Dissertations / Theses on the topic 'Biomassa agricola'

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:33:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-26. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:46Z : No. of bitstreams: 1 000829766.pdf: 517619 bytes, checksum: ffb32110cb8c81643b4de66a2da690b5 (MD5)
Um dos fatores que determinam os baixos índices zootécnicos na pecuária brasileira é a estacionalidade da produção das plantas forrageiras tropicais. A irrigação possibilita aumentar e estabilizar a produtividade, uma vez que pode suprir a demanda hídrica durante a época seca do ano. Os objetivos deste trabalho foram avaliar: a) a produtividade de massa seca e qualidade de forragem de Brachiaria brizantha, cv Marandu, em função de lâminas de irrigação no período do outono e inverno; b) a umidade do solo e temperatura do ar a fim de determinar seus efeitos na produtividade de forragem. O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental da FCAV-Unesp, em Jaboticabal, SP. Utilizou-se um sistema de aspersão em linha para estabelecer tratamentos com cinco lâminas de irrigação correspondentes à frações da evapotranspiração de referência (L1=0,18; L2= 0,52; L3= 1,00; L4= 1,45 e L5= 1,67), em duas estações do ano, outono e inverno. O rendimento de forragem foi mais elevado no outono e a resposta de produtividade à lâmina de água foi ajustada por uma função quadrática, atingindo rendimentos máximos com lâminas 267 e 269 mm para o outono e inverno, respectivamente. Alto valor nutritivo da forragem foi obtido em ambas as estações do ano, havendo incrementos nos teores de proteína bruta somente no outono, à medida que se aumentou a lâmina de irrigação. Os teores de fibra em detergente neutro da forragem não foram afetados pela irrigação
Low performance of the Brazilian livestock is duo to the production seasonality of tropical forage plants. Irrigation can provide higher yield and stabilized productivity, since it can meet the water demand during the dry season. The objective of this study was to evaluate: a) dry matter yield and forage quality of Brachiaria brizantha cv. Marandu, as a function of water depths during the fall and winter period, and b) soil moisture and air temperature to determine its effects on forage yield. The experiment was conducted in FCAV - UNESP, Jaboticabal, SP. A line source sprinkler system was used to establish irrigation treatments with five depths, corresponding to fractions of reference evapotranspiration (L1 = 0.18, L2 = 0.52, 1.00 = L3; L4 and L5 = 1.45 = 1.67) in two seasons, fall and winter. The forage yield was higher in the fall and the yield response to water depths was adjusted by a quadratic function, reaching maximum yields with depths of 267 and 269 mm for fall and winter, respectively. High nutritional value of the forage was obtained during the experimental period, with increases in crude protein with increment in water depth only in the fall. Water application did not affect the neutral detergent fiber content of the forage

Orientador: Rogério Teixeira de Faria
Coorientador: Alexandre Barcellos Dalri
Banca: Luiz Fabiano Palaretti
Banca: Patricia Angélica Alves Marques
Resumo: Um dos fatores que determinam os baixos índices zootécnicos na pecuária brasileira é a estacionalidade da produção das plantas forrageiras tropicais. A irrigação possibilita aumentar e estabilizar a produtividade, uma vez que pode suprir a demanda hídrica durante a época seca do ano. Os objetivos deste trabalho foram avaliar: a) a produtividade de massa seca e qualidade de forragem de Brachiaria brizantha, cv Marandu, em função de lâminas de irrigação no período do outono e inverno; b) a umidade do solo e temperatura do ar a fim de determinar seus efeitos na produtividade de forragem. O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental da FCAV-Unesp, em Jaboticabal, SP. Utilizou-se um sistema de aspersão em linha para estabelecer tratamentos com cinco lâminas de irrigação correspondentes à frações da evapotranspiração de referência (L1=0,18; L2= 0,52; L3= 1,00; L4= 1,45 e L5= 1,67), em duas estações do ano, outono e inverno. O rendimento de forragem foi mais elevado no outono e a resposta de produtividade à lâmina de água foi ajustada por uma função quadrática, atingindo rendimentos máximos com lâminas 267 e 269 mm para o outono e inverno, respectivamente. Alto valor nutritivo da forragem foi obtido em ambas as estações do ano, havendo incrementos nos teores de proteína bruta somente no outono, à medida que se aumentou a lâmina de irrigação. Os teores de fibra em detergente neutro da forragem não foram afetados pela irrigação
Abstract: Low performance of the Brazilian livestock is duo to the production seasonality of tropical forage plants. Irrigation can provide higher yield and stabilized productivity, since it can meet the water demand during the dry season. The objective of this study was to evaluate: a) dry matter yield and forage quality of Brachiaria brizantha cv. Marandu, as a function of water depths during the fall and winter period, and b) soil moisture and air temperature to determine its effects on forage yield. The experiment was conducted in FCAV - UNESP, Jaboticabal, SP. A line source sprinkler system was used to establish irrigation treatments with five depths, corresponding to fractions of reference evapotranspiration (L1 = 0.18, L2 = 0.52, 1.00 = L3; L4 and L5 = 1.45 = 1.67) in two seasons, fall and winter. The forage yield was higher in the fall and the yield response to water depths was adjusted by a quadratic function, reaching maximum yields with depths of 267 and 269 mm for fall and winter, respectively. High nutritional value of the forage was obtained during the experimental period, with increases in crude protein with increment in water depth only in the fall. Water application did not affect the neutral detergent fiber content of the forage
Mestre

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2015122 bytes, checksum: 8ec88dadf2dfe8f408775040894e047c (MD5) Previous issue date: 2013-07-16
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
In order to maintain coffee quality within the commercialization standards, the post- harvest stages must be very well conducted, especially those related to cleaning, drying and storing, so that quality is not lost during storage.Among these stages, drying is the most important and if poorly conducted could put the quality of the product at risk. Drying requires clean warm air in order not to contaminate the product. Few studies have been performed on gasification, especially application of this process to drying grains. Therefore, the objective of the present study was to apply heated air generated by an automated biomass gasifier (eucalyptus charcoal) in coffee drying. Drying of the ripe coffee cherry in this study was performed in two drying silos attached to an automated biomass gasifier which generates the heated air used in the process. Two treatments were determined to conduct the study: treatment 1 consisted of 8 hours of drying per day, with revolving the grain mass every 2 hours; and treatment 2 consisted of drying the coffee on a suspended terrace and treatment 3 consisted of drying the coffee on concrete. In order to evaluate the influence of coffee drying in the system proposed, the following parameters were analyzed: beverage classification, electrical conductivity, potassium lixiviation and one thousand grain weight. Coffee dried in the proposed system was classified as a soft beverage, obtaining an average grade of 79 points. Based on the results, the following average values were obtained: 146.86 Scm- 1 -1 g for the electrical conductivity; 34.04 ppm.g-1for potassium lixiviation; 160.90 g as the one thousand grain weight. Drying performed using the proposed method showed to be viable since the dry coffee obtained presented good qualitative results regarding the specific mass, electrical conductivity, potassium lixiviation, color and other parameters which indicated that there was no risk of final quality loss in the beverage.
Para a manutenção da qualidade do café dentro dos padrões de comercialização, a etapa de pós-colheita precisa ser muito bem conduzida, principalmente, as relacionadas à limpeza, secagem e armazenamento, para que a qualidade não seja perdida durante o armazenamento. Destas etapas, a secagem é de fundamental importância e se mal conduzida pode comprometer a qualidade do produto. Ainda são poucos os estudos sobre a tecnologia da gaseificação, sobretudo na sua aplicação para secagem de grãos. Dessa forma, esta pesquisa visa contribuir para a aplicação do ar aquecido, proveniente de um gaseificador automatizado de biomassa (carvão de eucalipto), na secagem de café. A secagem do café cereja neste trabalho foi realizada em dois silos secadores acoplados a um gaseificador automatizado de biomassa, do qual provém o ar aquecido utilizado durante o processo. Três tratamentos foram determinados para a condução do trabalho, sendo eles: o tratamento 1 consistiu em 8 horas de secagem por dia com revolvimento da massa de grãos em intervalos de 2h e o tratamento 2 consistiu da secagem de café em terreiros suspenso e o tratamento 3 consistiu da secagem em terreiro de concreto. Para avaliar a influência da secagem do café através do sistema foram analisados os seguintes parâmetros: classificação de bebida, condutividade elétrica, lixiviação de potássio, massa de mil grãos. O café secado no sistema foi classificado quanto à bebida como apenas mole, obtendo nota média de 79 pontos. Com base nos resultados foram obtidos os seguintes valores médios: 146,86 Scm-1g-1 para condutividade elétrica; 34,04 ppm.g-1 para lixiviação de potássio; 160,90 g para o massa de mil grãos. De acordo com os resultados obtidos, o sistema de secagem apresentou-se como uma alternativa aos pequenos produtores de café, pois não houve perda de qualidade na sua bebida e por ser um sistema versátil, uma vez que além do café é possível secar outros grãos. Além disso, a automação do sistema propiciou um controle preciso da temperatura do ar de secagem durante todo o processo, o que é de fundamental importância para uma boa secagem do café.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-28Bitstream added on 2014-06-13T20:42:08Z : No. of bitstreams: 1 ferreirajunior_ra_dr_botfca.pdf: 1008958 bytes, checksum: d8c37527759aecd50bac35fd358d4603 (MD5)
A radiação solar é fonte de energia primaria para a produção de fitomassa. Sendo a energia solar uma fonte renovável, a fitomassa é de grande interesse no cenário energético mundial, especialmente para a produção de combustíveis (biocombustível) e pela geração de eletricidade através de sua combustão. A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum ssp.) tem vantagens (tecnológicas e culturais) em relação às demais culturas, quando se refere a produção de energia primaria no Brasil. Assim, desenvolvimento de tecnologias no setor sucroenergético da cana-de-açúcar tem avançado em busca de melhorias de produtividade e rentabilidade. Nesse contexto, e considerando escassez de informações para a cultura da cana-de-açúcar em relação ao balanço de radiação, objetivou-se com o presente trabalho avaliar o crescimento e seu ambiente físico de cultivo, para determinar a eficiência na qual a radiação solar é convertida em fitomassa pelo cultivo de cana-de-açúcar irrigada na região de Rio Largo – Alagoas em dois espaçamentos entrelinhas de plantio. Para tanto, a variedade RB98710 foi cultivada na área experimental da Unidade Acadêmica Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Alagoas. A área foi dividida em duas parcelas (com 12 fileiras de plantio por parcela), sendo uma com espaçamento único (1 m) e a outra com espaçamento combinado (0,6 e 1,4 m). O cultivo foi irrigado por um sistema de gotejamento superficial. Medidas biométricas e solarimétricas foram realizadas para avaliar o crescimento das plantas e o balanço de radiação dentro do dossel. O coeficiente de extinção (k) da luz foi determinado por uma relação entre a fração da irradiação fotossintética transmitida e o índice de área foliar. A eficiência do uso da radiação (EUR) foi determinada através de regressão linear...
Solar radiation is primary energy source for biomass production. Being solar energy a renewable source, the phytomass is of great interest in the world energy scene, especially for the production of fuels (biofuels) and the electricity generation through combustion. The sugarcane crop (Saccharum spp.) has advantages (technological and cultural) in relation to the other crops when it comes to production of primary energy in Brazil. Thus, the technologies development in the sugarcane energetic sector has advanced with the goal of improvement in productivity and profitability. In this context and considering the lack of information for sugarcane crop in relation to the radiation balance, the aim of the present study was to assess the growth and its physical environment to determine the efficiency at which the solar radiation is converted into biomass by irrigated sugarcane crop in the region of Rio Largo – Alagoas in two row spacings planting. For this, the variety RB98710 was cultivated in experimental area of the Academic Unit Centro de Ciências Agrárias of Universidade Federal de Alagoas. The area was divided into two plots (with 12 rows of plants per plot) one with single spacing (1 m) and the other with combined spacing (0.6 and 1.4 m). The crop was irrigated by a superficial drip irrigation system. Biometric and solarimetric measurements were performed to evaluate plant growth and the radiation balance inside the canopy. The extinction coefficient (k) of the light was determined by a relationship between the fraction of photosynthetic irradiation transmission and leaf area index. The radiation use efficiency (RUE) was determinate by linear regression, forced to pass through the origin, between shoot dry matter (DM)... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: João Francisco Escobedo
Coorientador: José Leonardo de Souza
Banca: Gustavo Bastos Lyra
Banca: Alexandre Dal Pai
Banca: Dinival Martins
Banca: Raimundo Leite Cruz
Resumo: A radiação solar é fonte de energia primaria para a produção de fitomassa. Sendo a energia solar uma fonte renovável, a fitomassa é de grande interesse no cenário energético mundial, especialmente para a produção de combustíveis (biocombustível) e pela geração de eletricidade através de sua combustão. A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum ssp.) tem vantagens (tecnológicas e culturais) em relação às demais culturas, quando se refere a produção de energia primaria no Brasil. Assim, desenvolvimento de tecnologias no setor sucroenergético da cana-de-açúcar tem avançado em busca de melhorias de produtividade e rentabilidade. Nesse contexto, e considerando escassez de informações para a cultura da cana-de-açúcar em relação ao balanço de radiação, objetivou-se com o presente trabalho avaliar o crescimento e seu ambiente físico de cultivo, para determinar a eficiência na qual a radiação solar é convertida em fitomassa pelo cultivo de cana-de-açúcar irrigada na região de Rio Largo - Alagoas em dois espaçamentos entrelinhas de plantio. Para tanto, a variedade RB98710 foi cultivada na área experimental da Unidade Acadêmica Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Alagoas. A área foi dividida em duas parcelas (com 12 fileiras de plantio por parcela), sendo uma com espaçamento único (1 m) e a outra com espaçamento combinado (0,6 e 1,4 m). O cultivo foi irrigado por um sistema de gotejamento superficial. Medidas biométricas e solarimétricas foram realizadas para avaliar o crescimento das plantas e o balanço de radiação dentro do dossel. O coeficiente de extinção (k) da luz foi determinado por uma relação entre a fração da irradiação fotossintética transmitida e o índice de área foliar. A eficiência do uso da radiação (EUR) foi determinada através de regressão linear... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Solar radiation is primary energy source for biomass production. Being solar energy a renewable source, the phytomass is of great interest in the world energy scene, especially for the production of fuels (biofuels) and the electricity generation through combustion. The sugarcane crop (Saccharum spp.) has advantages (technological and cultural) in relation to the other crops when it comes to production of primary energy in Brazil. Thus, the technologies development in the sugarcane energetic sector has advanced with the goal of improvement in productivity and profitability. In this context and considering the lack of information for sugarcane crop in relation to the radiation balance, the aim of the present study was to assess the growth and its physical environment to determine the efficiency at which the solar radiation is converted into biomass by irrigated sugarcane crop in the region of Rio Largo - Alagoas in two row spacings planting. For this, the variety RB98710 was cultivated in experimental area of the Academic Unit Centro de Ciências Agrárias of Universidade Federal de Alagoas. The area was divided into two plots (with 12 rows of plants per plot) one with single spacing (1 m) and the other with combined spacing (0.6 and 1.4 m). The crop was irrigated by a superficial drip irrigation system. Biometric and solarimetric measurements were performed to evaluate plant growth and the radiation balance inside the canopy. The extinction coefficient (k) of the light was determined by a relationship between the fraction of photosynthetic irradiation transmission and leaf area index. The radiation use efficiency (RUE) was determinate by linear regression, forced to pass through the origin, between shoot dry matter (DM)... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2017-08-31T17:05:31Z No. of bitstreams: 2 Silvia Macarri Petricoski.pdf: 2620168 bytes, checksum: f44863d59b0669f97542e59fbc5a4625 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
Made available in DSpace on 2017-08-31T17:05:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Silvia Macarri Petricoski.pdf: 2620168 bytes, checksum: f44863d59b0669f97542e59fbc5a4625 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-09
Throughout history, several sources and forms of energy have been used for production of goods and services. especially energy generated from fossil fuels such as oil. Due to the limits of their world reserves; CO2 emissions and ecological disasters from oil well drilling, it is crucial to think in renewable and sustainable sources of energy: those that naturally reconstitute themselves in a short period of time. One the alternatives for solving this problem is the energy coming from biomasses, whether animal or vegetable origin, it can be used to production of energy. The briquette is considered a solid biofuel, made from compaction of lignocellulosic residues much used to energy generation. This paper aimed to study production of briquettes from mixtures of urban pruning waste - RPU, from glycerine and cassava bagasse (Manihot esculenta). A prototype drier was used through solar heating to reduce humidity of RPU and cassava samples. Afterwards, samples of RPU, cassava bagasse and glycerin were mixed, yielding the treatments T1 (100% RPU), T2 (92% RPU and 8% Cassava bagasse), T3 (97% RPU and 3% Glycerin), T4 (89% RPU, 8% Cassava bagasse and 3% Glycerin) and T5 (94.5% RPU, 4% Cassava bagasse and 1,5% Glycerin). Then the analyzes of physical, chemical and energetic parameters the briquettes were carried out. The moisture content of the briquettes was lower in T1 treatment (7.935%). T2 treatment had lower fixed carbon value (16.858%) volatile content (66.520%) and higher ash content (16.621%). The percentages of C, H and N did not differ statistically between the treatments. The values of the upper, lower and useful calorific value were higher on T3 (18.973 MJ kg-1); (17,480 MJ kg-1) and (15,980 MJ kg-1) respectively. The apparent density was higher in T1 (1183 kg m-3) as well as energy density (20778.76 MJ m-3). Treatment T2 had the highest mechanical strength (1,281 kgf cm-2). The results, therefore, showed that treatments T1, T2 and T3 were more efficient, producing briquettes with properties that meet specifications of the market, besides presenting great energetic potential, being good substitutes for firewood. Based on information collected in Vera Cruz do Oeste - PR in 2015, approximately 76.92 t ano-1 of briquettes from urban pruning residues could be produced, thus contributing to generation of revenue in the value of R$ 23,614.44.
Ao longo da história, diversas foram as fontes e as formas de energia utilizadas para a produção de bens e de serviços, em especial a energia gerada a partir de combustíveis fósseis, como o petróleo. Em função dos limites de suas reservas mundiais; as emissões de CO2, e os desastres ecológicos a partir da perfuração de poços de petróleo, é fundamental pensar em fontes de energia renováveis e sustentáveis: aquelas que se reconstituem naturalmente, num curto período de tempo. Uma das alternativas para a solução deste problema é a energia proveniente das biomassas, seja de origem animal ou vegetal, que pode ser utilizada na produção de energia. O briquete é considerado um biocombustível sólido, feito a partir da compactação de resíduos lignocelulósicos muito utilizado para a geração de energia. Neste trabalho objetivou-se estudar a produção de briquetes a partir de misturas de Resíduos de Podas Urbanas - RPU, glicerina e bagaço de mandioca (Manihot esculenta). Para a redução da umidade das amostras de RPU e de mandioca, foi utilizado um secador via aquecimento solar. Posteriormente, as amostras dos RPU, do bagaço de mandioca e a glicerina foram misturadas gerando os tratamentos, T1 (100% RPU), T2 (92% RPU e 8% Bagaço de mandioca), T3 (97% RPU e 3% Glicerina), T4 (89% RPU, 8% Bagaço de mandioca e 3% Glicerina) e T5 (94,5% RPU, 4% Bagaço de mandioca e 1,5% Glicerina). Em seguida, foram realizadas as análises de parâmetros físicos, químicos e energéticos dos briquetes. O teor de umidade dos briquetes foi menor no tratamento T1 (7,935%). O tratamento T2 teve menor valor de carbono fixo (16,858%) e teor de voláteis (66,520%) e maior teor de cinzas (16,621%). As porcentagens de C, H e N não diferiram estatisticamente entre os tratamentos. Os valores do poder calorífico superior, inferior e útil foram maiores no tratamento T3 (18,973 MJ kg-1); (17,480 MJ kg-1) e (15,980 MJ kg-1) respectivamente. A densidade aparente foi maior no tratamento T1 (1.183 kg m-3) bem como a densidade energética (20.778,76 MJ m-3). O tratamento T2 teve a maior resistência mecânica (1,281 kgf cm-2). Os resultados, portanto, demonstraram que os tratamentos T1, T2 e T3 foram mais eficientes, produzindo briquetes com propriedades que atendam as especificações do mercado, além de apresentarem grande potencial energético, sendo bons substitutos à lenha. Com base nas informações coletadas no Município de Vera Cruz do Oeste - PR no ano de 2015, poderiam ser produzidos aproximadamente 76,92 t ano-1 de briquetes oriundos de resíduos de podas urbanas, contribuindo desta forma para a geração de receita no valor de R$ 23.614,44.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2017-08-31T20:09:40Z No. of bitstreams: 2 Leandro Friedrich.pdf: 2314417 bytes, checksum: 1d2af677cace54b4eed8932717d8d574 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
Made available in DSpace on 2017-08-31T20:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Leandro Friedrich.pdf: 2314417 bytes, checksum: 1d2af677cace54b4eed8932717d8d574 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-07
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
With the increase in population and the expansion of agroindustries in the country, there is a significant increase of waste in all forms, both liquid, solid and gaseous, among them is glycerin, a byproduct of renewable energy sources. A survey of some sources of biomass generation and use of ligno-cellulosic material, together with by-product (glycerine) from the biodiesel industry to generate synthesis gas. In this work two types of residues / co-products (Glycerin and wood chip) with different concentrations of glycerin by volume were used to produce synthesis gas through the gasification technique. The results obtained in this work showed that there is an increase in the amount of H2 (hydrogen gas) in the gasification of the mixture between glycerin and wood chip, with a higher conversion rate of H2 with a mixture of 10% by weight of glycerol. The different techniques used for the qualitative and quantitative analysis of the synthesis gas showed the presence of gases H2 (hydrogen gas), CH4 (methane gas), CO2 (carbon dioxide), CO (carbon monoxide), N2 (nitrogen gas) and NH3 (Ammonia) in the samples.
Com o aumento populacional e com a expansão das agroindústrias no país, tem-se um aumento significativo de resíduos em todas as formas, tanto líquido, sólido e gasoso, entre eles está a glicerina, subproduto de fontes de energia renováveis.. Este trabalho faz um levantamento de algumas fontes de geração de biomassa e utilização de material ligno-celulósica, juntamente com subproduto (glicerina) da indústria de biodiesel para geração de gás de síntese. Neste trabalho foram utilizados 2 tipos de resíduos/coprodutos (Glicerina e cavaco de madeira) com diferentes concentrações de glicerina em volume para produzir gás de síntese através da técnica de gaseificação. Os resultados obtidos neste trabalho mostraram que há aumento principalmente da quantidade de H2 (gás hidrogênio) na gaseificação da mistura entre glicerina e cavaco de madeira, com maior taxa de conversão de H2 com mistura de 10% em massa de glicerina. As diferentes técnicas utilizadas para analise qualitativa e quantitativa do gás de síntese demonstraram presença de gases H2 (gás hidrogênio), CH4 (gás metano), CO2 (dióxido de carbono), CO (monóxido de carbono), N2 (gás nitrogênio) e NH3 (amônia) nas amostras.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 650312 bytes, checksum: 96eae32c74751e3b2db6bb29ca7b81b6 (MD5) Previous issue date: 2008-11-26
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Recently, concern has grown considering environmental issues associated with the preservation of natural resources with the intention of improving the present and future quality of life. Biomass gasification shows to be a sustainable technology for power generation with low greenhouse gas emissions. One of the problems by using the gasifier for air heating purposes in poultry facilities is the waste of energy during the day, since the equipment does not have control of the thermal power generated. During this period, the temperature difference between the air outside and the birds inside the building is lower when compared with the nocturnal period. Another way to control the temperature is the shutdown of the system, which requires the constant attention of the operator. Thus, there is a potential for energy savings if the thermal power could be controlled according to the demand, which can be represented by the temperature gradient. The purpose of this study was to evaluate the control of a set combustor-gasifier with downdraught co-current flow, through the control of speed of the fan engine and also controlling the contributions of primary and secondary air in the combustor. The experiment was carried out in the Energy and Preprocessing Areas of the Department of Agricultural Engineering, at the Federal University of Viçosa, Viçosa, Minas Gerais State. The air heating system was composed of a biomass gasifier with co-current air flow connected to a combustor for burning the gas produced. At the combustor exit was a centrifugal fan with capacity for 20 m3.mim-1 552 W, 220 V threephase motor. The exhaustion and environmental air temperatures were measures by thermocouples K (Cromel + Alumel). Eucalyptus wood biomass, with an average diameter 6.0 ± 2.0 cm average length 4.0 ± 2.0 cm was used as fuel to the gasifier. The areas used for the primary air contributions to the combustor were 0 and 112 cm², and for the secondary air contribution to the combustor were: 0, 180 and 360 cm². The frequencies chosen and applied by the frequency inverter to the motor were from 10 to 60 Hz, with steps of 5 Hz, obtaining a range of average actual power from the motor from 93 to 326 W. The difference of temperature and average actual power from the motor was measured with the combustor air inlets closed were respectively 127.7 °C and 233 W. When the combustor air inlet area was 472 cm2, 10 °C and 97 W were found. After evaluating the results, it could be concluded that: the control of exhaustion air temperature can be done by controlling the air flow to the combustor or changing the speed of the fan motor. The variation of the input area of air in the combustor implicates in a variation in the temperature of the exhaustion air. However, controlling the speed of the fan motor provides a change in exhaustion air temperature and a decrease in electric power consumption. The operation of the gasifiercombustor using a frequency inverter combined with the combustor openings of air eases the consumption production of thermal power.
Nos dias atuais, há uma preocupação com questões ecológicas associadas à preservação dos recursos naturais visando à qualidade de vida atual e futura. Nesse contexto, a gaseificação de biomassa é uma tecnologia sustentável para a geração de energia, por apresentar baixa emissão de gases poluentes. Um dos problemas do uso do gaseificador para o aquecimento do ar em aviários é o desperdício de energia no período diurno, tendo em vista que o equipamento não dispõe de sistema de controle de potência térmica gerada. Nesse período, a diferença de temperatura entre o ar ambiente e a necessária para as aves no interior dos galpões é menor quando comparada com o período noturno. Outra forma de controle da temperatura é o desligamento do sistema, o que acarreta uma constante atenção por parte do operador. Desse modo, há um potencial de economia de energia, caso venha a ser controlada a potência térmica em função da demanda, que pode ser representada pelo gradiente de temperatura. Objetivou se com este trabalho avaliar o controle de um conjunto gaseificador-combustor de fluxo concorrente, por meio do controle da velocidade do motor do ventilador e das entradas de ar primário e secundário no combustor. O experimento foi realizado nos laboratórios da Área Pré- processamento de Produtos Agrícolas e de Energia do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais. O sistema de aquecimento de ar foi constituído por um gaseificador de biomassa de fluxo concorrente conectado a um combustor, onde foi queimado o gás produzido. Na saída do combustor foi colocado um ventilador centrífugo, com capacidade para 20 m3 mim-1 acionado por um motor de 552 W, 220 V trifásico. As medidas de temperaturas do ar exaustão e ambiente foram realizadas por meio de termopares blindados do tipo K, de Cromel+ Alumel. A biomassa utilizada foi lenha de eucalipto, tendo um diâmetro médio de 6,0 ± 2,0 cm e comprimento médio de 4,0 ± 2,0 cm. As áreas mínimas e máximas utilizadas para as entradas de ar primário no combustor foram de 0 e 112 cm2, e secundário de 0, 180 e 360 cm2. O intervalo de freqüências escolhidas e fornecidas pelo inversor ao motor foram de 10 a 60 Hz, com variação de 5 Hz, com isso foi obtido um intervalo de potência ativa média para o motor de 93 a 326 W. A diferença de temperatura e potência ativa média do motor foi medida para as entradas de ar no combustor fechadas, foi respectivamente de 127,7 °C e 233 W, e para a área de entradas de ar no combustor igual 472 cm2, foi respectivamente de: 10 °C e 97 W. Após analisar os resultados conclui-se que: O controle de temperatura do ar de exaustão pode ser efetuado pelo fluxo de ar que passa pelas entradas de ar no combustor, por meio do controle da área da entrada de ar no combustor ou pela variação da velocidade do motor do ventilador. A variação da área de entrada de ar no combustor implica em uma variação na temperatura do ar de exaustão. Entretanto, o controle da velocidade do motor proporciona uma variação da temperatura do ar de exaustão, e uma diminuição no consumo de energia elétrica. A operação do gaseificador- combustor utilizando o inversor de freqüência combinado com as aberturas de entrada de ar no combustor flexibiliza a consumo de potência térmica.

