Energetic, ecologic and fluid-dynamic analysis of a fluidized bed gasifier operating with sugar cane bagasse

This work aims to study the thermodynamic, ecological and fluid-dynamic aspects of a circulating fluidized bed gasifier using sugar cane bagasse as biomass, in order to estimate a model of its normal operation. In the initial stage was analysed the composition of biomass selected (sugar cane bagasse) and its lower heating value (LHV) was calculated. The energy balance of the gasifier was done, being the volumetric flow of air, synthesis gas and biomass estimated. Also the power produced by this gasifier was theoretically estimated. Then the circulating fluidized bed gasifier was designed for operation with approximately 100 kg/h of processed biomass. Cross-sectional area of the reactor, feeder size, diameter of the exit zone of the gases and minimum height of the expanded bed were selected. Some bed gasifier hydrodynamic factors were also studied. The minimum fluidization velocity, fluidization terminal velocity, and average fluidizing velocity were calculated, in order to understand the fluid-dynamic behaviour of gasification of this fuel. It was obtained a theoretical model that can support a possible prototype of circulating fluidized bed gasifier biomass. Finally, there were studied the ecological aspects of the gasifier, through an overall methodology. Ecological efficiencies were estimated for two scenarios: first considering the carbon cycle and thereafter disregarding the carbon cycle. In both cases, it can be proved the ecological viability of the project. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Energetic efficiency of an agricultural tractor in function of tire inflation pressure

The tire inflation pressure, among other factors, determines the efficiency in which a tractor can exert traction. It was studied the effect of using two tire inflation pressures, 110.4 kPa in the front and rear wheels, 124.2 kPa in the front wheel and 138 kPa in the rear wheels, the energetic efficiency of an agricultural tractor of 147 kW of engine power, in the displacement speed of 6.0 km.h-1, on track with firm surface, with the tractor engine speed of 2000 rpm. For each condition of the tire pressure, the tested tractor was subjected to constant forces in the drawbar of 45 kN and 50 kN, covering 30 meters. It was used a randomized complete block with a 2x2 factorial arrangement (tire pressure and drawbar power) with four replications, totaling 16 experimental units. Data were subjected to analysis of variance, using the Tukey test at 5% probability for comparison averages. The lowest hourly and specific fuel consumption, the lowest slippage of the wheelsets and the highest efficiency in the drawbar was obtained with the tire inflation pressure of 110.4 kPa in the front and rear tires of the tractor, highlighting that lower pressures improve energetic and operational performance of the tractor.

Energetic cost of digging behavior in workers of the leaf-cutting ant Atta sexdens (Fabricius)

Energetic cost of digging behavior in workers of the leaf-cutting ant Atta sexdens (Fabricius). During nest excavation, leaf-cutting ant workers undergo reduction in their body reserve, particularly carbohydrates. In order to estimate the energetic cost of digging, groups of 30 workers of the leaf-cutting ant Atta sexdens were sealed in a hermetic chamber for 24, 48 and 72 hours, with and without soil for digging, and had the CO2 concentration measured using respirometric chambers as well as volume of soil excavated (g). As expected, the worker groups that carried out soil excavation expelled more carbon dioxide than the groups that did not excavate. Therefore, a worker with body mass of 9.65 ± 1.50 mg dug in average 0.85 ± 0.27 g of soil for 24 hours, consuming ca. 0.58 ± 0.23 J. In this study, we calculate that the energetic cost of excavation per worker per day in the experimental set-up was ca. 0.58 J.

