarcane trash comes to be investigated as an additional source at the power cogeneration plants. In this context, this work proposes a study for the viability of solutions which aim a more useful end to the sugarcane trash in an established and operating sugarcane mill in São Paulo state, generating, then, greater electricity surpluses in both harvest and interharvest seasons. In order to provide evidences for the viability of each solution, thermodynamic, thermoeconomic and economic inquiries were applied. Five adjustment proposals of the cogeneration plant were analyzed, wherein, four of them were modified and improved in the already established plant, whilst for the other one, the implantation of an adjunct cogeneration plant, fuelled solely by sugarcane trash, was suggested. Among the studied solutions, in addition to confirming the sugarcane trash's high potential as an increment for the extra electricity production, it was possible to obtain, in some cases, an inferior electricity cost compared to the one verified in the previous operational plant. However, by means of the economic analysis, it was ascertained that the current electricity price policy applied to the Brazilian electric market, with frequently lower prices compared to the ones needed to guarantee the return of the investments on the installed capacity expansion, lack of tax incentive and subsidy to the sector are still impediments for the viability of new projects

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:31Z : No. of bitstreams: 1 000836695.pdf: 1571978 bytes, checksum: 4e307c80099ecf2308070178e4aa39ab (MD5) Atualmente, a busca por novas fontes de energias renováveis tem sido o motivo de pesquisas e investimentos, sendo que a possibilidade de exploração da energia dos oceanos pode ser uma interessante alternativa. Um desses processos é baseado na extração da energia térmica solar acumulada na superfície dos oceanos. Parte dessa energia pode ser transformada em eletricidade e em vários outros subprodutos por meio de um processo conhecido como Conversão da Energia Térmica dos Oceanos (OTEC), que utiliza a água fria obtida a partir de uma profundidade de 1.000 m. As usinas OTEC podem operar em sistemas térmicos aberto, fechado ou híbrido, sendo que, para operar de forma adequada, o local de instalação da usina OTEC deve ter águas com temperatura média da superfície maior que 24 °C. O Brasil possui várias regiões que atendem esta condição sendo, portanto, um dos países com boa capacidade de instalação de usina OTEC para ajudar a suprir sua demanda energética. Este trabalho apresenta o estudo de viabilidade termodinâmica, termoeconômica e econômica de instalação de uma usina OTEC no Brasil por meio de simulações numéricas de seis casos de ciclos fechados, sendo cinco deles com um estágio (três com coletores solares e dois sem); e um caso com dois estágios, sem coletor solar. Os resultados mostraram que a planta com dois estágios não se mostrou viável. No entanto, observou-se que uma usina com ciclo fechado, com um estágio, é capaz de produzir de 13 a 19 MW, dependendo do caso, com custo entre R$ 0,55 (com coletor) e R$ 0,65 (sem coletor) por kW. Esse valor é inferior ao custo da energia produzida por motores estacionários a Diesel, de modo que essa tecnologia pode ser uma alternativa viável e sustentável para substituição dessa forma de geração de eletricidade no nordeste do Brasil, sendo também capaz de produzir água dessalinizada e sal The search for new sources of clean renewable energy has been the subject of current research and investment, and the possible exploration of oceanic processes may be an interesting alternative. One of these processes is based on extraction of the solar thermal energy accumulated in the ocean upper layer. A fraction of this energy can be converted into electricity and various byproducts by means of a conversion process known simply as Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), which uses the cold water gotten from a depth of 1,000 m. OTEC plants operate in three distinct thermal cycles: open, closed and hybrid. To operate in an adequate form, the local of installation of an OTEC plant must have the sea's average surface temperature greater than 24 oC. Brazil has several offshore regions with these conditions, being one of the countries with good capacity to install OTEC plants to help to supply the electrical and energy demands. This work presents the study of thermodymanic, thermoeconomic and economic feasibility to install an OTEC plant in Brazil through numerical simulation of six cases of closed thermal cycles of an OTEC plant, being five of them with one stage (three with and two without solar boosters); one case with two stages and none solar booster. The results have shown that the two-stage plant has not been feseable. However, the one-stage closed cycle plants are able to produce between 13 to 19 MW, depending on the case considered, with cost between R$ 0,55 (with solar booster) and R$ 0,65 (without solar booster) per kW. These values is lower than the energy cost produced by Diesel stationary engines, so that this technology may be a feseable and sustainable alternative to replace this kind of power generation in Brazilian Northeast region, being able to produce fresh water and salt too