Nella sperimentazione si sono valutati alcuni aspetti tecnici e tecnologici relativi alla produzione di energia, in forma di biogas, ottenuta dalla digestione anaerobica di scarti provenienti principalmente da produzioni agricole – zootecniche. Questa tecnica è ben nota e utilizzata da diversi anni, ma a fronte di un crescente interesse da parte delle autorità locali, contrappone una certa stazionarietà nella risoluzione dei principali problemi che la accompagnano. Agendo su un territorio locale che fa dell’agricoltura, e della zootecnia, uno dei comparti produttivi maggiormente soggetto a rischi economici, questo studio fornisce alcune risposte pratiche, e attuabili, agli operatori locali volto sia a migliorare la produzione di metano da reattori esistenti, sia nella realizzazione di nuovi. La possibilità di risolvere problemi pratici come l’abbattimento dei cattivi odori e la gestione dei reflui zootecnici, a fronte di tempi di ritorno degli investimenti inferiori ai dieci anni, rende agricoltori e allevatori molto ben disposti verso soluzioni di questo tipo. L’obiettivo è stato quello di realizzare un digestore anaerobico sperimentale di medie dimensioni, e utilizzarlo per effettuare una serie di prove volte a testare le rese di differenti tipologie di mix. Il presente lavoro si articola in cinque capitoli; il primo affronta le tematiche relative al recupero di energia dalla biomassa. In particolare sono illustrati i molteplici benefici ambientali ed economici, e le diverse tecnologie legate alla digestione anaerobica. Quest’ultimo argomento viene esplicitato nel dettaglio nel capitolo successivo, dove si riportano i processi tecnologici che permettono la produzione di metano da biomassa organica. Nel terzo capitolo viene descritta la filiera del biogas, valutando la scelta della biomassa, e le principali linee di trattamento aziendali. Inoltre si approfondiscono le modalità di pretrattamento e successivo impiego del biogas, oltre al corretto utilizzo agronomico del digestato, in linea con la normativa vigente. Nel quarto capitolo si descrivono gli strumenti operativi impiegati per la realizzazione del presente lavoro: nella prima parte è presente un’approfondita descrizione del digestore anaerobico sperimentale, mentre nella successiva viene affrontato lo sviluppo degli strumenti informatici impiegati per l’analisi dei dati post-prova. Infine viene illustrato lo svolgimento dei test sui vari mix utilizzati: ad una prima fase di calibrazione con l’impiego di letame suino, è stata testata una miscela di letame bovino e siero di latte. Successivamente dopo una serie di modifiche tecniche all’impianto, sono stati effettuati dei test conoscitivi sul potenziale metanigeno di un mix di letame bovino e insilato di mais. Grazie ai risultati ottenuti si è deciso di effettuare delle prove sulla stessa miscela, ma a carico organico variabile. Seguono le considerazioni finali, e le prospettive future.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-10-06T13:07:12Z No. of bitstreams: 1 Carmem Cristina Mareco de Sousa.pdf: 1104850 bytes, checksum: 4458423f8a1d4f87c5f19380f06ea907 (MD5)
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The thesis objective was evaluating effects of drought stress and soil compaction on plant × soil micro biota interaction (arbuscular mycorrhizal fungi, plant growth-promoting bacteria and root-knot nematode) in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.), meloeiro (Cucumis melo L.) e cana-de-açúcar (Saccharum L.). It was carried out five experiments under greenhouse. In the first experiment, it was evaluated the development and biochemical aspects of cowpea cultivar EPACE-10 submitted to drought stress (50 and 100% pot capacity) and Meloidogyne incognita parasitism. In the second experiment, it was evaluated the drought stress × Bacillus sp. ENM51 × M. incognita interaction on melon cultivar Gold Mine through plant growth variables, enzymes activity and phosphorus and nitrogen contents. In the third study, it was evaluated the effect of four soil compaction levels on the initial development of sugarcane variety RB 863129 under M. incognita parasitism. In the fourth one, the effect of soil drought stress and the arbuscular mycorrhizal fungi (FMA) Claroideoglomus etunicatum, Gigasporas rosea, Acaulospora longula and Fuscutata heterogama on sugarcane variety RB857515 initial vegetative development, fresh and dry biomass production, mycorrhizal colonization, enzymes activity and phosphorus, protein and amino acid contents were evaluated. And, in the fifth study, it was evaluated the effects of drought stress × M. incognita × FMA (C. etunicatum, G. rosea, A. longula and F. heterogama) interaction on vegetative initial development, biomass production, nematode and fungi multiplication, and physiological activity of sugarcane variety RB863129. The hydro stress level (50% pot capacity) decreased nematode reproduction on cowpea. The M. incognita parasitism potentiated the drought stress increasing soluble protein level. Oxidative enzyme responses to either hydro stress or M. incognita parasitism were variable. Peroxidase was not affected, catalase decreased with nematode parasitism, ascorbate peroxidase decreased with hydro stress and polyphenol oxidase decreased with hydro stress and/or M. incognita parasitism. In melon, nematode decreased haste length, haste fresh and dry biomasses, total plant fresh biomass, leaf and flower numbers; Bacillus sp. decreased nematode reproduction and gall number. In sugarcane, the increasing in soil compaction level from 1.65 g cm-3 to 1.82 g cm-3 decreased M. incognita reproduction and increased stalk length of the variety RB 863129, but it did not affect the other plant development variables. The 50% CP drought stress level decreased RB 857515 stalk diameter, fresh shoot and root biomass and FMA in soil and roots. The FMA and the 50% CP drought stress, isolated or in association, did not affect plant height, leaves number and dry plant biomass as well the phosphorus, total soluble proteins, catalase, ascarbate peroxidase, polyphenol oxidase, peroxidase, and proline contents in the variety RB857515. Either drought stress or M. incognita decreased initial vegetative development and fresh and dry biomass production of the variety RB 863129. The FMA increased fresh stalk and root biomass. Hydro stress increased FMA population in soil and roots. The FMA decreased gall and nematode numbers in roots. Either drought stress and M. incognita decreased ascorbate peroxidase contents in sugarcane, but the nematode increased polyphenol oxidase and total soluble protein in plant. Drought stress decreased P content in leaves but FMA increased P content in stalk, however, the increase in P promoted by the FMA did not occur under hydro stress. Catalase, peroxidase and proline levels were not affect by hydro stress, M. incognita and/or FMA, 45 days after nematode interaction.
O objetivo da tese foi avaliar os efeitos da deficiência hídrica e do solo compactado sobre a interação planta × microbiota do solo (fungos arbusculares micorrízicos, rizobactérias promotora de crescimento de plantas e nematoides de galhas) nas culturas do feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.), meloeiro (Cucumis melo L.) e cana-de-açúcar (Saccharum L.). Foram realizados cinco experimentos em casa de vegetação. No primeiro experimento, foi avaliado o crescimento e aspectos bioquímicos do feijoeiro caupi cultivar EPACE-10 submetido a estresse hídrico e parasitismo de Meloidogyne incognita. No segundo experimento, avaliou-se o efeito da interação estresse hídrico × Bacillus sp. ENM51 × M. incognita sobre variáveis de crescimento da planta, enzimas e teores de fósforo e nitrogênio do meloeiro amarelo cultivar Gold Mine. No terceiro experimento, foi estudado o efeito de quatro níveis de compactação no solo no desenvolvimento inicial da cana-de-açúcar variedade RB 863129 parasitada por M. incognita. No quarto experimento, avaliou-se o efeito de níveis de estresse hídrico no solo e dos fungos micorrízicos arbusculares (FMA) Claroideoglomus etunicatum, Gigasporas rosea, Acaulospora longula e Fuscutata heterogama no desenvolvimento vegetativo inicial, produção de biomassa fresca e seca, colonização micorrízica, teores de fósforo, proteínas, enzimas e aminoácido da cana-de-açúcar variedade RB 857515. E no quinto, foram avaliados efeitos da interação estresse hídrico (100 e 50% da capacidade do pote) × Meloidogyne incognita × FMA (mistura de C. etunicatum, G. rosea, A. longula e F. heterogama) no desenvolvimento vegetativo, produção de biomassa, e multiplicação do fungo e do nematoide em cana-de-açúcar variedade RB 863129. O nível de estresse hídrico aplicado (50% da capacidade do pote) diminuiu a reprodução de M. incognita em feijoeiro caupi. O parasitismo de M. incognita potencializou o estresse hídrico induzindo aumento de proteína solúvel na planta. As respostas das enzimas oxidativas ao estresse hídrico e parasitismo de M. incognita foram variáveis. A peroxidase não foi afetada, a atividade da catalase foi diminuída pelo parasitismo do nematoide, a da ascorbato peroxidase foi diminuída pelo estresse hídrico e a da polifenoloxidase foi diminuída pelo estresse hídrico e∕ou parasitismo de M. incognita. Em meloeiro, o nematoide diminuiu o comprimento e as biomassas fresca e seca da haste, a biomassa fresca total e o número de folhas e de flores do meloeiro amarelo. Além disso, Bacillus sp. diminuiu a reprodução do nematoide e o número de galhas. Em cana-de-açúcar, o aumento dos níveis de compactação do solo de 1,65 g cm-3 para 1,82 g cm-3 proporcionou redução na multiplicação de M. incognita e aumento no comprimento do colmo da variedade RB 863129, mas não afetou as outras variáveis de desenvolvimento planta. O nível de estresse hídrico de 50% CP diminuiu o diâmetro do colmo, a biomassa fresca da parte aérea e raiz da cana-de-açúcar variedade RB 857515, como também os FMA no solo e raiz da planta. Entretanto, os FMA e o nível de estresse hídrico de 50% CP, isoladamente ou em conjunto, não afetaram a altura da planta, número de folhas, matéria seca e teores de fósforo, proteínas solúveis totais, catalase, ascarbato peroxidase, polifenoloxidase, peroxidase e prolina da cana-de-açúcar. Tanto o estresse hídrico como o M. incognita diminuíram o crescimento vegetativo e a produção de biomassa fresca e seca da cana-de-açúcar variedade RB 863129. Os FMA aumentaram a biomassa fresca do colmo e raiz da cana-de-açúcar. O estresse hídrico aumentou as populações de FMA no solo e raiz. Os FMA diminuíram o número de galhas e o número de ovos de M. incognita nas raízes. Tanto o estresse hídrico como M. incognita reduziram a atividade da enzima ascorbato peroxidase na cana-de-açúcar, mas o nematoide aumentou as concentrações de polifenoloxidase e de proteína solúvel na planta. O estresse hídrico reduziu os teores de P das folhas, mas os FMA aumentam os teores de P no colmo, contudo o aumento de P promovido pelos FMA não ocorreu sob estresse hídrico. As atividades das enzimas catalase e peroxidase e do aminoácido prolina não foram afetados pelo estresse hídrico, M. incognita e/ou FMA, 45 dias após a inoculação do nematoide.