Effects of substrate temperature, substrate orientation, and energetic atomic collisions on the structure of GaN films grown by reactive sputtering

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Energetic-environmental assessment of a scenario for Brazilian cellulosic ethanol

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Energetic and economic analysis of a Brazilian compact cogeneration system: Comparison between natural gas and biogas

Cogeneration may be defined as the simultaneous production of electric power and useful heat from the burning of a single fuel. This technique of combined heat and power production has been applied in both the industrial and tertiary sectors. It has been mainly used because of its overall efficiency, and the guarantee of electricity with a low level of environmental impact. The compact cogeneration systems using internal combustion engine as prime movers are thoroughly applied because of the good relationship among cost and benefit obtained in such devices. The cogeneration system of this study consists of an internal combustion engine using natural gas or biogas as fuel, combined with two heat exchangers and an absorption chiller utilising water-ammonia as working mixture. This work presents an energetic and economic comparison between natural gas and biogas as fuel used for the system proposed. The results are useful to identify the feasible applications for this system, such as residential sector in isolated areas, hotels, universities etc. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

EFFECT OF FOOD SHORTAGE ON GROWTH, ENERGETIC RESERVES MOBILIZATION, AND WATER QUALITY IN JUVENILES OF THE REDCLAW CRAYFISH, CHERAX QUADRICARINATUS, REARED IN GROUPS

The aim of this study is to analyze the impact of food shortage on growth performance, by means of energetic reserves (proteins, glycogen and lipids) mobilization and hepatopancreas cells analysis in C. quadricarinatus juveniles maintained in groups, as well as the effect on culture water quality. Two experiments were performed, each of them with two feeding regimes during 45 days. The Control feeding regime, in which crayfish were fed daily (once a day) throughout the experimental period (DF), and the Cyclic feeding regime, in which juveniles were fed for 2 or 4 days (once a day) followed by 2 or 4 days of food deprivation (2F/2D and 4F/4D, respectively) in repeated cycles. Cyclic feeding influenced growth, biochemical composition from hepatopancreas and muscle, and water quality. Juveniles cyclically fed were unable to maintain a normal growth trajectory during 45 days. Apparent feed conversion ratio, apparent protein efficiency ratio, hepatosomatic index and relative pleon mass were similar in cyclic and daily fed animals and no structural damage was found in the hepatopancreas of juveniles subjected to cyclic feeding. The novelty of this study was the significant accumulation of proteins in pleonal muscle in both cyclic feeding regimes (approx. 18%) suggesting that the storage of this constitutive material during food shortage may be an adaptation for a compensatory growth when food becomes abundant again. The cyclic feeding regimes had a positive effect on water quality decreasing inorganic nitrogen concentration. This was due to the reduction in the amount of animal excretes and feces in the group that received approx. 50% less feed. Additionally, water pH was higher in cyclic feeding tanks, as a result of lower organic matter decomposition and consequent release of CO2. Accordingly, total ammonia in the water was significantly lower for the cyclic feeding regimes compared to their respective controls. This study suggests that the protocol of cyclic feeding could be applied at least 45 days in 1 g juveniles maintained in group conditions, without affecting the energetic reserves and hepatopancreas structure, emphasizing the high tolerance of this species to food restriction.

Energetic exploitation from a hybrid PV-wind power micro-generation rural electrification

Hybrid system micro-generation integration of PV-wind power is presented by a form of energy in which problems resulting from variability in the intensity of wind and solar intensity are possible mitigation either by complementation between one source to another or the largest stability configured by the generate the system. Based on this context, this work aims to assessing the performance of a hybrid system PV-wind power energy small of a rural property for their electrification. The study has been developed at the Rural Laboratory Powering from Engineering Department of UNESP. In order to present this research, a hybrid system has been installed PV-wind power, composed of one 400Wp windmill and a 300 Wp PV-system. The results obtained allowed us to evaluate the solar and wind energy supplied ranked among 285 and 360 kWh electric power generated by the PV-wind power hybrid system stood between 25,5 and 31 kWh. At is to say achieving yield of approximately than 10% during one year observation period, i.e., it was concluded that the performance of the hybrid system depended essentially the energy received and generated by the PV-system and that there was complementation between generating wind power and PV-systems with regard to time of day and the annual seasons by confirming the technical feasibility of this kind system of micro-generation in small rural properties.