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:52:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-05Bitstream added on 2015-05-14T16:59:40Z : No. of bitstreams: 1 000827719.pdf: 2308407 bytes, checksum: 0549076ca7b449f6e27baadefa9ed6af (MD5) Com o crescimento da colheita mecanizada impulsionada pelas leis ambientais que restringem a queima da palha, houve um aumento na quantidade de palha deixada no campo. Tal fato tem sido objeto de estudos no setor sucroalcooleiro quanto à tecnologia empregada no recolhimento e transporte, bem como o aproveitamento dessa biomassa pela indústria, que pode ser misturada junto ao bagaço para incrementar a cogeração de energia elétrica ou para produzir o etanol celulósico. No presente trabalho, foi estudado o aproveitamento da palha com transporte até indústria em caminhões junto com a cana-de-açúcar, embora exista a possibilidade de enfardamento para o transporte. Por conseguinte, foram avaliados termodinamicamente diferentes casos de utilização da palha baseado em uma usina produtora de açúcar, etanol (anidro e hidratado) e eletricidade, considerando o aumento da produção de eletricidade, através da incorporação de uma caldeira e um turbogerador de condensação no sistema de cogeração, e, também, levando-se em conta a produção de etanol celulósico, através da instalação de planta anexa com este propósito. Para cada caso estudado foi apresentada uma análise econômica identificando os investimentos com taxa interna de retorno e valor presente líquido, a fim de obter condições de viabilidade. As considerações finais apresentaram situações de retorno de investimento para casos em que foram considerados valores de venda acima do praticado atualmente na comercialização do MWh em contrato e no preço do etanol anidro negociado com as distribuidoras de combustíveis With the growth of mechanized harvesting driven by environmental laws that restrict the burning of straw, there was an increase in the amount of straw left in the field. This situation have been studied by the sugarcane mill factories with respect to the technology employed in gathering and transportation of straw, as well as the utilization of this biomass, which can be mixed with the bagasse to increase cogeneration of electricity or to produce cellulosic ethanol. In the present study, the use of straw transported with the sugarcane to industry by trucks was considered although there is the possibility of packing it before transporting. Therefore different cases for straw utilization in an industrial plant that produces sugar, ethanol (anhydrous and hydrated) and electricity were thermodynamically analyzed, considering the increase of electricity production, by means incorporation of a boiler and a condensation turbogenerator in the cogeneration system, and, also, taking into account the production of cellulosic ethanol, by installing an annexed plant for this purpose. For each case studied an economic analysis to identify investments, the internal rate of return and net present value, in order to obtain feasibility conditions, was carried out. The final considerations presented situations of return on investment for cases where sale values above the currently practiced in the marketing of MWh in contract and negotiated price of anhydrous ethanol with fuel distributors were considered

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-28Bitstream added on 2015-01-26T13:30:46Z : No. of bitstreams: 1 000802119.pdf: 3622671 bytes, checksum: 12ae065b252cd019f0fc65a9a993087d (MD5) O emprego de óleos vegetais como combustível é conhecido desde os primórdios do motor de combustão interna de ignição por compressão. Atualmente, por conta dos elevados custos do petróleo e seus derivados, os combustíveis alternativos passam a ser competitivos sob o ponto de vista econômico para uso em motores. Diante desse contexto, foi proposta a construção de uma bancada dinamométrica, envolvendo o desenvolvimento e a concepção dos componentes necessários, e, depois, a realização de testes preliminares do desempenho de um motor reformado, operando com diesel comum comercial (B5), biodiesel de óleo de soja (B100) e nas seguintes proporções de mistura: B20, B50 e B80. Por meio dos ensaios preliminares, foi possível validar os resultados obtidos comparando-os com os valores de torque e potência definidos pelo fabricante do motor. Analisando as curvas obtidas em