Nella sperimentazione si sono valutati alcuni aspetti tecnici e tecnologici relativi alla produzione di energia, in forma di biogas, ottenuta dalla digestione anaerobica di scarti provenienti principalmente da produzioni agricole – zootecniche. Questa tecnica è ben nota e utilizzata da diversi anni, ma a fronte di un crescente interesse da parte delle autorità locali, contrappone una certa stazionarietà nella risoluzione dei principali problemi che la accompagnano. Agendo su un territorio locale che fa dell’agricoltura, e della zootecnia, uno dei comparti produttivi maggiormente soggetto a rischi economici, questo studio fornisce alcune risposte pratiche, e attuabili, agli operatori locali volto sia a migliorare la produzione di metano da reattori esistenti, sia nella realizzazione di nuovi. La possibilità di risolvere problemi pratici come l’abbattimento dei cattivi odori e la gestione dei reflui zootecnici, a fronte di tempi di ritorno degli investimenti inferiori ai dieci anni, rende agricoltori e allevatori molto ben disposti verso soluzioni di questo tipo. L’obiettivo è stato quello di realizzare un digestore anaerobico sperimentale di medie dimensioni, e utilizzarlo per effettuare una serie di prove volte a testare le rese di differenti tipologie di mix. Il presente lavoro si articola in cinque capitoli; il primo affronta le tematiche relative al recupero di energia dalla biomassa. In particolare sono illustrati i molteplici benefici ambientali ed economici, e le diverse tecnologie legate alla digestione anaerobica. Quest’ultimo argomento viene esplicitato nel dettaglio nel capitolo successivo, dove si riportano i processi tecnologici che permettono la produzione di metano da biomassa organica. Nel terzo capitolo viene descritta la filiera del biogas, valutando la scelta della biomassa, e le principali linee di trattamento aziendali. Inoltre si approfondiscono le modalità di pretrattamento e successivo impiego del biogas, oltre al corretto utilizzo agronomico del digestato, in linea con la normativa vigente. Nel quarto capitolo si descrivono gli strumenti operativi impiegati per la realizzazione del presente lavoro: nella prima parte è presente un’approfondita descrizione del digestore anaerobico sperimentale, mentre nella successiva viene affrontato lo sviluppo degli strumenti informatici impiegati per l’analisi dei dati post-prova. Infine viene illustrato lo svolgimento dei test sui vari mix utilizzati: ad una prima fase di calibrazione con l’impiego di letame suino, è stata testata una miscela di letame bovino e siero di latte. Successivamente dopo una serie di modifiche tecniche all’impianto, sono stati effettuati dei test conoscitivi sul potenziale metanigeno di un mix di letame bovino e insilato di mais. Grazie ai risultati ottenuti si è deciso di effettuare delle prove sulla stessa miscela, ma a carico organico variabile. Seguono le considerazioni finali, e le prospettive future.

Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2018-09-26T18:16:31Z No. of bitstreams: 2 Patrici_Kostaneski_2018.pdf: 3370138 bytes, checksum: 59c3e8b05899808ae4e2b12fe08667ad (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
As the expansion of the swine sector occurs, the amount of residues generated increases, in the same way or even more, mainly in the animal production area. In this way, appears the challenge for society, which consists in increasing the swine production without losing the environmental quality. This work aims to make a comparative analysis of data obtained through the management and treatment of manure in swine enterprises that use stabilization ponds and biodigesters located in the city of Toledo – PR. The enterprises to be studied have a production system determined as Growth and Termination Unit with animal stock ranging from 800 to 1200 swines. Twelve enterprises of the swine industry will be analyzed, six of which use stabilization ponds and six that have biodigestors in operation. The removal efficiencies of TS, FS and VS were analyzed, the estimation of the state of the biodigestion process, the mass variability, the biogas gas content of biodigesters and estimated biogas production by VS removed from biodigesters and stabilization ponds. Greater efficiencies of solids removal were observed in biodigesters. The state of the anaerobic biodigestion process presented satisfactory values mainly in the biodigesters, but both treatments indicated disturbances in the processes. There was greater mass variability in the inlet and outlet of biodigesters. The highest levels of CH4 and CO2 found were 63.10 and 38.60%, respectively. The estimated biogas production by VS removed had a mean yield of 63.23 m³ day-1 for the biodigesters and 26.44 m³ day-1 for the stabilization ponds. With the study, it was verified that greater efficiencies occurred in the handling and treatment of swine manure through the biodigesters.
Na medida que ocorre a expansão do setor suinícola, cresce da mesma maneira ou até mais a quantidade de resíduos gerados, principalmente na área da produção de animais. Desta maneira, surge então o desafio para a sociedade, que consiste no aumento da produção de suínos sem perder a qualidade ambiental. Este trabalho teve como objetivo fazer uma análise comparativa de dados obtidos através do manejo e tratamento de dejetos em empreendimentos da suinocultura que utilizam lagoas de estabilização e biodigestores localizados no município de Toledo - PR. Os empreendimentos estudados foram de Unidades de Crescimento e Terminação com plantel animal variando entre 800 a 1200 suínos. Foram analisados doze empreendimentos, sendo seis com lagoas de estabilização e seis com biodigestores em operação. Foram analisadas as eficiências de remoção de ST, SF e SV, a estimativa do estado do processo de biodigestão, a variabilidade de massa, o teor de gases do biogás dos biodigestores e a produção estimada de biogás por SV removidos nos biodigestores e lagoas de estabilização. Observou-se maiores eficiências de remoção de sólidos nos biodigestores. O estado do processo de biodigestão anaeróbia apresentaram valores satisfatórios principalmente nos biodigestores, mas ambos os tratamentos indicaram distúrbios nos processos. Houve maior variabilidade de massa nas entradas e saída de biodigestores. Os maiores teores de CH4 e CO2 encontrados foram de 63,10 e 38,60%, respectivamente. A produção estimada de biogás por SV removidos apresentou rendimento médio de 63,23 m³ dia-1 para os biodigestores e 26,44 m³ dia-1 para as lagoas de estabilização. Com o estudo realizado verificou-se que ocorreram maiores eficiências no manejo e tratamento de dejetos da suinocultura por meio dos biodigestores.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dilcemara Cristina Zenatti.pdf: 3283328 bytes, checksum: 7aa4b120d287db79b605fc5010d7c5e6 (MD5) Previous issue date: 2007-01-25
Universidade Federal do Paraná. Campus de Palotina
The agribusiness possesses a high potential of negative environmental impacts related to the generation of residues, overcoat of liquid effluents rich in organic matter and nutrients. The release of those no treated effluents has been the cause of serious damages to the environment. The biological treatment of the nitrogen compositions has been an alternative to improve the quality of the effluents. One of the biological processes is constituted of the nitrification follow by desnitrification, being the nitrification the limiting factor for good performance of the system. The objective of this work was to evaluate the influence of the aeration and of the time of reaction in the process of nitrification of the tilapia effluent in sequential batch reactor with immobilized biomass. The experiment was driven in laboratory scale where two levels of flow of air were tested (QAr = 3 and 6 L.min-1) and two levels of time of reaction (TR = 6 and 12 hours), configuring a factorial experimental planned with four treatments: T1 (QAr=3 L.min-1 and TR = 6:00); T2 (QAr=6 L.min-1 and TR = 6:00), T3 (QAr=3 L.min- 1 and TR = 12:00) and T1 (QAr=6 L.min-1 and TR = 12:00), and four repetitions. The efficiency of Conversion was evaluated (%) of the amoniacal nitrogen to nitrate, the efficiency of Removal (%) of amoniacal nitrogen and the kinetic profile of the nitrification, with the calculation of the apparent kinetic constants k1 and k2. The results showed that the increase in the reaction time (TR) and the increment in the air flow is favorable in the nitrification process. Being that the T4 treatment was what presented better resulted in all the factors analyzed with average values of efficiency for conversion and removal of 57,27± 27,05% and 81,90±3,80, respectively and 0,00300±0,00030 min-1 and 0,00298±0,00024 min-1 for the apparent constants k1 and k2.
A agroindústria possui um elevado potencial de impactos ambientais negativos relacionados à geração de resíduos, sobretudo de efluentes líquidos ricos em matéria orgânica e nutrientes. O tratamento biológico dos compostos nitrogenados tem sido uma alternativa para melhorar a qualidade dos efluentes. Um dos processos biológicos constitui-se da nitrificação seguida da desnitrificação, sendo a nitrificação fator limitante para o bom desempenho do sistema. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da aeração e do tempo de reação no processo de nitrificação de efluente de abatedouro de tilápia em reator em batelada seqüencial com biomassa imobilizada. O experimento foi conduzido em escala de laboratório onde foram testados dois níveis de vazão de ar (QAr = 3 e 6 L.min-1) e dois níveis de tempo de reação (TR = 6 e 12 horas), configurando um planejamento experimental fatorial com quatro tratamentos: T1 (QAr=3 L.min-1 e TR= 6h); T2 (QAr=6 L.min-1 e TR= 6h), T3 (QAr=3 L.min-1 e TR= 12h) e T1 (QAr=6 L.min-1 e TR= 12h), e quatro repetições para cada tratamento. Avaliou-se a eficiência de Conversão(%) do nitrogênio amoniacal a nitrato, a eficiência de Remoção(%) de nitrogênio amoniacal e o perfil cinético da nitrificação, com o cálculo das constantes cinéticas aparentes k1 e k2. Os resultados mostraram que o aumento no tempo de reação (TR) e o incremento na vazão de ar foram favoráveis no processo de nitrificação, sendo que o tratamento T4 foi o que apresentou melhores resultados em todos os fatores analisados com valores médios de eficiência para conversão e remoção de 57,27 ± 27,05% e 81,90 ± 3,80, respectivamente e 0,00300 ± 0,00030 min-1 e 0,00298 ± 0,00024 min-1 para as constantes aparentes k1 e k2.