Energetic feedings influence beeswax production by Apis mellifera L. honeybees

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Sex group composition, social interaction, and metabolism in the fish Nile tilapia

O objetivo deste trabalho foi testar se grupos monossexuais de machos gastam mais energia e exibem perfil agonístico diferente de grupos formados por um macho e uma fêmea na tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus). Tais diferenças são esperadas, pois machos e fêmeas competem por diferentes recursos reprodutivos. Foram utilizadas duplas de machos (MM) e duplas de macho-fêmea (MF) que permaneceram pareadas por 40 minutos. Durante esse período foi feito o registro da interação agonística (10 minutos iniciais e 10 minutos finais do pareamento) e determinado o gasto energético (consumo de O2) pelo Método de Winckler. A latência para o início dos confrontos (média ± DP, MM = 27,40 ± 25,15 s; MF = 14,22 ± 21,19 s; Mann-Whitney, U = 33,50, P = 0,21) e a freqüência de todas as unidades comportamentais (média ± DP, MM < 72,30 ± 25,29; MF < 73,50 ± 21,65.10/min; Mann-Whitney, P > 0,10) foram semelhantes entre os grupos MM e MF nos 10 minutos iniciais. Isso indica que cada intruso foi considerado um potencial competidor no início da interação. No entanto, a freqüência de ondulação (interação também exibida durante a corte) foi maior para o residente do grupo MF nos 10 minutos finais (média ± DP, MM = 3,56 ± 5,89; MF = 8,56 ± 4,00.10/min; Mann-Whitney, U = 15,50, P = 0,01). A freqüência de fuga, entretanto, foi menor para o intruso do mesmo grupo (média ± DP, MM = 3,90 ± 4,33; MF = 0,44 ± 0,96.10/min; Mann-Whitney, U = 23,50, P = 0,04). Além disso, o perfil agonístico no grupo MM foi composto por um maior número de itens comportamentais do que o MF (para residentes e intrusos). Apesar das diferenças comportamentais, o consumo de O2 não foi afetado pela composição sexual do grupo (média ± DP, MM = 1,93 ± 0,54; MF = 1,77 ± 0,46 mgO2.g peso seco-1.40/min; t-teste de Student, t = 0,71, P = 0,49).

Digestibilidade Aparente de Ingredientes pela Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus)

Avaliou-se a digestibilidade aparente do milho, amido de milho, milho extrusado, germe de milho, sorgo, farelo de trigo, farelo de arroz, glúten 21, glúten 60, farelo de soja, farelo de canola, farelo de algodão, farinha de peixe, farinha de carne, farinha de vísceras de aves, farinha de sangue e farinha de penas. Confeccionaram-se 18 rações, marcadas com 0,10% de óxido de crômio III, uma delas, basal purificada, e as demais, contendo os ingredientes. Os peixes, 100 juvenis com 100±10 g, foram alojados em cinco tanques-rede para facilitar o manejo de alimentação e a coleta de fezes e permaneceram, durante o dia, em cinco aquários (250 L) de alimentação, recebendo refeições à vontade das 8 às 17h30. Após, foram transferidos para cinco aquários (300 L) de coleta de fezes, onde permaneceram até a manhã do dia subseqüente. O coeficiente de digestibilidade aparente dos ingredientes foi calculado com base no teor de óxido crômio da ração e das fezes. Com base nos resultados, concluiu-se que, entre os ingredientes energéticos, o milho apresentou o melhor coeficiente de digestibilidade aparente, seguindo-se o milho extrusado, o farelo de trigo e o farelo de arroz; dos ingredientes protéicos - vegetal, o glúten 60 e o glúten 21, seguidos do farelo de canola, apresentou os melhores coeficientes e dos protéicos - animal, destacou-se a farinha de vísceras de aves, seguida da farinha de peixes, enquanto os piores coeficientes foram proporcionados pela farinha de penas e farinha de sangue.