função da rotação e do combustível utilizado nos ensaios, foi verificado um melhor desempenho do motor com a utilização do B20, especialmente na faixa de rotação ao redor de 1.800 rpm, para a qual o mesmo foi projetado. Por outro lado, nesta mesma faixa de rotação, foi verificado o pior desempenho para a operação com B100, confirmando o que havia sido encontrado na literatura The use of vegetable oils as fuel is known since the dawn of the internal combustion engine of compression ignition. Currently, due to the high cost of oil and its derivatives, alternative fuels become competitive under the economic point of view for use in engines. In this context, it was proposed the construction of a dynamometer bench involving the development and design of the components required, and, after, performing preliminary testing of the performance of a refurbished engine, operating with common commercial diesel (B5), soybean oil biodiesel (B100) and in the following mixing ratios: B20, B50 and B80. Through the preliminary tests, it was possible validate the results obtained comparing them to the values of torque and power defined by the engine manufacturer. Analyzing the curves obtained in function of rotation and the fuel used in the tests, was found better engine performance using the B20, particularly in the speed range around 1,800 rpm, for which it was designed. On the other hand, in this same speed range, the worst performance was verified for operating with B100, confirming what had been found in the literature

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-28Bitstream added on 2015-01-26T13:30:47Z : No. of bitstreams: 1 000802134.pdf: 2331571 bytes, checksum: 3098cbb9aa3c5c25a9cc346814de9c95 (MD5) Na produção de biodiesel em pequena escala são comumente empregados os decantadores para separar o glicerol do biodiesel após a reação química de transesterificação do óleo com um álcool e um catalisador. Na maioria das vezes, esse processo de separação é realizado de forma manual e subjetiva por um operador que está sujeito a erros de interpretação, podendo, com isso, aumentar o custo de produção e/ou comprometer a qualidade do combustível produzido. Neste trabalho é proposta uma metodologia para o desenvolvimento e teste de um sistema eletrônico micro controlado, capaz de distinguir as fases formadas após o processo de decantação por meio de um sensor de condutividade elétrica, o qual permite o acionamento de válvulas para controle automático do direcionamento do biodiesel e do glicerol para reservatórios distintos. Essa metodologia contém a técnica de desenvolvimento abrangendo modelagem, simulação computacional, seleção de materiais, usinagem, projeto eletrônico, calibração e obtenção das características do desempenho do sensor. O sistema é composto por um painel elétrico que permite observar características do processo, através de um visor de LCD, e permite alterar as configurações do micro controlador, através da comunicação USB do equipamento com um computador. O sistema se mostrou eficiente nos testes com o biodiesel e glicerol, em processos produtivos com óleo de soja refinado, sendo que o glicerol apresentou valor de condutividade superior ao biodiesel, conforme esperado In the production of biodiesel on a small scale decanters are commonly utilized to separate the glycerol from biodiesel produced after a chemical reaction of oil with some alcohol and a catalyst. In most cases, this separation process is done manually and subjectively by an operator that can make mistakes in interpretation, increasing the cost of production and/or compromising the quality of the fuel produced. This work presents a methodology for developing and testing of a micro controlled electronic system, capable of distinguishing the phases formed after the decanting process by means of an electrical conductivity sensor, which permits the actuation of valves in order to have an automatic control of the direction of biodiesel and glycerol for different reservoirs. This methodology contains the technical development including modeling, computer simulation, materials selection, manufacturing, electronic project, calibration and obtains the performance characteristics of the sensor. The system consists of an electrical panel, which allows to observe the process through features an LCD display and permits change the settings of microcontroller through the USB communication device with a computer. The system proved effective in tests with biodiesel and glycerol production processes with refined soybean oil, and glycerin showed conductivity value higher than biodiesel as expected