To prevent the most severe impacts of climate change the European Union has set itself targets for reducing greenhouse gas emissions produced by human activities. The mission is to transform Europe into a highly energy-efficient, low carbon economy, by reducing emissions from the main sectors (power generation, industry, transport, buildings and construction, as well as agriculture) in the order of 40% by 2030 and 60% by 2040. Energy production from renewable sources is one of the main pillars in the European ("Europe 2020", the new climate-energy package for 2030 and "Energy Roadmap 2050"), national (the "Strategy National Energy Strategy "(SEN)," National Action Plan for Renewable Energy "(PAN) and" Action Plan for Energy Efficiency "(PAEE)) and regional ("Burden Sharing "energy Plan and the Region of Veneto) climate and energy policy. In rural areas, priority could be given in Italy to energy from sustainable biomass resources due to their concomitant positive effects in terms of sustainable forest and waste-management, with due regard to local/regional environmental conditions and constraints. My scientific research aim at developing an innovative technological solution for small farm business that leads to improve their competitiveness through the reduction of fixed costs associated to waste disposal and energy supply and thorough an additional income resulting from feed-in tariff mechanism. For this reason we create a partnership between the Department of Industrial Engineering (DII) and the Department of Industrial Engineering and Management Systems (DTG) and the company farm "Pronto Giardino snc". The project, called "VERAGRI - Renewable Energy - "Generatore Tristadio a scarti verde per aziende agricole", was funded under Measure 124 (Cooperation for development of new products, processes and technologies in the agriculture, food and forestry - action challenges - EC Reg 1698/2005 - PSR Veneto - DGR 745 of 15/03/2010). The project has concerned the study, the evaluation and the implementation of an innovative prototype of gasification system for energy self- sufficiency and environmental impact reduction of the company farm through the enhancement of green waste resulting from the activities of pruning and mowing. The Phd thesis has been divided into a first part on the European, national and regional framework about promotion of renewable energy sources evaluating the potential related to the exploitation of energy from residual biomass. The second part describes in detail the stages of development and construction of the prototype, highlighting, for each of those, the objectives and the results obtained. Finally, the third part analyzes the cost-effectiveness related to the realization of cogeneration system fueled by residual biomass. The Chapter 2 - "Energy Policy and development scenarios" analyzes the European and National strategy in order to promote resource efficiency and renewable energies. It examines in depth the proposed tools to achieve the expected results for 2020, 2030, and 2050. These targets impact on regional policy as a result of the D.M. March 15, 2012 (called "Burden Sharing") , which divides at the regional level the national target of 17 % of consumption of renewable energy sources on gross final energy consumption. The chapter ends with the description of the methodology used to elaborate the trend scenario, energy efficiency scenario and renewable energy scenario. These scenarios were developed for Veneto Region for the purposes of the Regional Energy Plan; a tool to plan energy policy and identify the actions to achieve the goals set in the Burden Sharing. The Chapter 3 - "Energy potential of residual biomass" analyzes the biomass energy potential at regional and provincial level, focusing on residual ligneous biomass coming from forestry, agriculture and urban waste. For each sector was estimated provincial and regional availability of residual biomass and quantified the potential energy resulting from their exploitation both in terms of primary energy produced and in terms of percentage of gross final consumption covered. The Chapter 4 - "The project VERAGRI - Development of a prototype of gasifier fueled by residual biomass" deals in detail the stages of the development of the micro-CHP prototype. The project activities have concerned the analysis of the physical-chemical properties of biomass samples resulting from the activities of pruning, the choice of the process of energy conversion and the design and construction of the gasification reactor and of the auxiliary systems (the filtration system, the pre-treatment system, the electricity and thermal energy generator, the cooling system and the management system). For each element of the system have been highlighted the problems and technical solutions envisaged. In the final part of the chapter is presented the economic scheme of the project VERAGRI and an analysis of the legislation regarding the future commercialization. Finally, Chapter 5 "Economic Analysis and Renewable Incentives" analyzes in detail the financial aspects relating to investments incurred for the installation of the prototype. Once verified compliance with the requirements for access to the incentive system provided by D.M. July 6, 2012, it analyzed the payback time, the cash flows and the Net Present Value (NPV) for the micro-CHP system, comparing them with products currently available on the market. The economic analysis has also allowed to highlight some of the factors essential for a profitable investment.
Le strategie di mitigazione ed adattamento al cambiamento climatico adottate dall'Unione Europea mirano alla riduzione delle emissioni di gas serra in atmosfera causate dall'attività antropica ed in particolare dalla produzione e dall'impiego di energia. L'obiettivo europeo è quello di trasformare l'economia europea in un'economia competitiva capace di gestire in modo sostenibile ed efficiente le risorse naturali. L'aumento di produzione di energia da fonti rinnovabili è uno dei pilastri su cui si fonda la strategia europea ("Europa 2020", il nuovo pacchetto clima-energia per il 2030 e "Energy Roadmap 2050"), la strategia nazionale ("Strategia Energetica Nazionale" (SEN), "Piano di Azione Nazionale per le Energie Rinnovabili" (PAN) e "Piano di Azione per l'Efficienza Energetica" (PAEE)) e quella regionale ("Burden Sharing" e Piano Energetico della Regione del Veneto). In particolare, nelle zone rurali italiane colpite dall'attuale crisi del settore primario, la priorità dovrebbe essere data all'energia sostenibile da biomasse nella misura in cui associa effetti positivi in termini di gestione forestale e dei rifiuti e/o sottoprodotti, nel dovuto rispetto delle condizioni ambientali locali e dei relativi vincoli. L'oggetto della ricerca scientifica del dottorato è stato lo sviluppo di una soluzione tecnologica innovativa adatta al contesto della piccola azienda agricola, con l'obiettivo di migliorare la competitività aziendale sia attraverso la riduzione dei costi fissi legati allo smaltimento degli scarti agricoli e all'approvvigionamento energetico (energia elettrica e combustibili fossili) sia attraverso la generazione di un reddito aggiuntivo grazie al sistema di incentivazione nazionale per la produzione di energia da fonti rinnovabili. Con questa finalità è stato progettato e realizzato un prototipo di sistema di gassificazione (finanziato dalla Regione Veneto - finanziato nell'ambito della misura 124 - Cooperazione per lo sviluppo di nuovi prodotti, processi e tecnologie nel settore agricolo, alimentare e forestale - azione nuove sfide) che ha visto la collaborazione del Dipartimento di Fisica Tecnica (ora Dipartimento di Ingegneria Industriale - DII), del Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali (DTG) e dell'azienda florovivaistica "Pronto Giardino snc". Il lavoro è stato suddiviso in una prima parte di inquadramento generale delle politiche europee, nazionali e regionali in tema di promozione delle fonti rinnovabili analizzando, in particolare, il potenziale connesso alla valorizzazione energetica delle biomasse residuali. La seconda parte, invece, descrive in dettaglio le fasi di progettazione e costruzione del prototipo, presentando per ciascuna di esse gli obiettivi ed i risultati ottenuti. Infine la terza parte analizza la convenienza economica connessa alla realizzazione dell'impianto a biomassa residuale. In particolare, il capitolo 2 - "Politiche energetiche e scenari di sviluppo" descrive la strategia e la politica europea e nazionale in tema di uso efficiente delle risorse e sviluppo delle fonti rinnovabili. Analizza quali sono gli strumenti a disposizione delle amministrazioni per conseguire i risultati attesi per il 2020, 2030 e 2050. Obiettivi che si ripercuotono sulla politica regionale a seguito del D.M. 15 marzo 2012 ("Burden Sharing"), il quale ripartisce a livello regionale l'obiettivo nazionale del 17% di consumo di fonti rinnovabili sui consumi finali lordi. Nella parte conclusiva del è descritta la metodologia usata per creare gli scenari tendenziali, di efficienza energetica e di sviluppo delle fonti rinnovabili elaborati per conto dell'Unità di Progetto Energia della Regione del Veneto ai fini della redazione del Piano Energetico Regionale, strumento di pianificazione ed indirizzo in materia energetica che individua le azioni per il raggiungimento degli obiettivi posti nel Burden Sharing. Il capitolo 3 - "Valorizzazione energetica della biomassa residuale" analizza il potenziale di valorizzazione energetica delle biomasse a livello regionale e provinciale, focalizzando l'attenzione sulle biomasse residuali di natura ligno-cellulosica originate nel settore forestale, agricolo ed urbano. Per ciascun settore è stata calcolata la disponibilità regionale e provinciale di biomassa residuale e quantificato il potenziale derivante dalla loro valorizzazione energetica sia in termini di energia primaria prodotta che di quota di consumi finali lordi coperti. Il capitolo 4 - "Il progetto VERAGRI - Sviluppo di un prototipo di gassificatore alimentato a biomassa residuale" descrive in dettaglio le fasi di realizzazione del prototipo di micro-cogeneratore. Le attività previste hanno riguardato l'analisi delle proprietà chimico-fisiche dei campioni di biomassa raccolti nell'azienda agricola, la scelta del processo di valorizzazione energetica, il dimensionamento e la costruzione del reattore di gassificazione, del sistema di filtraggio, del sistema di pre-trattamento della biomassa residuale, del sistema di produzione di energia termica ed elettrica, del sistema di raffreddamento e del sistema di gestione. Per ogni elemento del sistema sono state evidenziate le problematiche e le soluzioni tecniche adottate. Nella parte finale del capitolo è presentato il quadro economico complessivo relativo al progetto VERAGRI e un'analisi della normativa in vista della futura commercializzazione. Il capitolo 5 - "Analisi economica e strumenti di incentivazione" valuta in dettaglio l'aspetto finanziario connesso all'investimento sostenuto per l'installazione del prototipo. Verificata la rispondenza ai requisiti per l'accesso al sistema di incentivazione previsto dal D.M. 6 luglio 2012, sono analizzati i tempi di ritorno, i flussi di cassa attualizzati, il Valore Attuale Netto (VAN) riferiti al micro-cogeneratore, confrontandoli con i prodotti attualmente disponibili in commercio. L'analisi economica ha inoltre permesso di evidenziare quali siano i fattori essenziali per un investimento redditizio.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-03-07T17:48:08Z No. of bitstreams: 2 Edward_SeabraJunior2017.pdf: 2875322 bytes, checksum: 57310f51cbc8163b39267e4846dd312f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
Made available in DSpace on 2018-03-07T17:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Edward_SeabraJunior2017.pdf: 2875322 bytes, checksum: 57310f51cbc8163b39267e4846dd312f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-09-18
In the face of the depletion of natural resources, the discussions involving energy issues are seeking a sustainable and conscious use of energy inputs. In Brazil about 30 % of the energy used comes from renewable sources (hydroelectric or biomass). The use of biomass as a renewable source degrades the energy matrix and represents a low cost alternative with high energy potential. This work will present a bench test to measure the production of the biogas volume and its components, through the BMP - Biochemichal Potential Methane test. A blend of biomass, sugarcane bagasse in the proportion by weight of 70 % was used, varying its granulometry in three types of sieves, and 30 % swine manure, inoculated in batch biodigesters. The study was carried out with 4 treatments and 3 replicates, aiming to verify in which of the treatments the largest volume of biogas production occurred, observing the inherent characteristics of the gases present (CH4, CO2, H2S), besides estimating parameters as percentage of fixed solids , volatiles, totals, removal of total, fixed and volatile solids, biogas yield in relation to total and volatile solids, total methane production in relation to total and volatile solids and total methane production. The hypothesis of this study is that the higher biogas production occurs in the treatment with smaller particle size of the sugarcane bagasse, due to the increase of the contact surface favoring the attack of the bacteria. The results of the evaluated parameters, showed that the experiment with smaller T4 particle size obtained superior performance to the others. It was concluded that, in the treatment with smaller particle size of sugarcane bagasse, greater biogas production occurred.
Diante o esgotamento de recursos naturais aumenta-se as discussões envolvendo questões energéticas buscando aproveitamento sustentável e consciente dos insumos energéticos. No Brasil cerca de 30 % da energia utilizada é proveniente de fontes renováveis (hidroelétrica ou da biomassa). O uso da biomassa como fonte renovável desonera a matriz energética e representa alternativa de baixo custo com alto potencial energético. Esse trabalho apresentará um teste de bancada para mensuração da produção do volume do biogás e de seus componentes, por meio do teste BMP – Biochemichal Potential Methane. Utilizou-se um blend de biomassas, bagaço de cana na proporção em peso de 70 % variando sua granulometria em três tipos de peneiras, e dejetos de suinocultura a 30 %, inoculados em biodigestores batelada. O estudo foi realizado com 4 tratamentos e 3 repetições, objetivando verificar em qual dos tratamentos ocorreu o maior volume de produção do biogás, observando as características inerentes aos gases presentes (CH4, CO2, H2S), além de estimar parâmetros como percentual de sólidos fixos, voláteis, totais, remoção de sólidos totais, fixos e voláteis, rendimento do biogás com relação a sólidos totais e voláteis, produção total de metano com relação a sólidos totais e voláteis e produção total de metano. A hipótese deste estudo é que a maior produção de biogás ocorra no tratamento com menor tamanho de partícula do bagaço de cana, em função do aumento da superfície de contato favorecendo assim o ataque das bactérias. Os resultados dos parâmetros avaliados, mostraram que o experimento com menor tamanho de partícula T4 obteve desempenho superior aos demais. Concluiu-se assim, que no tratamento com menor tamanho de partículas do bagaço de cana ocorreu maior produção de biogás.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-10-10T17:13:04Z No. of bitstreams: 1 Marcela Thays Luna Barreto.pdf: 288695 bytes, checksum: 5e5e1a80d342787777fd1cb292d3eddf (MD5)
Made available in DSpace on 2016-10-10T17:13:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcela Thays Luna Barreto.pdf: 288695 bytes, checksum: 5e5e1a80d342787777fd1cb292d3eddf (MD5) Previous issue date: 2011-07-29
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
The cassava wastewater is a waste liquid extracted from cassava roots during pressing for the manufacture of flour. The use of cassava wastewater is quite wide due to the facility of obtaining and the amount of nutrients and waster which characterize a natural fertilizer, mainly NPK elements. So, this study aimed to evaluate the influence of cassava wastewater application in the development as well as the macronutrient present in the maze hybrid AG-1051 and the soil chemical properties changes. The experiment was set up with two soils of different textures (sandy and medium textured) in 10-liters pots of soil in a protected environment. The doses of cassava wastewater were determined according to the requirements of K for maize crop and the treatments consisted of four doses of cassava wastewater ( 0; 11.2; 22.4; 44.8 m3 h-1). The treatments were arranged on an entirely randomized design with eight replications, in a factorial scheme of 4 x 2, in which four was the cassava wastewater doses and two soil types, totaling 64 experimental units. After 42 days the plants were harvested and determined the height and fresh weight. After drying the material in a over until constant weight, the dry matter, which after grinding in the Wiley mill and prepared the extracts analytical determinations of nutrients (N, P, Na and K), was carried out. Soil samples were collect in the pots of 3 L, which was mixed and dried in the air to perform the analysis of available P, K, Na, Ca, Mg, CE and pH on saturated paste extract. The results show significant effect for the doses of cassava wastewater for height and fresh and dry matter of shoots, as well as phosphorus and potassium. In contrast, the other variables were not effected. It was also observed changes in the chemical structure of soil, the elevation of pH, CE and studied the levels of cations, especially potassium.
A manipueira é um resíduo líquido extraído das raízes de mandiocas durante a prensagem para a fabricação da farinha. Sua utilização é bastante ampla pela facilidade de obtenção do resíduo e quantidades de nutrientes que caracteriza como fertilizante natural, principalmente os elementos NPK. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar o desenvolvimento bem como os teores de macronutrientes presentes no milho híbrido AG- 1051 e as modificações ocorridas nos atributos químicos do solo. O experimento foi conduzido com dois solos de texturas distintas em vasos de 10 L de solo em ambiente protegido. As doses foram determinadas de acordo com a necessidade de K para a cultura do milho e foram equivalentes a: 0, 11,2; 22,4; 44,8 m3 ha-1. Constituiu-se fatorial 4 x 2 com quatro doses de manipueira, dois tipos de solo e oito repetições, totalizando 64 unidades experimentais. Após 42 dias realizou a colheita das plantas, determinou-se a altura e massa fresca. Após secagem do material em estufa até atingir peso constante determinou-se a massa seca, que após trituração no moinho de facas tipo Wiley e preparados os extratos específicos. Realizaram-se determinações analíticas dos nutrientes: N, P, Na e K. Para o solo, foram coletadas amostras nos vasos de 3L, misturado e secados ao ar para realizar as análises de P disponível, K, Na, CEes, Ca, Mg e pH no extrato da pasta saturada. Os resultados demonstram que houve efeitos significativos para as doses de manipueira para altura e massa fresca e massa seca da parte aérea, bem como os teores de fósforo e potássio; o mesmo não ocorrendo com as demais variáveis. Também foi observado modificações na estrutura química do solo, com a elevação do pH, da CEes e dos teores de cátions estudados, principalmente, o potássio.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lidiana de Andrade.pdf: 573128 bytes, checksum: aea6329b21b37790be3adaed5e1f2ec1 (MD5) Previous issue date: 2008-06-11
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Effluents from fish slaughterhouse are rich in nutrients, among other there is nitrogen that causes eutrophication in rivers. Nitrogen removal can be done in two parts: Nitrification and Denitrification. Nitrification is influenced by factors such as temperature, pH, alkalinity, C/N relation and other. This experiment aimed to test the influence of air flow and ammonia concentration in nitrification process in a sequential batch reactor with immobilized biomass. The reactor had volume of 2.5L, it was operated as rotational central composed design (DCCR), which were tested the factors: air flow (1 to 3L.min-1), initial concentration of ammonia nitrogen (40 to 100mgN.L-1). The results evaluated were conversion rate of ammonia to nitrate, nitrite percentage of accumulation, and capacity of microorganisms detention. The results showed with confidence interval of 95%, that the concentrations decrease of evaluated factors significantly increased the conversion percentage of ammonia to nitrate. The nitrite percentage of accumulation was influenced significantly by the increasing concentration of ammonia. And the biomass capacity of detention has not suffered significant influence from any factors considered.
Os efluentes de abatedouro de peixes são ricos em nutrientes e, entre eles, está o nitrogênio que causa a eutrofização dos corpos de água. A remoção do nitrogênio pode ser feita em duas etapas: nitrificação e desnitrificação. A nitrificação é influenciada por fatores como temperatura, pH, alcalinidade, relação C/N entre outros. Este experimento teve como objetivo testar a influência da vazão de ar e da concentração de nitrogênio amoniacal no processo de nitrificação em reator em batelada seqüencial com biomassa imobilizada. O reator com volume de 2,5L foi operado conforme delineamento composto central rotacional, em que foram avaliados os fatores: vazão de ar (de 1 e 3 L.min-1); e concentração inicial de nitrogênio amoniacal (de 40 e 100 mgN.L-1). As variáveis-resposta analisadas foram: porcentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato, porcentagem de acúmulo de nitrito e capacidade de imobilização dos microrganismos. Os resultados mostraram, com intervalo de confiança de 95%, que a diminuição das concentrações dos fatores avaliados aumentou significativamente a porcentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato. A porcentagem de acúmulo de nitrito foi influenciada de forma significativa somente com o aumento da concentração de nitrogênio amoniacal. E a capacidade de imobilização da biomassa não sofreu influencia significativa de nenhum dos fatores analisados.

La Strategia Energetica Nazionale (SEN), considera lo sviluppo delle fonti rinnovabili come funzionale non solo alla riduzione delle emissioni ma anche fondamentale per il contenimento della dipendenza energetica. Lo studio condotto ha avuto lo scopo di definire una metodologia operativa per valutare la disponibilità e la distribuzione delle biomasse lignocellulosiche di residui di coltivazioni tipiche delle regioni meridionali peninsulari nei principali bacini delle attività agro-industriali di Abruzzo, Basilicata, Calabria, Campania, Puglia e Molise, nella consapevolezza che la valorizzazione delle biomasse residue agricole (BRA) è in grado di sostenere un ampio ventaglio di opportunità socio-economiche. Per arrivare alla stima della disponibilità della biomassa sono stati considerati: le superfici coltivate (ha), le rese produttive delle diverse colture (t/ha), il rapporto di sottoprodotto su prodotto principale, il valore di umidità, le percentuali di riutilizzo, attingendo a banche-dati rese disponibili da diversi enti e istituzioni. Il totale stimato delle BRA di seminativi, oliveti e vigneti ammonta a circa 2,3 ± 0,5 Mt/anno, a fronte di una superficie agricola di circa 1,7 milioni di ha. La caratterizzazione su base territoriale, realizzata in ambiente GIS, ha portato alla creazione di mappe utili per una immediata identificazione della distribuzione delle aree maggiormente vocate allo sviluppo di filiere bioenergetiche. Le situazioni riscontrate nelle diverse regioni sia riguardo alla produzione delle BRA sia riguardo alla diffusione e all’ubicazione degli impianti alimentati a biomassa nel territorio sono molto eterogenee e, con riferimento a tale contesto, sono state considerate le molte variabili che influenzano l’installazione sul territorio di un numero razionalmente dimensionato di impianti termoelettrici, assumendo di avviare alla valorizzazione energetica solo il 50% dei sottoprodotti disponibili, nella logica della filiera corta.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre_ Carvalho de Moura.pdf: 1339346 bytes, checksum: c6c44c93413060ef90d9799424d1bb5d (MD5) Previous issue date: 2015-02-24
wastewater use in agricultural soils has been adapted as an important pratice for agriculture. Due to the reduction of the availability of the quality of water resources is becoming increasingly important to add value to the use of water. The swine wastewater is rich in organic matter, composed of various elements of chemical origin, physical and biological. Its addition in soil and water resources without previous studies and knowledge of its components, can cause changes in the soil, contamination of surface and groundwater, biology changes in these environments, as well as the contribution and accumulation of groups of microorganisms in the environment, including pathogens. Most studies on swine wastewater, mainly in Brazil, are restricted to its physical and chemical components, evaluating its impact directly on the ground, water bodies or in plant productivity. Few studies focus on the microbial composition of this type of waste and especially on the risk of environmental contamination by pathogenic microorganisms or even on the impact of this element in the soil microbial community. Thus these animal manure may have an important role as initiators of infectious diseases in animals and humans. Thus, this thesis consists of two papers. In the first article, a study was done to check the bacterial composition present in swine wastewater, and to verify the possibility of eliminating these microorganisms through the main anaerobic treatment systems used in Brazil. It was evaluated in particular pathogenic microorganisms of gastrointestinal origin of the pigs and microbial environmental markers. The wastewater samples were taken from pig farms that use bio-manure storage tanks and digesters as treatment methods for the waste. The results clearly showed the presence of biomarkers and pathogens in swine wastewater. Despite the possibility of decrease of certain microbial groups throughout the stages of the treatment process, no elimination of pathogens in either treatment systems. Thus, demonstrates the possibility of the spread of pathogens and microorganisms in the environment. In the second paper, the objective was to evaluate the effect of application of swine wastewater associated with mineral fertilizer in agriculture, after a long time of application of swine wastewater in the soil microbial community. Thus, samples were collected from soils after 18 production culture cycles, with the application of wastewater from pig farms and assessed the quantitative effects (basal respiration, microbial biomass and metabolic quotient) and qualitative (DGGE, biodiversity indices, correlation between the chemical conditions and soil microbial activity) in the soil microbial community. The results showed that the application of swine wastewater, especially after long time and in higher concentrations, can change the dynamics of soil microbial community, impacting the dump site. The results of these studies show the need for further studies to apply this type of waste in agricultural soils, in order to minimize the risk of environmental contamination and/ or spread of pathogens.
A utilização de água residuária em solos agrícolas vem sendo praticada como importante opção para agricultura. Devido à redução na disponibilidade de recursos hídricos, a reutilização de água residuária vem ganhando espaço na agricultura com a agregação de valor para o uso de água. A água residuária da suinocultura é rica em matéria orgânica, composta por diferentes elementos de origem química, física e biológica. Sua adição no solo e recursos hídricos, sem estudos prévios e conhecimento de seus componentes, pode provocar contaminação de águas superficiais e subterrâneas, alterações da biologia destes ambientes, bem como o aporte e acúmulo de grupos de microrganismos no ambiente, incluindo patógenos. A maior parte dos estudos sobre água residuária da suinocultura, principalmente no Brasil, se restringe aos seus componentes físicos e químicos, avaliando seu impacto diretamente sobre o solo, corpos d´agua ou na produtividade vegetal. Poucos estudos se concentram na composição microbiana deste tipo de resíduo e principalmente sobre o risco de contaminação ambiental por microrganismos patogênicos ou mesmo sobre o impacto deste elemento na comunidade microbiana do solo. Desta forma estes dejetos animais podem apresentar importante papel como iniciadores de doenças infecciosas em animais e seres humanos. Este trabalho de tese é constituído de dois artigos. No primeiro artigo, foi feito um estudo para verificar a composição bacteriana presente na água residuária da suinocultura, bem como verificar a possibilidade de eliminação destes microrganismos através dos principais sistemas de tratamento anaeróbicos utilizados no Brasil. Foram avaliados em especial os microrganismos patogênicos, de origem gastrointestinal dos suínos e bioindicadores microbianos. As amostras de água residuária utilizadas foram provenientes de granjas que utilizavam de sistemas anaeróbicos com esterqueiras e biodigestores no tratamento do resíduo. Os resultados obtidos mostraram claramente a presença de coliformes, mesofilos aeróbios, bolores e leveduras, enterococos e patógenos na água residuária da suinocultura. Apesar da possibilidade de decréscimo de determinados grupos microbianos ao longo das etapas dos processos de tratamento, não houve eliminação de patógenos em nenhum dos dois sistemas de tratamento, o que pode possibilitar a disseminação de microrganismos e patogenos no meio ambiente. No segundo artigo, o objetivo foi avaliar o efeito da aplicação da água residuária da suinocultura associada a adubação mineral, em área agrícola, após longo tempo de aplicação, na comunidade bacteriana do solo. Assim, foram coletadas amostras de solo com 18 ciclos de produção, com aplicação de água residuária de suinocultura e avaliados os efeitos quantitativos (respiração basal, biomassa microbiana e quociente metabólico) e qualitativos (DGGE) na comunidade bacteriana do solo. Os resultados mostraram que a aplicação de água residuária da suinocultura, principalmente após longo tempo e em concentrações maiores, pode alterar a dinâmica da comunidade bacteriana do solo, impactando no local de despejo. Os resultados dos artigos mostram a necessidade de maiores estudos para aplicação deste tipo de resíduo na agricultura, a fim de minimizar os riscos de contaminação ambiental e ou disseminação de patógenos.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carla Limberger _Lopes (Tese revisada) 2016.pdf: 2793834 bytes, checksum: bd8e57da9e9986df4f212107c57ca249 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17
The aim of this study was to evaluate a combined anaerobic-aerobic upflow fixed-bed reactor with recirculation of the liquid phase for the removal of nitrogen and organic matter from poultry slaughterhouse wastewater. The reactor was made of an acrylic tube of internal diameter of 93 mm and the length of 1000 mm with a useful volume of 5.6 L being 3.5 L corresponding to the anaerobic compartments and 2.1 L to the aerobic one. The bed for immobilization of the biomass was formed by expanded clay and polyurethane foam. For discussing the results, this study was divided into three articles. In the first article, was evaluated the reactor performance with respect to the elimination of nitrogen (≈65 mg.NT.L-1) and organic matter (≈600 mg.DQO.L-1) due to the recirculation rate (R = 0.5, 1 and 2) and the hydraulic retention time (HRT) of 11 h (6.8 h in anaerobic condition and 4.2 h in aerobic condition) over the time. The best operating condition was obtained at the recirculating rate of 2. In this condition, the total nitrogen removal was 65% with the effluent concentration of 6 mg.NH4+.L-1 e 12 mg.NO3-.L-1. For all condition, the organic matter removal was greater than to 95% with the effluent concentration of approximately 20 mg.COD.L-1. Thus, the increasing of the recirculation rate influenced positively in the reactor performance. In the second article, the hydraulic detention time was evaluated (HDT) at 14 h, 11 h and 8 h with the recirculation rate (R) of 0.5 (Step I), R = 1 (Step II) and R 2 = (Step III). The affluent average concentrations were 65 mg.NT.L-1, 580 mg.COD.L-1, 77 mg L-1 of total alkalinity and pH of 6.4. The samples were collected inlet and output of each compartment along the reactor height. In the Step I, the nitrification efficiencies were 76%, 70% and 41% respectively for 14 h, 8 h and 11 h, showing the effect of HRT. In all steps, the alkalinity has been regarded as the limiting factor of the process and its deficit was 10 to 30%. It was attributed to this factor the low efficiency of total nitrogen removal of about 45%. Throughout the experiment the removal efficiency of organic matter in terms of chemical oxygen demand (COD) was over 90% and made to fit the first order kinetic model for degradation of the substrate. In the third article, was evaluated the hydrodynamic behavior of this system, through stimulus response tests using eosin Y dye as tracer. It has been evaluated the hydraulic retention time of 8 h with three recirculation rates, of .0.5, 1 and 2 times. Under these conditions, the removal of organic matter was greater than 90% and nitrogen conversion was favored by applying lower loads of (0.18 Kg.N.m-3.d-1). It was found that the hydrodynamic evaluation showed the continuous-stirred reactors behavior with 2 to 2.5 reactors in series (N-CSTR).
O objetivo desse trabalho foi avaliar um reator combinado anaeróbio-aeróbio de leito fixo e fluxo ascendente com recirculação da fase líquida, para a remoção de nitrogênio e matéria orgânica proveniente de água residuária de abatedouro de aves. O reator foi confeccionado em um tubo de acrílico de diâmetro interno de 93 mm e comprimento de 1000 mm, com volume útil de 5,6 L, sendo 3,5 L correspondentes aos compartimentos anaeróbios e 2,1 L correspondentes ao compartimento aeróbio. O leito para a imobilização da biomassa foi formado por argila expandida e espuma de poliuretano. A apresentação desse trabalho foi dividida em três artigos. No primeiro artigo, avaliou-se o desempenho do reator em relação à remoção de nitrogênio (≈65 mg.N.L-1) e de matéria orgânica (≈600 mg.DQO.L-1) em função da taxa de recirculação (R=0,5; 1 e 2) e do tempo de detenção hidráulica (TDH) de 11 horas (6,8 horas na condição anaeróbia e 4,2 horas na condição aeróbia), ao longo do tempo. A melhor condição operacional foi obtida com taxa de recirculação de 2. Nessa condição, a eficiência de remoção de nitrogênio total foi de 65% com concentrações efluentes de 6 mg.NH4+.L-1 e 12 mg.NO3-.L-1. Para todas as condições testadas, a eficiência de remoção de matéria orgânica apresentou-se superior a 95%, com concentração efluente de aproximadamente 20 mg.DQO.L-1. Assim, o aumento da taxa de recirculação influenciou positivamente no desempenho do reator. No segundo artigo, avaliaram-se os tempos de detenção hidráulica (TDH) de 14 horas, 11 horas e 8 horas com taxa de recirculação (R) de 0,5 (Ensaio I), R=1 (Ensaio II) e R=2 (Ensaio III). As concentrações médias afluentes foram 65 mg.NT.L-1, 580 mg.DQO.L-1, 77 mg.L-1 de alcalinidade total e pH de 6,4. As amostras foram coletadas na entrada e saída de cada compartimento, ao longo da altura do reator. Na Etapa I, e as eficiências de nitrificação foram de 76%, 70% e 41%, respectivamente para 14 horas, 11 horas e 8 horas, evidenciando o efeito do TDH. Em todas as etapas, a alcalinidade foi considerada o fator limitante do processo e o seu déficit variou de 10% a 30%. Atribuiu-se a esse fator a baixa eficiência na eliminação de nitrogênio total de aproximadamente 45%. Durante todo o experimento, a eficiência de remoção de matéria orgânica em termos de demanda química de oxigênio (DQO) foi superior a 90% e apresentou ajuste ao modelo cinético de primeira ordem para a degradação do substrato. No terceiro artigo, avaliou-se o comportamento hidrodinâmico desse sistema, a partir de ensaios de estímulo resposta utilizando o traçador Eosina Y. Avaliou-se o tempo de detenção hidráulica de 8 horas com as três taxas de recirculação, de 0,5, 1 e 2 vezes. Nessas condições, a remoção de matéria orgânica foi superior a 90% e a conversão de nitrogênio foi beneficiada com a aplicação de cargas menores (0,18 Kg.N.m-3.d-1). Na avaliação hidrodinâmica verificou-se que o reator apresentou comportamento de reator de mistura completa com 2 a 2,5 reatores em série (N-CSTR).

