Technical and economical evaluation of a harvester, working under different spacing and planting arrangement conditions in eucalypts plantations

Plantation spacing selection has the primary objective of assigning each tree enough space for maximum growth and best quality to be attained with a minimum cost. From the harvest standpoint, an increase in stand density directly implies a decrease of individual tree volume, reducing also harvester productive capacity. The objective of this research is to assess the effects of several initial spacings and arrangements in eucalyptus plantations on production capacity, operational capacity and costs of forest harvester. Real operational data were collected from two eucalypt plantations at different initial spacing of 6.0, 7.5, 9.0, 12 and 18 m(2) per tree. Simulation data were obtained from a forest harvester simulator. Using spacing (E), mean tree volume (MV), diameter at breast height (DBH) and height (H) values, a stepwise regression test procedure was run, and correlations computed in order to measure their participation in operational capacity. Operational costs were computed with an accounting method proposed by FAO. Mean tree volume (MV) explained 88% of forest harvester operational capacity. Spacing (E) affected 8.5% of harvester operational capacity; wider spacings were related to higher individual tree volumes. Harvesting operation costs were lower in wider spaced treatments.

Recovery of acid and base from brackish water by bipolar membrane electrodialysis

Nesta dissertação pretendeu-se estudar a viabilidade do uso de eletrodiálise com membranas bipolares (BM) na recuperação de ácido clorídrico e de hidróxido de sódio a partir de um efluente industrial que contém 1.4 mol/L de cloreto de sódio. Estas membranas mostraram ser uma ferramenta eficiente para a produção de ácidos e bases a partir do respetivo sal. Foi feita uma seleção de diferentes membranas bipolares (Neosepta, Fumatech e PCA) e aniónicas (PC-SA e PC-ACID 60) na tentativa de encontrar a combinação mais adequada para o tratamento do efluente. Dependendo do critério, o melhor arranjo de membranas é o uso de PC-ACID 60 (membrana aniónica), PC-SK (membrana catiónica) e membranas bipolares do tipo Neosepta para maior pureza dos produtos; membranas bipolares Fumatech para maior eficiência de dessalinização e membranas bipolares PCA para um maior grau de dessalinização. Tecnologicamente foi possível obter uma dessalinização de 99.8% em quatro horas de funcionamento em modo batch com recirculação de todas as correntes. Independentemente da combinação usada é recomendável que o processo seja parado quando a densidade de corrente deixa de ser máxima, 781 A/m2. Assim é possível evitar o aumento de impurezas nos produtos, contra difusão, descida instantânea do pH e uma dessalinização pouco eficiente. A nível piloto o principal fornecedor de membranas e unidade de tratamento “stack” é a marca alemã PCA. Sendo assim realizaram-se ensaios de repetibilidade, contra difusão, avaliação económica e upscaling utilizando as membranas bipolares PCA. A nível económico estudou-se o uso de dois tipos de unidades de tratamento; EDQ 380 e EDQ 1600, para diferentes níveis de dessalinização (50, 75 e 80%). Tendo em conta a otimização económica, é recomendável uma dessalinização máxima de 80%, uma vez que a eficiência de processo a este ponto é de 40%. A aplicação do método com a unidade EDQ 1600 para uma dessalinização de 50% é a mais vantajosa economicamente, com custos de 16 €/m3 de efluente tratado ou 0,78 €/kg Cl- removido. O número de unidades necessárias é 4 posicionados em série.

Estudo de viabilidade técnico-económica da instalação de caldeiras a biomassa para o aquecimento central do ISEP