Demanda energética e eficiência da distribuição de sementes de milho sob variação de velocidade e condição de solo

O trabalho teve o objetivo de avaliar a demanda energética e a eficiência da distribuição de sementes de uma semeadora-adubadora para semeadura direta, submetida à variação de velocidade e condições de solo, na semeadura da cultura do milho. O estudo foi desenvolvido em um Nitossolo Vermelho distrófico, na Fazenda Experimental Lageado, no município de Botucatu - SP. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com oito repetições, combinando-se três velocidades de deslocamento (4,4; 6,1 e 8,1 km h-1) e duas condições de solo (solo manejado sob sistema de plantio direto há cinco anos e solo preparado com escarificador há 18 meses). Avaliaram-se a força de tração, a potência na barra de tração, o consumo de combustível, a capacidade de campo efetiva, a distribuição longitudinal de plantas, o coeficiente de variação, o índice de precisão e o número de plantas por hectare (estande inicial). Os resultados revelaram que, aumentando-se a velocidade de 4,4 para 8,1 km h-1, consegue-se aumentar em 86% a capacidade operacional, com incremento de 96% na demanda de potência na barra de tração e redução de 26% no consumo operacional de combustível. A maior velocidade (8,1 km h-1) proporcionou menor porcentual de espaçamentos normais e aumento no porcentual de espaçamentos múltiplos e falhos, maior coeficiente de variação e pior índice de precisão. A variação da velocidade não interferiu no número de plantas por hectare.

Comportamento espacial da demanda energética em semeadura de amendoim em latossolo sob preparo convencional

A mecanização desempenha papel fundamental na produção agrícola e, consequentemente, na composição dos custos. Os adequados planejamento e gerenciamento dos sistemas mecanizados contribuem para a racionalização e redução dos gastos e melhoria do produto final. O objetivo deste trabalho foi estudar e caracterizar a variabilidade espacial da resistência mecânica do solo à penetração, da demanda energética e do desempenho operacional do conjunto trator-semeadora-adubadora em semeadura de amendoim, atuando com 5% de biodiesel etílico destilado de amendoim, em solo sob preparo convencional. As variáveis avaliadas neste estudo foram: força e potência requeridas na barra de tração, capacidade de campo efetiva, consumo de combustível, consumo de energia, patinhagem dos rodados e resistência mecânica do solo à penetração. Pelos resultados obtidos, concluiu-se que a variabilidade espacial das variáveis ligadas ao conjunto mecanizado depende principalmente da direção de deslocamento e que a resistência mecânica do solo à penetração não apresentou correlação com as outras variáveis. O consumo específico de combustível demonstrou correlação negativa com a força de tração, indicando que houve melhor aproveitamento da energia disponibilizada pelo combustível para maior exigência de tração.

Effect of inclusion of citrus pulp in the diet of finishing swines

No primeiro ensaio foram utilizados 16 suínos machos castrados da linhagem Topigs, com peso inicial de 80,5±4,7 kg, para a avaliação biológica da polpa cítrica. Por apresentar 18,85% de fibra em detergente neutro e 41,18% de fibra solúvel em detergente neutro, a polpa cítrica mostrou-se como um ingrediente viável a ser utilizado em programas de restrição alimentar qualitativa. No segundo ensaio foram utilizados 36 suínos machos castrados, com peso inicial de 83,7±5,1 kg, recebendo rações com níveis de 0, 10, 20 e 30% de polpa cítrica. Os animais foram abatidos com peso próximo de 130 kg, sendo avaliados quanto ao desempenho e parâmetros séricos. Houve resposta quadrática (P<0,05) para ganho diário de peso e número de dias para atingir o peso de 130 kg, em função dos níveis de polpa cítrica na dieta, sendo observados melhores resultados com níveis de inclusão de 10,79 e 10,97%, respectivamente. Para os parâmetros séricos avaliados, não foi observado efeito (P>0,05) dos níveis de polpa cítrica sobre a uréia e triacilgliceróis, porém houve resposta quadrática (P<0,05) para o colesterol em função dos níveis de polpa cítrica.