Um dos fatores que ainda retarda o uso do palhiço remanescente da colheita mecanizada para cogeração de energia é a falta de conhecimento de processos ou sistemas que viabilizem a retirada e transporte desse material até as unidades de cogeração. O objetivo desse trabalho foi estudar os desempenhos técnico, econômico e energético de uma enfardadora, em diferentes condições de distribuição de palhiço na superfície, buscando viabilizar o recolhimento do palhiço remanescente da colheita mecanizada. O ensaio foi realizado na Usina Iracema, município de Iracemápolis-SP, em área de cana-de-açúcar, colhida mecanicamente. A área foi dividida em três subáreas., com cinco repetições de 15 fardos cada. Os tratamentos utilizados foram: T1- palhiço in natura, sem enleiramento; T2- palhiço com enleiramento simples; T3- palhiço com enleiramento duplo. As principais avaliações foram: força na barra de tração, potência, velocidade efetiva, consumo de combustível, capacidades de produção e de campo efetivas, custos efetivos para o enfardamento, eficiência energética do enfardamento e potencial energético do palhiço recolhido. Os resultados mostraram que a demanda de força na barra para tracionar a enfardadora não mostrou diferenças entre os tratamentos e variou de 344,21 a 369,43 kgf, a demanda de potência exigida para o deslocamento do conjunto foi baixa podendo, dessa forma, reservar a maior parcela para o acionamento da TDP. Houve diferenças significativas nas velocidades operacionais, com valor de 4,9 km.h-1 no enfardamento sem enleiramento, 2,45 km.h-1 no enfardamento com leiras simples e 1,73 km.h-1 no enfardamento com enleiramento duplo. A capacidade de produção efetiva no tratamento T1 foi de 6,55 t.h-1, 8,1 t.h-1 no T2 e 5,81 t.h-1 no T3. A capacidade de campo efetiva foi de 7,75 t.ha-1 no T1; 9,2 t.ha-1 no T2 e 7,54 t.ha-1. O consumo horário de combustível no T1 foi de 7,86 l.h-1, no T2 foi de 7,48 l.h-1 e no T3 de 6,54 l.h-1. O consumo por tonelada de palhiço recolhido foi menor no tratamento T2 (0,92 l.t-1), seguido do T3 (1,13 l.t-1) e do T1 (1,20 l.t-1). O Tratamento T2 apresentou menor custo por tonelada de palhiço recolhido (7,45 R$.t-1), o custo no T1 foi de 9,33 R$.t-1 e no T3 foi de 10,49 R$.t-1. A eficiência energética da operação de enfardamento no T1 foi de 99,62%, no T2 foi de 99,71% e no T3 foi 99,64%. O potencial energético do palhiço recolhido no T1 foi 9,92 EBP.ha-1, no T2 foi 11,77 EBP.ha-1 e no T3 foi de 9,65 EBP.ha- 1. Diante dos resultados, pode concluir que: o enleiramento reduziu o teor de umidade do palhiço; a demanda de força de tração e de potência para tracionar a enfardadora foram pequenas; o sistema de recolhimento de palhiço em leiras simples apresentou melhor desempenho econômico e energético; por se tratar de uma enfardadora de baixa capacidade efetiva é inapropriada para operação em grandes áreas; considerando-se as inúmeras variáveis, intervenientes nos 3 tratamentos, entende-se que a melhor opção para o uso desta enfardadora é operação em área com enleiramento simples do palhiço.
One of the factors that still delay the use of the residue of sugar cane mechanical harvest for energy cogeneration is the lack of knowledge of processes or systems that allow the materials removal and transportation to the cogenerations place. The objective of this research was study the performances technical, economic and energetic of a bailing, in different conditions of distribution of sugar cane residue on the surface, trying to make viable the collection of the remaining mechanized harvest. The test was realized at sugar cane mill Iracema, located in Iracemápolis-SP, in an area of sugar cane, mechanically harvested. The area was divided into three sub-areas, with five replicates of 15 bales each. The treatments were: T1-sugar cane residue \"in natura\", without row; T2-sugar cane residue with simple row; T3-sugar cane residue with double row. The main evaluations were: force on traction bar, power, effective speed, fuel consumption, capacitys production and effectives field, bailings effectives costs, bailings energetic efficiency and energetic potential of the sugar cane residue bailed. The results showed that the force demand on traction bar to pull the baler showed no differences between the treatments and ranged from 344.21 to 369.43 kgf, the power demand required for the displacement the tractor and the baler was low and, thus, reserve the largest portion to operate the PTO. There were significant differences in operating speeds, with a value of 4.9 km.h-1 on baling without row, 2.45 km.h-1 on baling with simple row and 1.73 km.h-1 on baling with double row. The effective production capacity in the T1 was 6.55 t.h-1, 8.1 t.h-1 in T2 and 5.81 t.h-1 in T3. The effective field capacity was 7.75 t.ha-1 in T1, 9.2 t.ha-1 in T2 and 7.54 t.ha-1. The hourly consumption of fuel at T1 was 7.86 l.h-1 in T2 was 7.48 l.h-1 and T3 of 6.54 l.h-1. The consumption per ton of sugar cane residue collected was lower in treatment T2 (0.92 l.t-1), followed by T3 (1.13 l.t-1) and T1 (1.20 l.t-1). The treatment T2 had lower cost per ton of sugar cane residue baled (7.45.R$.t-1), the cost in T1 was 9.33 R$.t-1 and T3 was 10.49 R$.t-1. The energetic efficiency of the baling operation in T1 was 99.62% at T2 was 99.71% and 99.64% in T3. The energetic potential of the sugar cane residue baled at T1 was 9.92 EBP.ha-1 in T2 was 11.77 EBP.ha-1 and T3 was 9.65 EBP.ha-1. The results may conclude that: the rows operation reduced the sugar cane residue humidity, the demand of the traction force and power to pull the baler were small, the simple rows was the system that showed better performance and energy economic; the baler had a small effective capacity for this is inappropriate for large areas; considering the many variables that affects the treatments, understood that the best option for the use of this baler is operating in sugar cane residues areas with simple rows.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ariane Spiassi).pdf: 1569390 bytes, checksum: 114d48d3174f22f398b6fa99d7eb1b93 (MD5) Previous issue date: 2016-02-04
The use of biomass from plants that take part of crop rotation system can become an alternative to reduce the use of herbicides in controlling weeds. So, the objective of this trial was to evaluate plant growth, yield and quality of soybeans seeds cropped under fallow (without straw) and three periods (88, 52 and 25 days) of straw permanence of crambe on soil (Paper 1); to evaluate the effect of crambe dry biomass, equivalent to 0, 4; 10; 16; 22 and 28 t ha-1 on emergence and development of weeds such as wild poinsettia and hairy beggartick species (Paper 2); and to identify secondary compounds of crambe as well as evaluate the bioactivity of hexane extracts, ethyl and methanol acetate on seeds germination and growth of tomato, wild poinsettia,hairy beggartick, and soybeans seedlings (Paper 3). The results have stated that crambe straw did not show negative effects on growth and development of soybean plants. In addition, there was an increased yield for soybeans crop when straw remained 88 days on soil, prior to sowing, which did not interfere negatively on seeds quality. It was observed that weed seeds presented an impaired emergency when exposed to crambe biomass. Wild poinsettia growth did not change with different amounts of biomass. However, hairy beggartick plants had a linear growth decrease when the amount of biomass in crambe increased on soil. It was also observed that each solvent extracted different compounds in a phytochemical screening. Flavonoids were also found out only by ethyl acetate extract and saponin was obtained only by methanol extract. There was high allelopathic effect of extracts concerning hexane, ethyl acetate and methanol of crambe on tomato as a bio-indicator species. The hexane extracts and ethyl acetate also showed inhibitory effect on hairy beggarticks weed and did not have negative effects on soybeans. Finally, this information can contribute to future researches about bioactive compounds isolation in crambe and use them as a possible bio-herbicide alternative to control weeds. Further studies are indicated to isolate and identify possible active molecules present in the extracts. It is also recommended the use of crambe in crop rotation with soybeans as an alternative to reduce emergence of weeds such as wild poinsettia and hairy beggartick.
A utilização da biomassa de plantas que compõem o sistema de rotação de culturas pode tornar-se alternativa para reduzir o uso de herbicidas no controle das plantas invasoras. Assim, objetivou-se avaliar o desenvolvimento das plantas, a produtividade e a qualidade das sementes da soja cultivada sobre pousio (sem palhada) e três períodos (88, 52 e 25 dias) de permanência da palhada de crambe sobre o solo (Artigo 1); avaliar os efeitos da biomassa seca de crambe, equivalente a 0, 4; 10; 16; 22 e 28 t ha-1, sobre a emergência e crescimento das espécies invasoras leiteiro e picão-preto (Artigo 2); identificar compostos secundários de crambe e avaliar a bioatividade dos extratos hexânico, acetato etílico e metanólico sobre a germinação de sementes e o crescimento de plântulas de tomate, leiteiro, picão-preto e soja (Artigo 3). Os resultados expressaram que a palhada de crambe não apresenta efeitos negativos sobre o crescimento e desenvolvimento das plantas de soja. Além disso, verificou-se maior produtividade para a cultura da soja quando a palhada do crambe permaneceu 88 dias sobre o solo, antecedendo à semeadura não interferindo negativamente sobre a qualidade das sementes. Observou-se que as sementes das plantas invasoras tiveram a emergência prejudicada quando submetidas à biomassa de crambe. O crescimento do leiteiro não sofreu alteração com as diferentes quantidades de biomassa. Contudo, as plantas de picão-preto tiveram redução linear do crescimento quando foi aumentada a quantidade de biomassa do crambe sobre o solo. No screening fitoquímico, observou-se que cada solvente extraiu compostos diferentes. Flavonoides foram encontrados somente no extrato acetato etílico e a saponina apenas no extrato metanoico. Verificou-se elevado efeito alelopático dos extratos hexânico, acetato de etila e metanólico de crambe sobre a espécie bio-indicadora tomate. Os extratos hexânico e acetato etílico também apresentaram efeito inibitório sobre a planta invasora picão-preto e não tiveram efeitos negativos sobre a soja. Por fim, essas informações podem contribuir com pesquisas futuras para isolamento de compostos bioativos de crambe e utilização como possível bio-herbicida para controle alternativo de plantas invasoras. Estudos mais aprofundados são indicados para isolar e identificar possíveis moléculas ativas presentes nos extratos. Também recomenda-se o uso de crambe em rotação de cultura com a soja como alternativa para redução da emergência das plantas invasoras leiteiro e picão-preto.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-06Bitstream added on 2014-06-13T19:31:37Z : No. of bitstreams: 1 000756934.pdf: 1452179 bytes, checksum: 821c01bc2b142723fd36a737540c3fc0 (MD5)
Este estudo teve como objetivo avaliar densidade de carga da produção de cavacos em função da granulometria de dois sistemas florestais de curta rotação de Eucalyptus urograndis. Um ensaio foi realizado em Botucatu- SP, o plantio da área em ocorreu em julho 2010, com espaçamento de 2,8 x 1,5 m, e com 30 meses a área foi colhida, com a utilização de uma carreta com células de carga e com volume conhecido e foi realizada pesagens para seis dimensões de cavacos (5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm e 33 mm) tendo três repetições para cada, para poder determinar a densidade de carga. Em janeiro de 2010, foi implantado em Taiobeiras- MG, o outro ensaio, com os diferentes clones (I-144, I-224, I-042 e I-60) no espaçamento de 4,0 x 0,5 m com a finalidade de produção de bioenergia na forma cavacos de 33 mm. A colheita foi realizada com 37 meses, com uma carreta de volume conhecido e uma balança rodoviária para determinar a densidade de carga. Para os dois ensaios foi utilizado o mesmo sistema mecanizado específico para produção de cavaco. Os resultados foram analisados pela análise de variância e, posteriormente, teste de Tukey. Concluindo que quanto maior dimensão dos cavacos menor a densidade de carga e que numa mesma situação para diferentes clones da mesma espécie de eucalipto se encontra diferentes valores de densidade de carga
This study aimed to evaluate the bulk density of a wood chip production as a function of particle size of two short forestry rotation system of Eucalyptus urograndis. One trial was conducted in Botucatu-SP, the planting area occurred in July 2010, with spacing of 2.8 x 1.5 m, and within 30 months the area was harvested with the use of a trailer with load cells and known volume, and was weighing carried out for six dimensions chip (5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm and 33 mm) with three replicates for each, in order to determine the bulk density. In January 2010, it was deployed in Taiobeiras-MG, the second test, with different clones (I-144, I-224, I-042 and I-60) at a spacing of 4.0 x 0.5 m with purpose of bioenergy production in 3 the form of 33 mm wood chips. The harvest was performed 37 months, with a cartload of known volume and scale road to determine the bulk density. For both tests the same specific mechanical system was used to produce chip. The results were analyzed by analysis of variance and then the Tukey test. In conclusion that the larger dimension of the wood chips minus the bulk density and in the same situation for different clones of the same species of eucalyptus is different values of bulk density.