Neste projeto pretende-se utilizar uma fonte energética renovável (nomeadamente a biomassa), no âmbito da produção de água quente para aquecimento central das instalações do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). O objetivo principal remete para a avaliação técnico-económica da substituição das quinze caldeiras existentes, alimentadas a gás natural, por seis caldeiras alimentadas a biomassa, nomeadamente a pellets. Desta forma, permite-se apostar na biomassa como uma alternativa para reduzir a dependência dos combustíveis fósseis. Neste trabalho apresenta-se uma comparação realista do sistema de aquecimento existente face ao novo a implementar, alimentado por um combustível renovável utilizando caldeiras a pellets de 85% de rendimento. Para realizar esta comparação, usou-se as faturas energéticas de gás natural do ISEP, o custo da quantidade equivalente necessária de pellets, os custos de manutenção dos dois tipos de caldeiras e, os custos do consumo de energia elétrica por parte de ambas as caldeiras. Com este estudo, estimou-se uma poupança anual de 84.100,76 €/ano. Determinaram-se experimentalmente, em laboratório, os parâmetros essenciais de uma amostra de pellets, que foram usados para calcular as necessidades energéticas em biomassa no ISEP, bem como a produção de cinzas gerada por parte das caldeiras. Foi proposto um destino ambientalmente adequado para os 788,5 kg/ano de cinzas obtidas – a utilização na compostagem, após tratamento e aprovação de ensaios ecotoxicológicos realizados pela empresa que fará a sua recolha. As caldeiras a pellets terão um consumo mínimo teórico de 16,47 kgpellets/h, consumindo previsivelmente 197,13 tpellets/ano. Para este efeito, serão usadas caldeiras Quioto de 150 kW da marca Zantia. Para comparar distintas possibilidades de investimento para o projeto, avaliaram-se dois cenários: um foi escolhido de forma a cobrir o somatório da potência instalada das caldeiras atuais e o outro de forma a responder aos consumos energéticos em aquecimento atuais. Além disso, avaliaram-se cenários de financiamento do investimento distintos: um dos cenários corresponde ao pagamento do investimento total do projeto no momento da aquisição das caldeiras, enquanto o outro cenário, mais provável de ser escolhido, refere-se ao pedido de um empréstimo ao banco, no valor de 75% do investimento total. Para o cenário mais provável de investimento, obteve-se um VAL de 291.364,93 €/ano, com taxa interna de rentabilidade (TIR) de 17 %, um índice de rentabilidade (IR) de 1,85 e um período de retorno (PBP) de 5 anos. Todos os cenários avaliados registam rentabilidade do projeto de investimento, sem risco para o projeto.

Metsäteollisuuden jätevedenpuhdistamon lietteiden vaihtoehtoiset käsittelymenetelmät.

Työ on tehty osana ympäristöklusterin tutkimusohjelmaa "Materiaalivirrat ja energiankäyttö metsäteollisuusintegraatissa ja niihin liittyvät toimintastrategiat ympäristövaikutuslähtöisesti". Juha Räsänen on tehnyt metsäteollisuuden sivuainevirroista projektissa perusselvityksen, joka on tämän työn pohjana. Työn tavoitteena on ollut selvittää neljän itäsuomalaisen metsäteollisuusintegraatin tapauksissa vaihtoehtoisten lietteenkäsittelymenetelmien tekninen ja taloudellinen soveltuvuus nykyiseen käsittelyyn verrattuna. Tutkimuksessa hyödynnettiin aikaisempia tutkimustuloksia ja eri laitevalmistajien ja metsäteollisuusintegraattien kokemuksia. Työssä esitettäviä arvioita voidaan hyödyntää myös sektoritasolla. Metsäteollisuuden jätevedenpuhdistamon lietteistä käsiteltävyyden kannalta vaativin on bioliete, jonka osuuden kasvaessa perinteinen mekaaninen puristaminen ja poltto vaikeutuvat useilla tehtailla merkittävästikin nykyään ja lähivuosina. Polton ongelmat ja niistä aiheutuva ajoittainen aumakompostointitarve voivat puoltaa joko sekalietteen termistä tai biotermistä kuivausta ennen polttamista. Toinen tapa ratkaista lieteongelma on käsitellä bio- ja primäärilietteet erikseen. Biolietteen lipeälinjakäsittelyssä liete lingotaan, käsitellään mustalipeällä, haihdutetaan ja poltetaan soodakattilassa. Bioliete voidaan myös mädättää ja käsitellä sen jälkeen perinteisessä mekaanisessa puristuksessa. Kaikki käsitellyt menetelmät ovat teknisesti toteutettavissa, kunhan tietyt prosessireunaehdot täyttyvät. Vaihtoehtoiset käsittelymenetelmät vähentävät lietteen jäteluonnetta, mutta vastaavasti kustannukset lisääntyvät usein merkittävästi. Menetelmien käytöstä aiheutuvat integraatin puhdistamolietteen käsittelyn kokonaiskustannukset laskettiin työn osana olevalla taulukkolaskentasovelluksella laitetoimittajien budjettitarjouksia hyödyntäen. Biolietteen poltto soodakattilassa tarjoaa kustannusten kannalta houkuttelevimman ratkaisun. Työhön sisältyvää laskentamenettelyä voidaan soveltaa periaatteessa minkä tahansa metsäteollisuusintegraatin tapaukseen.