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-28Bitstream added on 2014-12-02T11:20:57Z : No. of bitstreams: 1 000801044.pdf: 2058949 bytes, checksum: a2fbd6a1a0679568a16266345bbce966 (MD5) No presente trabalho foram apresentadas diferentes simulações para a operação de uma planta sucroalcooleira produtora de açúcar, etanol e bioenergia, a qual passou por uma ampliação recente, havendo momentaneamente a necessidade de compra de bagaço para atender aos contratos de venda de energia. Para tanto, foram considerados variações na moagem (de 1.500.000 até 1.800.000 toneladas de cana por safra) e no mix de produção (de 40 a 80 %), mantendo-se a potência gerada em 39,3 MW e 45 MW para cada situação. Além disso, também foi considerada o efeito da variação da taxa condensação na turbina (entre 50 e 70 t/h). Para cada caso são apresentadas análises termodinâmica, termoeconômica e econômica, identificando as vantagens e desvantagens de cada situação, incluindo a verificação da viabilidade e atratividade do empreendimento. Os resultados mostram que a ampliação da termoelétrica geram benefícios tanto para a produção de açúcar e etanol, através do aumento da capacidade de moagem, como, também, proporciona uma possibilidade de ganho na comercialização de energia através do aumento de mais de 82 % na energia exportada In this work, different simulations for the operation of a sugarcane mill that produces sugar, ethanol and bioenergy, which has undergone a recent expansion requiring purchase of bagasse to meet energy sales contracts, were carried out. For this was taking into account the variations in the milling (from 1,500,000 to 1,800,000 tons of cane by harvest) and in the sugar-alcohol production mix (from 40 to 80 %), keeping the power output of 39.3 MW and 45 MW for each situation. Furthermore, the effect of the variation in the turbine condensation rate (from 50 to 70 t/h) was also considered. For each case, thermodynamic, thermoeconomic and economic analyzes are presented, identifying the advantages and disadvantages of each situation, including the viability and attractiveness of the investment. The results show that the expansion of plant generates benefits both for the production of sugar and ethanol, by increasing the milling capacity, as provides a chance to gain on sale of energy through the increase of over 82 % in the energy exported

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-20Bitstream added on 2014-06-13T19:29:57Z : No. of bitstreams: 1 maziero_vf_me_ilha.pdf: 2130225 bytes, checksum: 3cf6fd4784a5f3c4531fa30c66f2d85d (MD5) O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e teste de um protótipo de um programa computacional para simulação de plantas térmica e de potência, com os principais recursos de programas comerciais existentes, com baixo custo e com interface gráfica mais amigável. O referido programa foi denominado TPPS (abreviação de Thermal Power Plant Software), tendo sido desenvolvido na linguagem object pascal, utilizando a IDE do DELPHI e a biblioteca FLUIDPROP, na qual constam os componentes para cálculo das propriedades termodinâmicas envolvidas. Para tanto, inicialmente é apresentada uma breve descrição de alguns programas computacionais disponíveis no mercado que comumente são utilizados no meio acadêmico sendo que, dentre eles, foram escolhidos três (Cycle-Tempo, EES e IPSEpro) para efeito comparativo dos resultados das simulações com o programa desenvolvido, tendo como base duas plantas básicas, uma de geração e outra de cogeração de energia. Foi utilizada uma metodologia de simulação que consiste na avaliação dos processos, dos dados e do resultado dos cálculos obtidos. Para tanto, foram consideradas as hipóteses de regime permanente; variações das energias cinéticas e potencial são desprezadas em virtude de se desejar apenas um simples comparativo de valores das propriedades termodinâmicas calculadas; processos adiabáticos em todos os equipamentos que fazem parte dos ciclos, exceto para trocadores de calor, para os quais um parâmetro de eficiência define a quantidade de calor transferida ao meio. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios, tendo em vista que não houve discrepâncias entre os resultados obtidos por cada um dos programas, mostrando que a ferramenta desenvolvida, em sua primeira versão, atende os requisitos a que se propôs. Por fim, são apresentados resultados de uma simulação de uma planta de cogeração mais complexa, através do TPPS This study aimed to develop and test a prototype of a computer program for simulation of thermal and power plants, with the main sources of existing commercial programs, with low cost and friendlier graphical interface. The program was denominated TPPS (abbreviation for Thermal Power Plant Software), and has been developed in Object Pascal language, using the Delphi IDE and FLUIDPROP library, which contains the components for calculating the thermodynamic properties involved. Therefore, initially presents a brief description of some computational programs available that are commonly utilized in the academic