Orientador: Saulo Philipe Sebastião Guerra
Coorientador: José Mauro Santana da Silva
Banca: Fabio Minoru Yamaji
Banca: Franciane Andrade de Pádua
Resumo: Este estudo teve como objetivo avaliar densidade de carga da produção de cavacos em função da granulometria de dois sistemas florestais de curta rotação de Eucalyptus urograndis. Um ensaio foi realizado em Botucatu- SP, o plantio da área em ocorreu em julho 2010, com espaçamento de 2,8 x 1,5 m, e com 30 meses a área foi colhida, com a utilização de uma carreta com células de carga e com volume conhecido e foi realizada pesagens para seis dimensões de cavacos (5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm e 33 mm) tendo três repetições para cada, para poder determinar a densidade de carga. Em janeiro de 2010, foi implantado em Taiobeiras- MG, o outro ensaio, com os diferentes clones (I-144, I-224, I-042 e I-60) no espaçamento de 4,0 x 0,5 m com a finalidade de produção de bioenergia na forma cavacos de 33 mm. A colheita foi realizada com 37 meses, com uma carreta de volume conhecido e uma balança rodoviária para determinar a densidade de carga. Para os dois ensaios foi utilizado o mesmo sistema mecanizado específico para produção de cavaco. Os resultados foram analisados pela análise de variância e, posteriormente, teste de Tukey. Concluindo que quanto maior dimensão dos cavacos menor a densidade de carga e que numa mesma situação para diferentes clones da mesma espécie de eucalipto se encontra diferentes valores de densidade de carga
Abstract: This study aimed to evaluate the bulk density of a wood chip production as a function of particle size of two short forestry rotation system of Eucalyptus urograndis. One trial was conducted in Botucatu-SP, the planting area occurred in July 2010, with spacing of 2.8 x 1.5 m, and within 30 months the area was harvested with the use of a trailer with load cells and known volume, and was weighing carried out for six dimensions chip (5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm and 33 mm) with three replicates for each, in order to determine the bulk density. In January 2010, it was deployed in Taiobeiras-MG, the second test, with different clones (I-144, I-224, I-042 and I-60) at a spacing of 4.0 x 0.5 m with purpose of bioenergy production in 3 the form of 33 mm wood chips. The harvest was performed 37 months, with a cartload of known volume and scale road to determine the bulk density. For both tests the same specific mechanical system was used to produce chip. The results were analyzed by analysis of variance and then the Tukey test. In conclusion that the larger dimension of the wood chips minus the bulk density and in the same situation for different clones of the same species of eucalyptus is different values of bulk density.
Mestre

L’extrusion biocatalytique, ou bioextrusion, est une technique d’extrusion réactive utilisant des enzymes comme catalyseurs. Cette technique est considérée en temps qu’étape intermédiaire, subséquente au prétraitement physico-chimique et précédente à l’hydrolyse enzymatique enréacteur fermé. L’utilisation de l’extrusion permet un procédé continu, facilement modulable et adaptable à des conditions de hautes consistances, de nombreuses biomasses et facilement transférable à l’échelle industrielle. Néanmoins, les données bibliographiques font ressortir la complexité des entrants et leurs interactions lors de la bioextrusion de biomasses lignocellulosiques. Les conclusions des bioextrusions de biomasses amidonnées soulignent l’importance de l’étude de l’influence de la concentration en substrat et en enzymes. Les résultats obtenus à partir de la bioextrusion des biomasses lignocellulosiques valident l’existence d’une activité enzymatique en extrudeuse malgré la contrainte thermomécanique et le temps de séjour limité. Lors de cette étape, l’hydrolyse de la fraction cellulosique est favorisée pour des milieux concentrés en substrat et en enzymes. Des modifications significatives des fractions cellulosiques cristallines et amorphes en surface, des réductions des tailles de particules, une dégradation visuelle des structures de la biomasse et l’augmentation de la sensibilité à la décomposition thermique, sont aussi observées sur la fraction solide. L’hydrolyse enzymatique des bioextrudats est prolongée en réacteur fermé. La bioextrusion permet des améliorations significatives des taux et vitesses de conversion des sucres sur le long terme, jusqu’à 48 h. Les gains observés sont relativement constants pour la paille de blé et augmentent avec le temps pour les écorces de bouleau et les résidus de maïs. Post-extrusion, la concentration en substrat influence négativement la conversion des sucres. Cependant, les plus-values de conversion du glucose lié à la bioextrusion de paille de blé sont principalement observables pour des concentrations en substrat et en enzymes élevées. À partir de 4 h, des baisses significatives de la conversion du xylose sont observées après bioextrusion. Les déstructurations de la fraction solide, déjà observées au cours la bioextrusion, se poursuivent en réacteur fermé. Les meilleurs résultats hydrolytiques aux niveaux des hautes charges en enzymes et en substrat sont associables aux bonnes conditions de mélanges caractéristiques des éléments bilobes. L’ensemble enzymatique est probablement réparti de façon plus homogène (mélange distributif) pour cibler plus de sites disponibles. De plus, le mélangé dispersif limite la proximité entre enzymes de même type et les gênes associées. Le procédé d’extrusion permet une agitation efficace, un bon transfert de masse et probablement un meilleur contact entre enzymes et substrat. Les moins bons résultats de conversion du xylose sont probablement à relier à des phénomènes d’adsorption non-spécifique, ou encore de désactivation des hémicellulases, provoqués par l’intensité des contraintes thermomécaniques et les résidus ligneux. Les bons résultats de déstructuration après bioextrusionsont associables à une action synergétique des contraintes mécanique et biochimique. Les analyses d’autofluorescence montrent l’évolution de la fraction ligneuse dans le processus de déconstruction de la fraction solide. Une production progressive de particules très fines,visiblement associée à la fraction ligneuse, est observée. Des complexes lignine-carbohydratessont aussi détectés dans la fraction liquide. Etant peu, voire pas hydrolysable par voie enzymatique, ces fractions hétéropolymériques sont un frein à la déconstruction. Si la déstructuration des lignines est probablement majoritairement liée au prétraitement alcalin, le procédé de bioextrusion provoque une diminution de la teneur en hétéropolymères de plus hautes masses moléculaires
Biocatalytic extrusion, also named bioextrusion, is a reactive extrusion technique using enzymes as catalysts. Bioextrusion is considered as a link between the previous physico-chemical pretreatment (like alkaline extrusion) and the subsequent enzymatic hydrolysis in batch conditions. The extrusion allows a continuous, flexible and versatile process for high consistency media, easily transferable to the industrial level. However, complexity of both lignocellulosic biomass and lignocellulolytic enzymes and their interactions during the extrusion process are underlined by the literature. Numerous response surface methodology experiments with starchy biomass indicate that bioextrusion efficiency is mainly influenced by substrate and enzymes loading. Enzymatic activity during the bioextrusion process of lignocellulosic biomass is confirmed by the experiments despite the mechanical constraints and the limited residence time. During bioextrusion, best holocellulosic fraction hydrolysis results were obtained with high substrate and enzymes loadings. Significant modifications of the solid fraction like particule size reduction, visual deconstruction of the biomass structure, increased sensibility to thermal decomposition and the evolution of the surface exposure of crystalline and amorphous cellulose were observed. Enzymatic hydrolysis of the bioextrdates is prolonged in batch conditions. Clear improvements of speeds and rates of sugars conversion up to 48 h indicate a long term influence of the bioextrusion. Gain observed are steady for the pretreated wheat straw whereas it increases with time for corn residues and birch barks. Post-extrusion, a negative influence of the substrate loading is measured. However, best enhancements for the glucose conversion of pretreated wheat straw are detected for high substrate and enzymes loadings. From 4 to 48 h, significant losses in xylose conversion are measured with previous bioextrusion. Indicators of the solid fraction deconstruction, observed during the bioextrusion step, indicate a stronger biomass degradation after 48 h. Improvements of glucose conversion rates can be associated with good mixing conditions of the extruder, especially due to the use of kneading elements. Enzymes are probably more homogeneously distributed (distributive mixing) and can access more catalytic sites available. Moreover, dispersive mixing limits the enzyme jamming due to the biocatalysts concentration. Extrusion process permits an better agitation efficiency, good mass transfer conditions and probably a higher contact between substrate and enzymes. Lower xylose conversion results may be attributed to non-specific adsorptions or inactivation phenomena due to mechanical constraints and lignin residues. Good deconstruction results on the solid fraction may be associable with a synergetic action between mechanical and biochemical constraints. Autofluorescent signal analysis of the lignin fraction show its evolution during the deconstruction of the solid residue. During the hydrolysis, a progressive production of very small particles, appearing to be associated with the lignin fraction is observed. Lignin-carbohydrate complexes are also detected in the liquid fraction. These heteropolymeric complexes, difficult or even impossible for the enzymes to hydrolyze, are an obstacle to the biomass valorization. If lignin deconstruction is mainly due to the alkaline pretreatment, bioextrusion process seems to reduce the proportion of these heteropylymers with high molecular weights

A l’instar d’autres pays européens, la France se mobilise actuellement pour la valorisation énergétique de ses déchets agricoles par méthanisation. Néanmoins, la production d’une partie de ces ressources n’est pas constante toute au long de l’année. En conséquence, afin de permettre l'approvisionnement continu des installations de biogaz, elles doivent être conservées parfois pendant de longues périodes (plusieurs mois). Cette thèse porte sur l’optimisation des pratiques de gestion des ressources agricoles avant méthanisation. Différentes conditions de stockage ont été étudiées, en particulier le stockage aérobie ainsi que l’ensilage, dans l’optique de l’amélioration de la conservation du potentiel bio-méthanogène et de l’optimisation de la conversion de la matière organique lors de la méthanisation. Grâce à une méthode expérimentale originale, la caractérisation multiphasique des déchets à différents stades de leur gestion a été mise en œuvre, à la fois sur les compartiments biochimiques et sur la biodisponibilité du carbone pour la méthanisation. Dans une première partie, la préparation et le stockage de cultures intermédiaires à vocation énergétique ont été étudiés au laboratoire. Les résultats obtenus ont permis de démontrer l’avantage majeur de l’ensilage plutôt que le stockage à l’air libre pour la conservation du pouvoir méthanogène. Deuxièmement, des essais de stockage de longue durée ont été réalisés pour des fumiers de bovin. Ces expériences ont permis de mettre en évidence la mauvaise conservation des fumiers et l’intérêt de l’utilisation de co-substrats pour améliorer la performance du stockage en conditions d’ensilage. Afin d’expliquer les mécanismes majeurs qui se produisent au cours de l’ensilage, une approche de modélisation a été utilisée pour synthétiser et interpréter les résultats. Ces travaux de recherche ont permis d’identifier les bonnes pratiques de gestion pour les intrants de méthanisation agricole afin d’optimiser au mieux la conservation des ressources
Like other European countries, France is currently mobilizing for the energy recovery of its agricultural wastes by anaerobic digestion. Nevertheless, the production of these resources undergoes several fluctuations throughout the year. Consequently, in order to allow the continuous supply of biogas plants, these raw materials must be often stored for long periods (several months). This thesis focuses on the optimization of agricultural wastes management practices before anaerobic digestion. Different storage conditions were studied, notably the open-air storage and ensiling, with the aim of improving the conservation of the biochemical methane potential and optimizing the conversion of organic matter during anaerobic digestion. An original experimental methodology was developed and implemented for the multiphasic characterization of biomass at different stages of its management and storage, including analysis on the different biochemical fractions and bioavailability of carbon for anaerobic digestion. First, this methodology was applied to the preparation and long-term storage of catch crops. This evidenced a major advantage of using ensiling rather than open-air storage for the preservation of biomass and methane potential. Second, long-term storage trials were conducted for cattle manure. These experiments highlighted the poor conservation of manure and the benefits of co-substrates in the improvement of storage performances under ensiling conditions. To explain the major mechanisms that occur during the ensiling process, a modelling approach was used to synthesize and interpret the results. Finally, this research work led to the identification of good conservation practices for the major feedstocks of agricultural biogas plants

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico
O desenvolvimento de tÃcnicas exploratÃrias que respeitem as limitaÃÃes edafoclimÃticas, atravÃs de manejos de conservaÃÃo dos recursos naturais solo-Ãgua-planta à hoje objeto de estudo nas diferentes Ãreas do conhecimento. O objetivo desta investigaÃÃo foi definir um modelo de recuperaÃÃo das Ãreas degradadas no semiÃrido brasileiro pelo emprego da serapilheira produzida pelo bioma Caatinga, como tambÃm avaliar as mudanÃas nos atributos biolÃgicos, quÃmicos e fÃsicos ocorridas nos solos das Ãreas de retirada e deposiÃÃo da serapilheira. AlÃm de investigar a dinÃmica do regime pluviomÃtrico na produÃÃo e taxa de decomposiÃÃo da serapilheira do bioma caatinga. Este trabalho foi desenvolvido no municÃpio de General Sampaio, CearÃ, Brasil. Sendo composto por duas Ãreas experimentais, prÃximas e distintas, Ãrea 1 â RPPN Elias Andrade e Ãrea 2 â solo degradado. Os tratamentos foram definidos atravÃs de percentuais de cobertura do solo com a serapilheira, sendo estes: 0, 20, 40, 60, 80 e 100% de cobertura, o que corresponde a 0, 17, 34, 50, 67 e 83 kg, respectivamente, em parcelas de 25 m2. Em cada Ãrea de estudo foram aplicados seis tratamentos com quatro repetiÃÃes, com delineamento inteiramente casualizado com parcelas subdivididas (Ãrea 1) e delineamento em blocos casualizados com parcelas subdivididas (Ãrea 2), nas camadas de solo 0-5, 5-10 e 5-20 cm. Avaliou-se a produÃÃo anual de serapilheira correspondente aos anos de 2009/2010, como tambÃm a dinÃmica de forma espacial e temporal de alguns atributos edÃficos: atributos biolÃgicos (RBS, CBM e qCO2), quÃmicos (Ca, Mg, Na, K, MO e P) e fÃsicos (densidade do solo, umidade, porosidade total, macroporos e microporos), com amostras indeformadas e deformadas (compostas). Observou-se nesta investigaÃÃo que a produtividade mensal de serapilheira em RegiÃes semiÃridas apresenta relaÃÃo inversa com a precipitaÃÃo. Como tambÃm, o tempo de estudo foi considerado pequeno quando se refere ao processo evolutivo dos atributos do solo. O que se pÃde constatar foram tendÃncias de alguns atributos, relacionadas diretamente aos fatores edafoclimÃticos.
The development of exploratory techniques that respect the limitations edaphoclimatic through managements conservation of natural soil-water-plant is now the object of study in different fields of knowledge. The objective of this investigation was to define a model of recovery of degraded areas in the Brazilian semiarid region by the use of litter produced by the Caatinga biome, but also assess changes in attributes biological, chemical and physical soil occurred in the soil occurred in the areas of removal and disposal of litter. Besides investigating the dynamics of rainfall in the production and decomposition rate of litter in the Caatinga biome. This study was conducted in the municipality of General Sampaio, CearÃ, Brazil. Comprised of two experimental areas, near and distinct, area 1-PRNP Elias Andrade and area 2-degraded soil. Treatments were defined by percentage of soil cover with litter, which are: 0, 20, 40, 60, 80 and 100% coverage, which corresponds to 0, 17, 34, 50, 67 and 83kg, respectively, in plots of 25 m2. In each study area applied six treatments with four replications, with random block design with split plots (area 1) and random block design with split plots (area 2), the soil layers 0-5, 5-10 and 5-20cm. We evaluated the annual litter production corresponding to the years 2009/2010, as well as the spatial and temporal dynamics of some soil attributes: biological attributes (RBS, CBM and qCO2), chemical (Ca, Mg, Na, K, MO, P) and physical (bulk density, moisture content, porosity, macropores and micropores) in disturbed and undisturbed samples (composite). Observed in this investigation that productivity monthly litter in semiarid regions is inversely correlated with rainfall. As well, the study time was considered short when referring to the evolutionary process of the soil properties. What we could see some treds were attributes related directly to edaphoclimatic factors

Orientadores: Mara de Andrade Marinho, Jurandir Zullo Junior
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola
Made available in DSpace on 2018-08-21T20:55:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Walter_MicheleKarinaCotta_D.pdf: 5601129 bytes, checksum: 5c0f3ea57b4369e0f0ec8123daabfa91 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: No estado do Rio Grande do Sul a deficiência hídrica associada às limitações da qualidade física dos solos tem comprometido o rendimento da cultura da soja, resultando na maioria das vezes em prejuízos econômicos ao produtor e degradação dos recursos naturais. Os objetivos deste estudo foram avaliar a aptidão edafoclimática de terras no RS ocupadas com sistemas de sucessão e de rotação de culturas (soja, trigo, milho, ervilhaca, aveia e sorgo), assim como analisar a viabilidade econômica da conversão dessas áreas em florestas, com geração de créditos de carbono. A adequação do uso atual das terras foi efetuada a partir da avaliação da aptidão agrícola das terras. A contabilização do estoque de carbono nas culturas agrícolas foi realizada de forma direta, por meio de coleta de dados em área experimental da Embrapa Trigo, em Passo Fundo (PF) - RS, e em áreas comerciais de grãos, em Frederico Westphalen (FW) - RS. O estoque de carbono florestal foi estimado considerando cenários simulados com Eucalyptus grandis e Pinus taeda L. usando o modelo de contabilização de carbono CO2Fix. A análise econômica foi conduzida aplicando-se os critérios de avaliação econômica VPL, TIR e B/C. Os resultados demonstraram que o uso atual da maioria das terras em PF (84%) é adequado e está de acordo com a aptidão agrícola. Entretanto, em FW cerca de 27% das terras estão sendo utilizadas acima da sua capacidade suporte. As áreas avaliadas em PF apresentaram maior capacidade de estocagem de carbono tanto nos cenários agrícolas quanto nos florestais. As terras em FW apresentaram alta incidência e susceptibilidade à degradação, principalmente por erosão. O cenário de cultivo de eucalipto com rotação de sete anos e três ciclos de corte, manejado para produção de madeira para celulose foi o que apresentou maior capacidade para geração de créditos de carbono. Dentre os cenários manejados para produção de madeira serrada, o cultivo do pinus com rotação de 21 anos e dois desbastes proporcionou o maior número de créditos de carbono. A análise econômica demonstrou maior viabilidade dos sistemas florestais comparativamente aos sistemas de sucessão de culturas trigo/soja e trigo/soja - trigo/soja - trigo/milho atualmente implantados nas áreas estudadas. A inclusão de créditos de carbono em projetos de conversão de áreas agrícolas em florestais pode resultar em aumento da rentabilidade em aproximadamente 14% para o cenário com pinus e 15% e 7% para o cenário com eucalipto manejado para serraria e celulose, respectivamente. Conclui-se que nas áreas estudas a conversão dos sistemas de sucessão e rotação de grãos em floresta de eucalipto ou pinus com a geração de créditos de carbono constitui alternativa viável para investimentos de médios e longos prazos
Abstract: In the state of Rio Grande do Sul (RS) - Brazil, water deficiency and poor physical soil quality decrease the soybean productivity and, in the majority of the cases, cause not only economic losses to the producer but also degradation of the natural resources. The objectives of this study were to evaluate the edaphoclimatic suitability of lands in RS occupied with succession systems and crop rotation (soybean, maize, wheat, vetch, oats and sorghum), as well as analyze the economic and environmental viability of converting these areas in forests, with the generation of carbon credits. The suitability of land use was assessed using the methodology "Avaliação da Aptidão Agrícola das Terras". The accounting of carbon stock in the crops was conducted in a direct way, by collecting data in the experimental area of Embrapa Wheat, in Passo Fundo (PF) - RS, and in commercial areas of grains in Frederico Westphalen (FW) - RS. The carbon stock was estimated in simulated forest scenarios with Eucalyptus grandis and Pinus taeda using the carbon accounting model CO2Fix. The economic analysis was conducted by applying the criteria of economic evaluation NPV, IRR, and B/C. The results showed that the current use of most land in PF (84%) is in accordance with its agricultural potential. However, in FW 27% of the land is being used above its carrying capacity. The evaluated areas in PF showed higher carbon storage capacity in agricultural and forest scenarios. The areas in FW showed a high incidence and susceptibility of environmental degradation, especially with regard to the risk of erosion. The scenario of growing Eucalyptus grandis with seven years of rotation and three cycles of cutting, managed for pulpwood production, showed the greatest capacity to generate carbon credits. Among the scenarios handled for sawn timber production, the cultivation of pinus with rotation of 21 years and two thinnings resulted in the highest number of carbon credits. The economic analysis showed higher viability of forest systems compared to systems of succession planting wheat / soybeans and wheat / soybean - wheat / soybean - wheat / maize currently deployed in the areas studied. The inclusion of carbon credits in projects for converting farmland into forest can result in increased profitability. It is approximately 14% for the scenario with Pinus taeda and 15% and 7% in the scenario with Eucalyptus grandis for sawn timber and pulp respectively. The conclusion is that in the areas studied the conversion of succession and rotation of grain into eucalyptus or pinus forest with the generation of carbon credits is a viable alternative to investments in medium and long term
Doutorado
Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável
Doutor em Engenharia Agrícola

Durante il dottorato di ricerca in PRODUTTIVITÁ DELLE PIANTE COLTIVATE IN AMBIENTE MEDITERRANEO (XXVI ciclo) sono stati preparati ed analizzati quattro estratti in KOH delle seguenti matrici organiche: 1. residuo di estrazione di olio da Brassica (Napus L.); 2. residuo di estrazione di olio da Ricino (Ricinus communis L.); 3. residuo di estrazione di olio da Panello di lino (Linum usitatissimum L.); 4. digestato ottenuto dalla produzione di biogas, in un'azienda agro-zootecnica. Di questi estratti organici è stata valutata l'attività biostimolante, attraverso l'applicazione di un biosaggio (test Audus) e l allevamento di plantule di Zea mays L. (in soluzione nutritiva Hoagland). Le prove sono state condotte utilizzando diverse concentrazioni degli estratti alcalini allo scopo di studiare il loro effetto sul metabolismo fito-ormonale della pianta. Sono state, inoltre, prese in considerazione, altre sostanze organiche biosolubili (SOS) e le loro frazioni insolubili (ROI), ottenute per mezzo di estrazione alcalina a caldo, da rifiuti di diversa origine. Di questi estratti organici è stata valutata l'attività biostimolante, attraverso la coltivazione di plantule di Phaseolus vulgaris.