Paperin ja kartongin laserleikkauksen teknistaloudellinen kannattavuus

Diplomityö on tehty kuitumateriaalien laserleikkauksen tutkimusprojektissa ILAC/PAPER. Päätavoitteena on selvittää laserleikkauksen kustannukset ja arvioida kahden laserleikkaussovelluksen taloudellista kannattavuutta. Teoriaosassa tavoitteena on etsiä teknologiainvestoinneista piirteitä, jotka tulee ottaa huomioon hanketta suunnitellessa. Työssä esitellään myös menetelmä teknologiainvestointien arviointiin. Työssä on kolme aihepiiriä; teknologiainvestointien arviointi, laserleikkauksen perusteet ja kuitumateriaalien laserleikkauskustannuksia käsittelevä empiriaosa. Teoriaosan lähdemateriaalina on käytetty toimintolaskentaa ja teknologiainvestointeja käsiteleviä julkaisuja. Empiriaosa on koottu teollisuuden tiedonannoista, tutkimusmateriaalista ja myyntitarjouksista. Teknologiainvestointien perusteleminen on vaikeaa perinteisillä investointilaskennan menetelmillä vähäisistä suorista kustannussäästöistä johtuen. Sopiva menetelmä arvioikin hankkeet laajempina kokonaisuuksina. Laserlaitteistojen vuosittaiset kustannukset ovat suuret. Luotettavuus, huoltovapaus ja joustavuus ovat hyötyjä, jotka tekevät laserlaitteistosta kannattavan. Hankintahinta ja tuottavuus ratkaisevat investoinnin kannattavuuden.

Model based analysis of the post-combustion calcium looping process for carbon dioxide capture

This thesis presents a one-dimensional, semi-empirical dynamic model for the simulation and analysis of a calcium looping process for post-combustion CO2 capture. Reduction of greenhouse emissions from fossil fuel power production requires rapid actions including the development of efficient carbon capture and sequestration technologies. The development of new carbon capture technologies can be expedited by using modelling tools. Techno-economical evaluation of new capture processes can be done quickly and cost-effectively with computational models before building expensive pilot plants. Post-combustion calcium looping is a developing carbon capture process which utilizes fluidized bed technology with lime as a sorbent. The main objective of this work was to analyse the technological feasibility of the calcium looping process at different scales with a computational model. A one-dimensional dynamic model was applied to the calcium looping process, simulating the behaviour of the interconnected circulating fluidized bed reactors. The model incorporates fundamental mass and energy balance solvers to semi-empirical models describing solid behaviour in a circulating fluidized bed and chemical reactions occurring in the calcium loop. In addition, fluidized bed combustion, heat transfer and core-wall layer effects were modelled. The calcium looping model framework was successfully applied to a 30 kWth laboratory scale and a pilot scale unit 1.7 MWth and used to design a conceptual 250 MWth industrial scale unit. Valuable information was gathered from the behaviour of a small scale laboratory device. In addition, the interconnected behaviour of pilot plant reactors and the effect of solid fluidization on the thermal and carbon dioxide balances of the system were analysed. The scale-up study provided practical information on the thermal design of an industrial sized unit, selection of particle size and operability in different load scenarios.

Análise operacional e econômica do processamento de madeira de Eucalitpo com Hypro em região montanhosa

O processo constante de avaliação técnica e econômica dos sistemas de colheita de madeira é intrínseco às empresas florestais, devido ao fato de corresponder a uma fase de suma importância que despende elevado investimento financeiro. No experimento deste trabalho, estudaram-se o rendimento operacional e custos operacionais e de produção do processador florestal Hypro. A análise técnica englobou estudos de tempos e movimentos pelo método de tempo contínuo. O rendimento operacional foi determinado através do volume, em metros cúbicos de madeira processada. A análise econômica incorporou os parâmetros do custo operacional, custo de processamento da madeira e rendimento energético. A análise dos dados evidenciou que o rendimento operacional por hora efetiva de trabalho foi de 38 árvores e, em metros cúbicos sem casca por hora efetiva de trabalho, de 11,68 m³ h-1, com custo de processamento de madeira sem casca de US$ 6.85 por metro cúbico.