environment and among them, three were chosen (Cycle-Time, EES and IPSEpro) for comparison of the simulation results with the program developed, based on two basic plants, one of power generation and the other one of cogeneration. The simulation methodology consists of the evaluation of the processes, data and results obtained from the calculations. Therefore, it was considered the hypothesis of steady state and the variations of kinetic and potential energies were neglected because just a simple comparison of calculated values of thermodynamic properties; adiabatic processes in all devices of the cycles, except for heat exchangers, for which an efficiency parameter defines the amount of heat transferred to the environment. The results were quite satisfactory, considering that there were no discrepancies between the results obtained by each one of the programs, showing that the first version of the software developed meets the proposed requirements. Finally, results of simulation of a more complex cogeneration plant through the TPPS are presented

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-05Bitstream added on 2014-06-13T18:51:02Z : No. of bitstreams: 1 francajunior_at_me_ilha.pdf: 3807292 bytes, checksum: 07d1813f82693536b087c21646fbc498 (MD5) No presente trabalho avalia-se uma opção para o aproveitamento energético do biogás gerado numa estação de tratamento de esgoto urbano, com capacidade de tratar os rejeitos provenientes de uma cidade de 1.000.000 de habitantes, através da instalação de um sistema de cogeração de energia, usando tecnologias baseadas em um conjunto turbina a gás e turbina a vapor (Caso 1) ou motor a gás e turbina a vapor (Caso 2), para produção de eletricidade para consumo próprio e de vapor para secagem do lodo. São realizadas análises termodinâmicas e termoeconômicas das duas plantas de cogeração propostas definindo-se índices de desempenho, como eficiências, custos unitários de produção eletricidade, calor e lodo seco, em função dos equipamentos utilizados e custos envolvidos com a implantação, operação e manutenção. Por fim, são realizadas análises econômicas das plantas propostas para verificação da viabilidade da implantação, levando-se em conta as receitas obtidas com a comercialização de créditos de carbono e de lodo como biofertilizante, bem como a diferença de custo entre a eletricidade gerada e a atualmente comprada. Dos indicadores estabelecidos e dos resultados obtidos, pode-se concluir que o primeiro caso parece significativamente mais atrativo do que o segundo. In the present work an option for the deployment of biogas energy generated at a urban sewage treatment plant with capacity to process the effluents from a city of 1,000,000 inhabitants is studied, considering the installation of a cogeneration power system, using technologies based on a gas turbine and steam turbine set (Case 1) or a gas IC engine and steam turbine set (Case 2), for production of electricity for own consumption as well as steam for drying the sewage residual sludge. Thermoeconomic and thermodynamic analysis are performed for both cogeneration plants proposed, setting up performance indicators, such as efficiencies, unitary costs for production of electricity, heat and dry mud, depending on the equipment and costs involved with the deployment, operation and maintenance. Finally, an economic analysis of the plants proposed is developed for verifying the feasibility of implementation, taking into account the proceeds from the sales of carbon credits and mud as biofertilizer as well as the difference between the costs of electricity generated and currently purchased. From the settings established and results obtained, it can be concluded that the first case seems to be significantly more attractive than the second.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-18Bitstream added on 2014-06-13T18:48:07Z : No. of bitstreams: 1 alves_ta_me_ilha.pdf: 8112255 bytes, checksum: 408af7eb63e2a3050e7bda3fd133d8cf (MD5) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) O presente trabalho trata da solução de uma classe de problemas difusivo-convectivos, tanto de natureza elíptica como parabólica, em domínios de geometrias não-convencionais, através da aplicação da Transformada Integral. Para facilitar o tratamento analítico e a aplicação das condições de contorno, antes da aplicação da Técnica da Transformada Integral Generalizada - TTIG sobre a equação governante do problema estudado, emprega-se uma Transformação Conforme - TC visando efetuar uma mudança de coordenadas adequada. Analisa-se inicialmente o problema hidrodinâmico do escoamento laminar completamente desenvolvido de fluidos Newtonianos no interior de dutos. Para a obtenção do campo de velocidades do escoamento aplica-se a TTIG sobre a equação da quantidade de movimento. Os parâmetros hidrodinâmicos de