L’Afrique de l'Ouest manque de ressources naturelles pour la production d'énergie. Les sous-produits agro-industriels comme les coques d’anacarde (CNS), les tourteaux de jatropha et de karité ont été identifiés comme des ressources disponibles et facilement mobilisables à des fins énergétiques. Ces biomasses se caractérisent par de fortes teneurs en extractibles (baume de cajou=CNSL ou triglycérides), sources de fumées toxiques en combustion. La thèse visait à évaluer la pertinence de la pyrolyse rapide comme procédé alternatif pour ces ressources, etplus particulièrement à établir l'impact des extractibles sur les rendements, la composition et la stabilité des bio-huiles. Les biomasses ont été dérivées en échantillons couvrant la gamme entière des teneurs en extractibles (tourteau déshuilé ~0% ; extractible purs 100%), lesquels ont été caractérisés et pyrolysés dans 2 dispositifs laboratoires (ATG et four tubulaire), puis en conditions réelles sur un pilote de pyrolyse rapide à lit fluidisé. On ne constate pas d'interaction significative entre la matrice solide et les extractibles lors de leur décomposition, mais des produits différents ont été identifiés. Le CNSL se volatilise entre 250 et 320°C ; plusieurs composés phénoliques ou typiques du CNSL brut se retrouvent dans l'huile de pyrolyse. En revanche, les triglycérides se décomposent entièrement entre 380 et 420°C en chaînes d’hydrocarbures linéaires. Quelques produits d'interaction avec les triglycérides et les protéines ont été identifiés. Par ailleurs, les essais sur pilote ont mis en évidence des difficultés opérationnelles dans le lit fluidisé liées aux spécificités des tourteaux, suggérant une optimisation des conditions opératoires. Pour pallier la séparation de phases constatée sur les bio-huiles, des formulations avec d'autres biocarburants ont été testées. Les émulsions obtenues sont plus homogènes, mais leur stabilité physique est encore insuffisante malgré l'ajout
Sub-Saharan West Africa lacks of natural resources, especially for energy production. By-products of agro-industry as cashew nut shells (CNS), jatropha (Jc) and shea (Sc) press cakes were identified as available resources for energetic valorisation. These biomasses are characterized by high extractive contents (cashew nut shell liquid/CNSL or triglycerides) which are the reason for toxic fumes during combustion. The thesis investigated the feasibility of flash pyrolysis as alternative process for these resources, more specifically the impact of the extractives on yields, the composition and the stability of flash pyrolysis oils. The feedstock were derived into samples covering the whole range of extractive contents (from de-oiled press cakes, ~0 wt%; to pure extractives, 100 wt%) which were characterized and pyrolysed in two laboratory devices (TGA and tubular furnace), then by applying flash pyrolysis conditions in a fluidized bed reactor. No significant interaction in-between the solid matrix and the extractives during pyrolysis were observed but different products were identified. CNSL volatises between 250 and 320°C, several phenolic compounds and typical compounds of crude CNSL were found to be present in the pyrolysis oil. In contrast, triglycerides are entirely decomposed at 380 to 420°C to give linear hydro-carbon chains. Some interaction products of the triglycerides with proteins were identified. Additionally, the experiments with the pilot plant have shown operational difficulties in the fluidized bed, which are linked to specific properties of the press cakes. Thus, further optimisations of process conditions are suggested. To overcome the observed phase separation of the pyrolysis oils mixtures with other biofuels were studied. The obtained emulsions are more homogeneous but the physical stability is still insufficient despite the addition of surfactants

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JULIANA_ MOCO CORREA (2).pdf: 1734110 bytes, checksum: 24beceb790c634d766ff59c9de448991 (MD5) Previous issue date: 2014-11-27
PAPER 1 Depletion of the xynB2 gene upregulates β-Xylosidase expression in C. crescentus. Caulobacter crescentus is able to express several enzymes involved in the utilization of lignocellulosic biomasses. Five genes, xynB1-5, that encode β-xylosidases are present in the genome of this bacterium. In this study, the xynB2 gene, which encodes - xylosidase II (CCNA_02442), was cloned under the control of the PxylX promoter to generate the O-xynB2 strain, which overexpresses the enzyme in the presence of xylose. In addition, a null mutant strain, -xynB2, was created by two homologous recombination events where the chromosomal xynB2 gene was replaced by a copy that was disrupted by the spectinomycin-resistant cassette. It was demonstrated that C. crescentus cells lacking -xylosidase II up-regulates the xynB genes inducing β- xylosidase activity. Transcriptional analysis revealed that xynB1 (RT-PCR analysis) and xynB2 (lacZ transcription fusion) gene expression was induced in the -xynB2 cells, and high -xylosidase activity was observed in the presence of different agroindustrial residues in the null mutant strain, a characteristic that can be explored and applied in biotechnological processes. In contrast, overexpression of the xynB2 gene caused down-regulation of the expression and activity of the -xylosidase. For example, the β-xylosidase activity that was obtained in the presence of sugar cane bagasse was 7-fold and 16-fold higher than the activity measured in the C. crescentus parental and O-xynB2 cells, respectively. Our results suggest that -xylosidase II may have a role in controlling the expression of the xynB1 and xynB2 genes in C.crescentus. PAPER 2 - OPTIMIZATION OF THE PRODUCTION β-XYLOSIDASE: A NEW Thermomyces lanuginosus ISOLATED FROM ATLANTIC FOREST BIOME. The successful production of enzymes for the deconstruction of plant biomass depends not only on the isolation and identification of new microorganism producers of hemicellulases, but also on the implementation and improvement of experimental strategies that lead to maximal induction of enzymatic activities. In this work, a new strain of Thermomyces lanuginosus (T. lanuginosus) was isolated from the Atlantic Forest biome in Brazil, and its β-xylosidase activity in response to agro-industrial residues was tested. Using the (CCRD) statistical approach as a strategy for optimization, the induction of β-xylosidase activity was evaluated in residual corn straw, which was used as a carbon source, and improved so that the optimum condition achieved high β-xylosidase activity (1,003 U ml -1; specific activity = 1.683 U mg-1) with 214 U ml -1. The optimal conditions for the crude enzyme extract were pH 5.5 and 60° C showing better thermostability at 55° C. The saccharification ability of β-xylosidase in the presence of hemicellulose obtained from corn straw and xylan from beechwood substrates showed a xylo-oligosaccharide to xylose conversion yield of 80 and 50%, respectively, at 50° C. These data suggest that β-xylosidase from T. lanuginosus isolated from the Atlantic Forest can be used for the saccharification of hemicellulose derived from corn straw, an abundant residue in the American continents, thus providing an interesting alternative for future tests for energy production that relies on the conversion of plant biomass.
RESUMO GERAL As Beta-D-Xilosidases (1,4-β-D-xilano xilohidrolase; EC 3.2.1.37) são glicosídeo hidrolases que tem papel crucial em catalizar a liberação de unidades de xilose a partir de xilo-oligossacarídeos derivados da degradação do xilano. A completa degradação do xilano é um passo chave do ciclo do carbono na natureza e é um processo também realizado por microrganismos. A bioconversão de materiais lignocelulósicos é vantajosa não somente do ponto de vista ambiental mais também econômico o que é recebido nos setores produtivos com um considerável interesse, pois esses materiais representam vasta fonte de carbono, que podem ser empregados no desenvolvimento de bioprocessos que resultam em produtos de alto valor agregado; entre os quais estão os açúcares fermentáveis, combustíveis, fármacos, enzimas e substâncias de interesse industrial, além de fazer uma gestão integrada do efluente que por não haver um desenvolvimento biotecnológico adequado é descartado e acumulado na natureza. Em face disso, o presente trabalho teve por objetivos estudar a regulação gênica do gene xynB2 da bactéria Caulobacter crescentus que codifica para a Beta-xilosidase II através de abordagens moleculares e otimizar a produção enzimática de Betaxilosidases de Thermomyces lanuginosus na presença de diferentes resíduos de biomassa vegetal por delineamento experimental. No primeiro artigo exploramos a bactéria aquática Caulobacter crescentus por possuir várias enzimas envolvidas na utilização de biomassas lignocelulósicas; contendo em seu genoma cinco genes que codificam β-xilosidases. A partir do gene xynB2, que codifica para enzima -xylosidase II (CCNA_02442), desenvolvemos duas linhagens mutantes denominadas O-xynB2, que super-expressa a enzima na presença de xilose e -xynB2 que tem o gene xynB2 interrompido, o que possibilitou avaliar que a ausência da enzima -xylosidase II em células de C. crescentus regula positivamente os genes xynB, induzindo a atividade global de β-xilosidases, revelando um papel regulatório para a mesma. No segundo trabalho um fungo da linhagem Thermomyces lanuginosus isolado de bioma de Mata Atlântica foi identificado e analisado quanto à capacidade de produzir Beta-xilosidases na presença de diferentes resíduos vegetais; em decorrência disso foi otimizado a produção enzimática com delineamento experimental DCCR, o que permitiu alcançar altos níveis de atividade enzimática beta-xilosidásica na presença de palha de milho.

Le développement des biocarburants soutenu par la communauté internationale connait un essor depuis le début des années 2000 à l'échelle mondiale pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, répondre aux préoccupations énergétiques des pays industriels et diminuer la pauvreté énergétique dans les pays du sud. Cette stratégie rencontre plusieurs controverses qui portent sur les impacts socio-économiques des biocarburants et les trajectoires technologiques les mieux adaptées aux besoins de développement des pays d'Afrique sub-saharienne. L'objectif de la thèse est de comprendre les déterminants des processus d'innovation technologique sur la production des biocarburants. La thèse pose pour cela deux hypothèses. La première hypothèse structurée par le croisement entre les théories de la transition et les analyses systémiques de l'innovation repose sur le déterminisme institutionnel des processus d'innovation technologique qui structure l'émergence du secteur des biocarburants. La seconde hypothèse suppose que l'émergence et le développement du secteur bioénergétique résulte des conditions d'adoption micro-économiques et territoriales de la production des cultures énergétiques. Le test de ces hypothèses est réalisé en mobilisant un référentiel d'analyse en termes de système d'innovation dans le cas de la filière Jatropha au Burkina Faso. Les résultats soulignent que l'émergence des technologies biocarburants dans les pays d'Afrique subsaharienne est liée aux changements institutionnels induits par les crises énergétiques et environnementales. Ces changements institutionnels activent des ressources favorables à l'émergence et à la dissémination des technologies sur les biocarburants. Au Burkina Faso, ces changements sont impulsés par les politiques européennes et celles d'organisations sous régionales telles que l'UEMOA et la CEDEAO. Une modélisation économétrique permet de manière complémentaire de tester les conditions d'adoption micro-économique et d'implémentation des innovations technologiques sur les biocarburants. Les facteurs structurels de l'exploitation agricole (capital foncier, situation alimentaire, perception) ; la proximité des acteurs de la filière ; ainsi que les variables institutionnelles inhérentes au renforcement des capacités et compétences apparaissent structurants de ces processus d'adoption sur le Jatropha. Cette adoption dépend enfin des modèles technologiques qui permettent d'intégrer d'un point de vue territorial les phases de production de la matière première, transformation et utilisation dans un mécanisme de réponse aux besoins prioritaires du développement du Burkina Faso
Biofuel development supported by the international community expands since the early 2000s globally to reduce emissions of greenhouse gases, meet the energy concerns of industrial countries and reduce energy poverty in the countries of south. This strategy meets several controversies that address the socioeconomic impacts of biofuels and the most appropriate technological trajectories to the needs of developing countries in sub-Saharan Africa. The aim of the thesis is to understand the determinants of the process of technological innovation on the production of biofuels. The thesis raises two hypotheses for this. The first assumption structured by intersection between the theories of transition and systemic analysis of innovation based on institutional determinism of technological innovation process that structures the emergence of the biofuel sector. The second assumption is that the emergence and development of the bioenergy sector resulting conditions of micro-economic and territorial adoption of the production of energy crops. The test of these hypotheses is achieved by mobilizing an analytical reference in terms of innovation system in the case of the Jatropha sector in Burkina Faso. The results highlight the emergence of biofuels technologies in sub-Saharan Africa is related to institutional changes induced by the energy and environmental crises. These institutional changes enable favorable resources to the emergence and diffusion of technology on biofuels. In Burkina Faso, these changes are driven by European policies and those of sub-regional organizations such as UEMOA and ECOWAS. Econometric modeling allows complementary way to test the conditions of microeconomic adoption and implementation of technological innovations on biofuels. Structural factors of the farm (land capital, food situation, perception); the proximity of the actors of the sector; and institutional variables inherent in capacity building and skills appear structuring of these processes of adoption of Jatropha. This adoption also depends technological models that integrate a territorial perspective the production phases of the raw material, processing and use in a response mechanism to the priority needs of the development of Burkina Faso

Texte remanié de: Th. doct.--Sci. de l'environnement--Montpellier--ENGREF, 2001.
Mention parallèle de titre ou de responsabilité : Organic matter dynamics in mixed-farming systems of the West African savanna, a village case study from South Senegal. La couv. porte en plus : "environnement" Bibliogr. p. 209-235.

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-10Bitstream added on 2015-04-09T12:48:19Z : No. of bitstreams: 1 000820399.pdf: 2530351 bytes, checksum: 6081b42c2d4d799dd342eefbb3b11480 (MD5)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Este trabalho objetivou-se a caracterizar e avaliar a potencialiabilidade da utilização de cascas secas e pirolisadas de laranja, variedade Pêra (Citrus sinensis) como material adsorvente dos contaminantes inorgânicos Zinco (Zn), Alumínio (Al), Cádmio (Cd), Cobre (Cu), Níquel (Ni) e Chumbo (Pb) e do orgânico Etilbenzeno. As análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de área superficial (BET) mostraram que os materiais possuem superficies porosas e heterogêneas, com o aumento dessas características com o aumento da temperatura de pirólise. O grande número de picos na análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR) indicaram materiais complexos com presença de álcoois, fosfato e grupos amina e carboxílicos, elementos esses encontrados também pela análise de difração de raios-x (DRX). A análise térmica em atmosfera oxidante da casca seca mostrou três eventos de perda de massa, a realizada em atmosfera inerte mostrou três eventos de pirólise. A energia de ativação (Ea) da casca seca foi calculada pelo método de Osawa-Flynn-Wall, onde observou-se que a Ea analisada sob atmosfera oxidante é claramente mais elevada do que a Ea encontrada sob atmosfera inerte. O estudo termodinâmico indicou que os processos de adsorção estudados são exotérmicos e as interações contaminante-adsorvente ocorreram de forma espontânea. Os valores de entalpia, todos menores do que 40 kJ/mol, indicaram que os processos adsortivos são de natureza física. Observou-se que a Energia livre de Gibbs diminuiu com o aumento da temperatura, mostrando que o processo de adsorção é mais favorável em temperaturas mais altas. Os testes realizados indicaram o uso potencial de cascas de laranja e de suas pirólises como material adsorvente
This study aimed to characterize and evaluate the potencial use of dried and pyrolyzed orange peel, Pear variety (Citrus sinensis) as an adsorbent material of inorganic contaminants Zinc (Zn), Aluminum (Al), Cadmium (Cd), Copper (Cu), Nickel (Ni), Lead (Pb) and organic ethylbenzene. The analysis of scanning electron microscopy (SEM) and surface area (BET) showed that the materials have porous and heterogeneous surfaces, with the increase of these characteristics with increasing pyrolysis temperature. The large number of peaks in infrared spectroscopic analysis with a Fourier transform (FTIR) showed the presence of complex materials with alcohols, phosphate and amine and carboxylic groups, these elements also found by analysis of X-ray diffraction (XRD). The thermal analysis in an oxidizing atmosphere of dry peel showed three weight loss events held in the inert atmosphere showed three pyrolysis events. The activation energy (Ea) of dry peel was calculated by the method of Osawa-Flynn-wall where it was found that the Ea analyzed under oxidizing atmosphere is clearly higher than Ea found under inert atmosphere. The thermodynamic study indicated that the adsorption processes studied are exothermic and contaminant-adsorbent interactions occurred spontaneously. The enthalpy values, all less than 40 kJ / mol, indicated that the adsorption processes are of a physical nature. It was observed that the Gibbs free energy decreases with increasing temperature, indicating that the adsorption process is more favorable at higher temperatures. The tests indicated the potential use of orange peels and its pyrolysis as adsorbent material

Il recupero e l’utilizzo delle biomasse residuali agricole rappresenta una valida alternativa all’impiego dei combustibili fossili. Questo elaborato stima, mappa ed analizza la disponibilità di potenziale biomassa residuale fresca derivante da questo settore nel Nord-Italia, in Emilia-Romagna ed in Provincia di Ravenna, nell’ottica di una possibile valorizzazione utilizzando tre banche dati esistenti: Land Use, IColt ed AGREA. Il risultato è stato stimato utilizzando la superficie coltivata (ettari), le rese produttive (t/ha) e calcolando il quantitativo di residuo prodotto dalla coltura principale. Le mappature sono state create ed elaborate in ambiente GIS mediante griglie 10*10km (Nord-Italia), 5*5km (Emilia-Romagna) e fogli catastali (Provincia di Ravenna). L’elaborazione dei dati evidenzia che le quantità di potenziale biomassa residuale fresca ammontano a: i) 1700000 ± 850000 t/anno per tutto il Nord-Italia utilizzando la banca dati Land Use; ii) 500000 ± 230000 t/anno per l’Emilia-Romagna utilizzando la medesima banca dati; iii) 1300000 ± 340000 t/anno nella medesima Regione avvalendosi della banca dati Icolt; iv) 750000 ± 80000 t/anno nella Provincia di Ravenna calcolati dalla banca dati AGREA. Nel complesso si evidenzia che l’intero territorio del Nord-Italia, comprensivo dei risultati ottenuti in Regione e Provincia, possiede un grande potenziale residuale derivante dall’agricoltura e che la valutazione di tale biomassa stabilisce le condizioni per l'avvio di possibili studi futuri, a macro o micro-scala territoriale, per una possibile valorizzazione energetica o per la produzione di biogas e/o biometano in funzione della biomassa residuale analizzata.