Estudo da viabilidade da destilação solar para polimento de águas produzidas de petróleo

This work study of solar distillation feasibility in effluent of petroleum industry: produced water, making possible your reuse for irrigation of oleaginous cultures or fodder crops or in steam generation, as well the transport phenomena involved. The methodology for development of this project was to characterize the effluent to be treated and to accomplish physical and chemical analysis in the distilled, to build distillation equipment, concomitant operation of both equipments and implementation of data processing and economical evaluation. The methodology used for all parameters is outlined in APHA (1998) and sampling of the type compound. The feeding of distillation equipment was performed with treated effluent from UTPF of Guamaré. The temperature was monitored throughout the distillers and during the time of operation. The distillers feed occur, as a rule, for sifon. The distillers were operated by a period of 17 months between July 2007 and February 2009, in which 40 experiments were performed. The radiation and temperature datas were acquired in the INPE s site and the temperature inside of the distillers was registered by DATALOGGER Novus. The rates of condensation (mL / min) were determined by measuring of the flow in a graduate test tube of 10 mL and a chronometer. We used two simple solar effect distillers of passive type with different angles in coverage: 20 ° and 45 °. The results obtained in this study and the relevant discussions are divided into six topics: sample characterization and quality of distilled; construction of distillers; operation (data, temperature profile), climatic aspects, treatment of data and economical analysis. Results obtained can be inferred that: the energy loss by the adoption of vessel glass was not significant, however, complicates the logistics of maintenance the equipment on a large scale. In the other hand, the surface of the tub with a glass shield on the equipment deterioration, both devices showed similar performance, so there is not justified for use of equipment 450. With regard to the climatological study it was verified that the Natal city presents monthly medium radiation varying in a range between 350 and 600 W/m2, and medium of wind speed of 5 m / s. The medium humidity is around 70% and rainfall is very small. The regime of the system is transient and although it has been treated as a stationary system shows that the model accurately represents the distillers system's 20 degrees. The quality of the distilled with regard to the parameters evaluated in this study is consistent with the Class 3 waters of CONAMA (Resolution 357). Therefore we can conclude that solar distillation has viability for treat oilfield produced water when considered the technical and environmental aspects, although it is not economically viable

Análise econômica comparativa após um ano de cultivo do feijoeiro irrigado, no inverno, em sistemas de plantio convencional e direto, com diferentes fontes e doses de nitrogênio

Realizou-se a análise comparativa de custos de produção de feijão, após um ano em sistemas de plantio direto e convencional, no período de inverno, com irrigação por pivô central. Os experimentos foram desenvolvidos na Fazenda Dois Irmãos, em Pereira Barreto (SP), em delineamento experimental de blocos ao acaso, com 11 tratamentos e quatro repetições, para cada sistema de plantio. Os tratamentos constaram de uma testemunha sem N, duas fontes de N (uréia e nitrato de amônio) e cinco dosagens (20, 40, 60, 80 e 100 kg.ha-1 de N), aplicados em cobertura aos 27 dias após a emergência das plantas. Utilizou-se densidade de 15 plantas por metro de linha e 0,50 m entre sulcos, com semeadura realizada em 20/5/2001. Na área do sistema de plantio direto, as plantas daninhas foram dessecadas após o cultivo do milho, e na de plantio convencional, realizaram uma aração e duas gradagens, sendo uma pesada e uma niveladora, no preparo do solo. Durante o desenvolvimento da cultura foram aplicados herbicidas em pós-emergência para o controle do mato. As duas fontes de nitrogênio mostraram efeito positivo na produção de grãos. A análise econômica revelou melhor resultado para uréia, na dose de 60 kg.ha-1 de N, em preparo convencional do solo, com índice de lucratividade de 40,6%. Para o plantio direto, o nitrato de amônio, na base de 40 kg.ha-1 de N, mostrou maior acréscimo na receita e lucratividade de 25,6%.

Análise econômica e energética de sistema agroflorestal para implantação na terra indígena Araribá - Município de Avaí-SP

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

Produção de refrigerante a partir de acerola (Malpighia glabra L.)

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

Produção de refrigerante a partir de suco integral congelado e suco desidratado de maracujá (Passiflora edulis f. flavicarpa): avaliação físico-química, sensorial e econômica

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Classificação probabilística do padrão geomecânico de um maciço rochoso mineralizado com base no índice RQD

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

Avaliação técnica e econômica do uso de injetor tipo Venturi associado à bomba centrífuga versus bomba do tipo pistão na quimigação via pivô central

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito da utilização da fitase sobre o desempenho, qualidade dos ovos, avaliação econômica e excreção de fósforo e nitrogênio de poedeiras comerciais alimentadas com rações contendo ingredientes alternativos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)