interesse, tais como: velocidades média e máxima, fator de atrito de Fanning, fator de Hagenbach, número de Poiseuille, comprimento de entrada hidrodinâmico e queda de pressão são calculados para as diversas geometrias. Feito isso, efetua-se o estudo dos problemas difusivo-convectivos relacionados à transferência de calor do escoamento laminar hidrodinamicamente desenvolvido e termicamente em desenvolvimento de fluidos Newtonianos com perfil de temperatura de entrada uniforme em dutos submetidos a condições de contorno de Dirichlet. Para a obtenção do campo de temperatura aplica-se a TTIG sobre a equação da energia e então, calculam-se os parâmetros térmicos de interesse: temperatura média de mistura, números de Nusselt local e médio e comprimento de entrada térmica. Realiza-se, quando possível, a comparação dos resultados obtidos para os parâmetros termos-hidráulicos com os disponíveis na literatura. The present work describes the solution of a class of elliptical-parabolic diffusiveconvective problems, on unconventional geometries, employing the Generalized Integral Transform Technique (GITT). In order to facilitate the analytical treatment and the application of the boundary conditions, a Conformal Transform (CT) is used to change the domain into a more suitable coordinate system, just before GITT is to be applied. First of all, using this procedure, the hydrodynamic problem of fully developed Newtonian laminar flow inside ducts is analyzed. In order to obtain the velocity field, GITT is applied on the momentum equation. Interesting hydrodynamic parameters, such as: maximum and minimum velocity values, Fanning friction and Hagenbach factors, Poiseuille number, hydrodynamic entry length, as well as pressure loss, are evaluated for several geometries. Following that, diffusive-convective problems are studied in relationship to the heat transfer in hydrodynamically fully developed and thermally non-developed Newtonian laminar flow inside ducts under Dirichlet boundary conditions, considering uniform temperature entrance profile. In order to obtain the temperature field, GITT is applied on the energy equation, evaluating the relevant parameters: bulk mean temperature, average and local Nusselt numbers and thermal entry length. The results are compared, as much as possible, with the parameter values available in the literature.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-30Bitstream added on 2014-06-13T18:48:30Z : No. of bitstreams: 1 takaki_at_me_ilha.pdf: 1453305 bytes, checksum: 0ba83e01600d7f0ddfb6ab048c8af3be (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho é analisada a possibilidade de utilização do gás natural como combustível em indústrias frigoríficas em substituição aos combustíveis tradicionalmente utilizados, como a lenha e o óleo. Os estudos são feitos com base numa planta de um frigorífico bovino bastante representativo do setor, que utiliza equipamentos e combustíveis tradicionais para a produção de vapor para processos e compra energia elétrica de uma concessionária. São consideradas algumas opções para a ampliação da capacidade de produção, incluindo a implantação de plantas de cogeração e trigeração a gás natural que são capazes de produzir simultaneamente eletricidade, vapor para os processos e refrigeração para as câmaras frigoríficas. Para fins de avaliação do desempenho são feitas análises energéticas e exergéticas para cada uma das configurações propostas. Por fim, é realizada uma análise termoeconômica, através da Teoria do Custo Exergético, que possibilita determinar os custos exergéticos e monetários e depois avaliar os reflexos dos custos de investimento de capital e do combustível na composição dos custos dos produtos (energia elétrica, vapor e refrigeração). In this work, the possibility of the use of natural gas as fuel in slaughterhouses, substituting the traditional fuels used (firewood and oil), is analyzed. The studies are based on a plant of a quite representative bovine slaughterhouse, which uses equipment and fuels traditional for production of steam for processes and buys electricity of a dealership. Some options for the enlargement of the production capacity are considered, including the implantation of natural gas cogeneration and trigeneration plants, which are capable to produce, simultaneously, electricity, steam for the processes and cooling for the refrigerating chambers. For effect of performance evaluation, energetic and exergetic analyses for each one of the proposed configurations are performed. Finally, a thermoeconomic analysis is accomplished, by means of the Theory of Exergetic Cost, which makes possible to determine the exergetic and monetary costs and to evaluate the reflexes of the costs of capital investment and of the fuel in the composition of the costs of the products (electric power, steam and cooling).