Esiste sul territorio nazionale un’ampia disponibilità di biomasse residuali, provenienti da differenti settori produttivi (agroforestale, agroalimentare, industria del legno). La valorizzazione energetica di tali residui può contribuire alla risoluzione di tre importanti problemi: quello ambientale, legato allo smaltimento dei “rifiuti” e alle emissioni di gas serra; quello energetico, legato alla necessità di diversificare l’approvvigionamento di combustibili; quello economico, legato alla necessità di ottimizzare i processi produttivi. L’utilizzo energetico di biomasse residuali risolverebbe, inoltre, il problema etico della destinazione di superfici agricole alla produzione dei biocombustibili. Le biomasse solide presentano, tuttavia, un’elevata variabilità in termini di proprietà fisiche e chimiche che ne rendono complesso l’uso energetico (alto tasso di umidità, eterogeneità della frazione inorganica, variabilità della componente organica). Alla luce di ciò, in questo lavoro si sono studiate e sviluppate alcune tecniche di trattamento fisiche e termochimiche testate poi su campioni di biomasse residuali reperiti in ambito nazionale (residui industriali di pomodoro, sanse, vinacce, paglia di colza, stocchi di girasole, panelli di girasole), al fine di ottenere prodotti combustibili più omogenei e standardizzabili. Nello specifico, dopo una prima fase di caratterizzazione chimico-fisica dei materiali, sono stati condotti test di:  estrazione meccanica delle matrici oleose;  trattamento di torrefazione;  trattamento di rimozione delle ceneri;  trattamento di pellettizzazione su materiali originali e torrefatti. I risultati della caratterizzazione condotta sui materiali, prima e dopo i trattamenti, hanno messo in evidenza vantaggi in termini di qualità del prodotto (aumento del potere calorifico e maggiore omogeneità), conservabilità (riduzione dell’igroscopicità) ed efficienza di stoccaggio e di trasporto (incremento della concentrazione di massa ed energetica).
There is a wide availability of residual biomasses in Italy, deriving from different production sectors (agro-forestry, agro-food industry, wood industry). The energy valorisation of those residues can contribute to solve three important problems: environmental issue, which is relative to “waste” disposal and greenhouse gas emissions; energetic issue, related to the need of varying fuel supply; economic issue, related to the need of optimize production processes. An energetic use of residual biomass, moreover, would solve the ethic issue of destining lands to biofuel production. Solid biomasses, however, show high variability in terms of physical and chemical properties that makes problematic their energy use (high moisture content, heterogeneity of inorganic fraction, variability of organic fraction). In this work some physical and thermochemical techniques of treatment were studied, developed and then tested on samples of residual biomasses found in Italy (industrial residues of tomato, olive pomace, marc, rape straw, sunflower stalks, sunflower oilcake), to obtain fuel products more homogeneous and stabilized. More specifically, after a first phase of physical-chemical characterization of materials, the following tests were performed: • Mechanical extraction of oil from fatty matrices; • torrefaction treatment • Ash removing treatment • Pelletizing of original and torrefied materials The results of characterisation performed on materials before and after the treatments, showed some benefits in terms of product quality (higher calorific value and higher homogeneity), conservation (less hygroscopicity) and storage and transport efficiencies (increase of mass and energy concentrations).

Orientador: Caio Glauco Sanchez
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-01T17:12:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BarrigaAngulo_MarioBernardo_M.pdf: 4366012 bytes, checksum: 7ef3724cdc3a43c2d4a778e89a0ec19d (MD5) Previous issue date: 2002
Resumo: O aproveitamento da casca de arroz como fonte de energia pode ser uma solução para o problema da disposição deste resíduo gerado no processamento do arroz. Há varias formas de converter a casca em um combustível gasoso. Neste trabalho fizeram-se experimentos em um gaseificador de leito fluidizado com casca de arroz, avaliando-se a eficiênciado sistema. O aproveitamento energético deste resíduo seria valioso, contribuindo para uma diminuição da dependência energética dos agricultores. O Brasil processa, por ano, aproximadamente 9 x '10 POT.9' kg de arroz e gera 2,5 x '10 POT.9' kg de casca de arroz. Esta quantidade de casca de arroz representa um potencial de energia de 25 x '10 POT.12' Joules. No trabalho se apresenta a caraterização de biomassa e os experimentos feitos gaseificando a casca de arroz no reator. Fizeram-se experimentos com um gaseificador em leito fluidizado, variando a alturas de leito e o fator de ar, mantendo o tempo de residência do gás no leito constante, para se estudar o comportamento do reator com a variação da potência. A máxima eficiência obtida foi de 49% com uma altura de leito de 0,48 m e fator de ar 0,5. Pôde-se variar a potência do reator em 72% sem que a eficiência fosse afetada significativamente
Abstract: The use of rice husk as an energy source could be a solution to the disposal problem generated by the rice production process. There are various methods to convert rice husk into a combustible gas. Several experiments were made in a fluidized bed gasifier to convert rice husk into a producer gas. Such energetic use of rice husk residue would be valuable to decrease the energy dependence of rice producers. In Brazil, 9 x '10 POT.9' kg of rice are processed each year and 2,5 x '10 POT.9' kg of rice husk are generated. This quantity represents a 225 x '10 POT.12' Joules of energy. This work presents the characterization and gasification of rice husk, carried out in a fluidized bed reactor at the State University of Campinas, Brazil. The operating variables were bed height and air factor maintaining the residence time of the gas constant, to study the operation of the gasifier with different power demands. The maximum cold efficiency was 49% with a bed height of O,48m and an equivalent ratio of 0,5. It is concluded that the power demand can be varied in a range of 72% with out affecting the system's efficiency significantly
Mestrado
Termica e Fluidos
Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31Bitstream added on 2014-06-13T19:19:55Z : No. of bitstreams: 1 lima_lp_dr_jabo.pdf: 1123333 bytes, checksum: 7c7bb5fb0ba4ead0d9e0761065d97d1d (MD5)
A introdução do biodiesel na matriz energética do Brasil é motivada principalmente pela possibilidade de desenvolvimento econômico e social para o País, gerando emprego e renda, além dos benefícios ambientais decorrentes da substituição de recursos fósseis por renováveis. O presente trabalho teve por objetivo avaliar comparativamente desempenho operacional do trator agrícola em operação de preparo de solo e opacidade da fumaça em função da utilização de diferentes tipos de biodiesel. Também foi objeto deste trabalho medir opacidade da fumaça em função do período de amaciamento do motor e das condições do óleo lubrificante do cárter, cujos fatores estudados foram tipo de biodiesel e proporções de mistura biodiesel/diesel. O experimento foi conduzido no Departamento de Engenharia Rural, da UNESP de Jaboticabal-SP, em parceria com o LADETEL da USP de Ribeirão Preto-SP. O tipo de biodiesel foi de dendê, mamona e tucumã, e as proporções de mistura de biodiesel com diesel foram B0, B5, B25, B50, B75 e B100 (em que o número indica a percentagem de biodiesel no diesel), o tempo de amaciamento do motor foi novo, 50 e 100 horas de trabalho, e as condições do óleo lubrificante do cárter foram 250 horas de trabalho e novo, utilizando proporções de biodiesel de dendê. Para comparar os tratamentos, foram avaliados consumo de combustível, força de tração na barra, velocidade real de deslocamento, patinagem das rodas, potência na barra de tração e opacidade da fumaça de combustão. Os resultados evidenciaram aumento no consumo específico a partir da mistura com 50% de biodiesel; entretanto, o tipo de biodiesel não influenciou no consumo. Com relação à opacidade da fumaça, houve redução com aumento das proporções de biodiesel, com o tipo de biodiesel influenciando, aumento no período de amaciamento do motor e quando se utilizou óleo lubrificante novo no cárter do motor do trator
The introduction of biodiesel in Brazil's energy matrix is motivated mainly by the possibility of economic and social development for the country, generating jobs and income, in addition to the environmental benefits of replacing fossil fuels for renewable ones. The present study aimed to comparatively evaluate the operating performance of the agricultural tractor in operation of soil preparing and smoke opacity due to the use of different types of biodiesel. It was also object of this work to measure the smoke opacity according to the engine softening period and carter lubricating oil conditions, in which the factors studied were type of biodiesel and mixing portions of biodiesel/diesel. The experiment was conducted in the Department of Agricultural Engineering, UNESP of Jaboticabal-SP, in partnership with the LADETEL the USP of Ribeirão Preto-SP. The type of biodiesel was palm, castor and tucumã, and the proportions of biodiesel blend with diesel were B0, B5, B25, B50, B75 and B100 (in which the number indicates the percentage of biodiesel in diesel), the time of engine softening was new, 50 and 100 hours of work, and the carter lubricating oil conditions were 250 hours of work and new, using proportions of biodiesel from palm oil. In order to compare the treatments were evaluated fuel consumption, bar traction power, real displacement speed, wheel slip, potential in traction bar and opacity of combustion smoke. The results showed an increase in specific consumption from the mixture of 50% biodiesel, however the type of biodiesel did not influence consumption. Regarding the smoke opacity, there was a decrease with increasing proportions of biodiesel, with the type of biodiesel influencing increase in engine softening period and when used lubricating oil in the new carter of tractor engine

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-22. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:25:38Z : No. of bitstreams: 1 000844833.pdf: 3606758 bytes, checksum: da6f3bb05dccdc38f1702ceb80a540e3 (MD5)
A bioenergia é uma das alternativas para diminuir a dependência de combustíveis fósseis da matriz energética mundial. Nos últimos anos, diversas agências e centros de pesquisa, principalmente na Europa e nos Estados Unidos, estão incentivando projetos para geração de energia a partir da biomassa. Os sistemas florestais de curta rotação (SFCR) surgem como uma opção interessante para produção de biomassa em curto espaço de tempo (1 a 3 anos após o plantio). Atualmente, essa biomassa está sendo utilizada na forma de cavacos para queima direta em caldeiras ou processada em briquetes e pellets. O objetivo principal da pesquisa foi realizar a caracterização das propriedades físicas e químicas das frações da biomassa florestal para combustão direta, por meio das análises de composição química elementar, imediata e estrutural, macro e micronutrientes, poder calorífico superior, densidade básica e energética da madeira. Adicionalmente, avaliou-se também o efeito do espaçamento de plantio e da dose de adubação nas propriedades: massa seca, potencial energético e exportação de nutrientes. Para isso, foram avaliados sistemas florestais de curta rotação de um clone híbrido interespecífico (C219) de Eucalyptus urophylla e Eucalyptus grandis em duas situações distintas de espaçamento de plantio (2,8m x 1,5m e 2,8m x 0,5m) e duas doses de adubação. A biomassa coletada foi fracionada em três partes, sendo elas: fuste (madeira com casca), galhos e folhas. Constatou-se que o espaçamento e a adubação influenciaram pouco as propriedades físicas e químicas da biomassa florestal e a maior diferença ocorreu entre as frações da biomassa. Destaque para os altos valores do poder calorífico superior (22,2 MJ.kg-1), extrativos totais (37,9%) e cinzas (3,1%) das folhas em relação à madeira, que obteve poder calorífico superior de 18,9 MJ.kg-1, extrativos totais ...
Bioenergy is one of the alternatives to reduce the dependence of global energy on fossil fuels. In recent years, several agencies and research centers, mainly in Europe and the United States, are encouraging projects for energy production from biomass. The short rotation forestry (SRF) appears as an interesting option for biomass production in a short time (1-3 years after planting). Currently, this biomass is used as chips for direct burning in boilers or processed as briquettes and pellets. The main objective of the research was to characterize the physical and chemical properties of the fractions of forest biomass to direct combustion, through analyses from ultimate, proximate and structural chemical compositions, macro and micronutrients, heating value, basic and energy density of wood. Additionally also evaluated the effect of spacing of planting and fertilizer dose on the properties: dry matter, energy potential and nutrient export. For this, a short rotation forestry of a hybrid clone (C219) of Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis was studied in two different situations of plantation spacing (2,8m x 1,5m and 2,8m x 0,5m) and fertilizer levels. The collected biomass was fractionated into three parts: trunk, branches and leaves. Additionally, it was evaluated the effect of spacing of planting and fertilizer levels in properties, dry matter, energetic potential and nutrients exports. It was found that the spacing and fertilization had a little influenced in the physical and chemical properties of forest biomass and the largest difference occurred between the biomass fractions. Especially, the higher heating value (22,2 MJ.kg-1), extractives (37,9%) and ash (3,1%) of leaves compared with the wood that obtained 18,9 MJ.kg-1 for the higher heating value, 2% for extractives and 1,1% for ashes. For dry matter, energy potential and nutrients exports were more affected by variation factors ...

Orientador: Adriano Wagner Ballarin
Coorientador: Saulo Philipe Sebastião Guerra
Banca: Fabio Minoru Yamaji
Banca: Claudio Angeli Sansigolo
Resumo: A bioenergia é uma das alternativas para diminuir a dependência de combustíveis fósseis da matriz energética mundial. Nos últimos anos, diversas agências e centros de pesquisa, principalmente na Europa e nos Estados Unidos, estão incentivando projetos para geração de energia a partir da biomassa. Os sistemas florestais de curta rotação (SFCR) surgem como uma opção interessante para produção de biomassa em curto espaço de tempo (1 a 3 anos após o plantio). Atualmente, essa biomassa está sendo utilizada na forma de cavacos para queima direta em caldeiras ou processada em briquetes e pellets. O objetivo principal da pesquisa foi realizar a caracterização das propriedades físicas e químicas das frações da biomassa florestal para combustão direta, por meio das análises de composição química elementar, imediata e estrutural, macro e micronutrientes, poder calorífico superior, densidade básica e energética da madeira. Adicionalmente, avaliou-se também o efeito do espaçamento de plantio e da dose de adubação nas propriedades: massa seca, potencial energético e exportação de nutrientes. Para isso, foram avaliados sistemas florestais de curta rotação de um clone híbrido interespecífico (C219) de Eucalyptus urophylla e Eucalyptus grandis em duas situações distintas de espaçamento de plantio (2,8m x 1,5m e 2,8m x 0,5m) e duas doses de adubação. A biomassa coletada foi fracionada em três partes, sendo elas: fuste (madeira com casca), galhos e folhas. Constatou-se que o espaçamento e a adubação influenciaram pouco as propriedades físicas e químicas da biomassa florestal e a maior diferença ocorreu entre as frações da biomassa. Destaque para os altos valores do poder calorífico superior (22,2 MJ.kg-1), extrativos totais (37,9%) e cinzas (3,1%) das folhas em relação à madeira, que obteve poder calorífico superior de 18,9 MJ.kg-1, extrativos totais ...
Abstract: Bioenergy is one of the alternatives to reduce the dependence of global energy on fossil fuels. In recent years, several agencies and research centers, mainly in Europe and the United States, are encouraging projects for energy production from biomass. The short rotation forestry (SRF) appears as an interesting option for biomass production in a short time (1-3 years after planting). Currently, this biomass is used as chips for direct burning in boilers or processed as briquettes and pellets. The main objective of the research was to characterize the physical and chemical properties of the fractions of forest biomass to direct combustion, through analyses from ultimate, proximate and structural chemical compositions, macro and micronutrients, heating value, basic and energy density of wood. Additionally also evaluated the effect of spacing of planting and fertilizer dose on the properties: dry matter, energy potential and nutrient export. For this, a short rotation forestry of a hybrid clone (C219) of Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis was studied in two different situations of plantation spacing (2,8m x 1,5m and 2,8m x 0,5m) and fertilizer levels. The collected biomass was fractionated into three parts: trunk, branches and leaves. Additionally, it was evaluated the effect of spacing of planting and fertilizer levels in properties, dry matter, energetic potential and nutrients exports. It was found that the spacing and fertilization had a little influenced in the physical and chemical properties of forest biomass and the largest difference occurred between the biomass fractions. Especially, the higher heating value (22,2 MJ.kg-1), extractives (37,9%) and ash (3,1%) of leaves compared with the wood that obtained 18,9 MJ.kg-1 for the higher heating value, 2% for extractives and 1,1% for ashes. For dry matter, energy potential and nutrients exports were more affected by variation factors ...
Mestre

La crise de débouchés de ses produits agricoles traditionnels sur les marchés mondiaux et le souci d'indépendance énergétique de la CEE ont conduit à imaginer des stratégies de diversification de l'agriculture et plus précisément une agriculture à vocation énergétique. Il est présenté ici de quelles superficies pourrait disposer cette activité nouvelle et dans quelles conditions économiques s'effectueraient sa mise en place et son développement. Parallèlement l'aptitude des pays tropicaux a une production massive de biomasse a été évaluée en vue d'une production énergétique, et une estimation des coûts de production d' énergie ex biomasse a permis d'apprécier le bien fondé d'une telle orientation d'une partie de l'agriculture de ces pays.

Les resultats des experimentations destinees a caracteriser le systeme transpaille sont presentes apres une synthese bibliographique sur les methodes de valorisation energetique de la biomasse agricole. Tous les essais ont ete realises dans un pilote de 120 litres. Les resultats ont permis d'etablir des relations entre la retention de solide et la concentration injectee ainsi que l'influence de la variation de la concentration injectee sur le regime permanent dans le reacteur. Le regime d'ecoulement de la phase solide, le temps de passage et les principes qui le gouvernent, le melange de la phase liquide ont ete egalement definis. Quant aux principales variables operatoires, des valeurs optimales du temps de passage et de la charge volumique ont ete determinees

Nowadays, there is an increasing awareness on the importance of biomass waste as a renewable source of energy, materials and chemicals. In this context, the European project MOBILE FLIP aims at developing and demonstrating mobile conversion processes suitable with variousunderexploited agro- and forest based biomass resources in order to produce energy carriers, materials and chemicals. One of these processes is torrefaction, which consists in a mild thermal treatment, occurring typically between 200 and 300°C during a few tens of minutes in a defaultoxygen atmosphere. The solid product obtained has thermal and processing properties closer to coal, and thus is suitable as fuel for combustion or gasification. During torrefaction, condensable coproducts are released, that may also be source of “green” chemicals. It is therefore crucial to characterize them to optimize the torrefaction process and design industrial units. Up to now, only few works have been focused on characterizing and modelling both solid and condensable species during torrefaction versus operating conditions and feedstock type. Furthermore, these studies typically include a reduced number of biomasses. Cellulose, hemicellulose and lignin,which constitute biomass macromolecular composition, are determining properties to predict biomass behaviour during torrefaction. However, torrefaction tests on these constituents are rare and always based on commercial compounds, which were proved as little representative of the native biomass. The objective of this study is to analyse the influence of biomass characteristics, mainly represented by the macromolecular composition in cellulose, hemicellulose and lignin, on the global behaviour of biomass in torrefaction, both in terms of solid mass loss and of productionprofiles of the volatile species released, in function of the operating conditions.14 biomasses from the main biomass families (deciduouswood, coniferous wood, agricultural byproductsand herbaceous crops) were selected for this study. An optimized extraction procedure was proposed to recover cellulose, hemicellulose and lignin fractions from 5 reference biomasses. Experiments were performed on a thermogravimetric analyzer coupled to a gas chromatography mass spectrometer device through a heated storage loop system (TGA-GC/MS). Solid degradation kinetics and volatile release profiles were followed during torrefaction experiments combining non-isothermal (200 to 300°C at 3°C/min) and isothermal (300°C, 30 min) conditions, ensuring the chemical regime thanks to the appropriate operating conditions. The results obtained with the raw materials demonstrated that biomass macromolecular composition is a main factor influencing biomass behavior in torrefaction. Consequently, the heterogeneity of the resource results in a diverse behavior in torrefaction, particularly in the case of agricultural biomasses. The results with the extracted components evidenced their very different behavior compared to thecommercial compounds, particularly in the case of cellulose. This suggests that a limitation could be induced by the common use in literature of commercial components for torrefaction modelling. The impact on the characterization of macromolecular components was also shown to be prevailing in their behavior in torrefaction, especially in the case of hemicellulose sugar composition and cellulose crystallinity. Furthermore, differences in release kinetics of volatile species during torrefaction were observed, even for volatiles belonging to the same chemical family (acids, furans, ketones). Derived from these results, a torrefaction model based on the additive contribution of extracted cellulose, hemicelluloses and lignin to the global behavior of biomass in torrefaction was proposed, and this for the 5 representative biomasses.