Industry energy optimization: A case study in a biodiesel production site

This paper presents a case study of heat exchanger network (HEN) retrofit with the objective to reduce the utilities consumption in a biodiesel production process. Pinch analysis studies allow determining the minimum duty utilities as well the maximum of heat recovery. The existence of heat exchangers for heat recovery already running in the process causes a serious restriction for the implementation of grassroot HEN design based on pinch studies. Maintaining the existing HEN, a set of alternatives with additional heat exchangers was created and analysed using some industrial advice and selection criteria. The final proposed solution allows to increase the actual 18 % of recovery heat of the all heating needs of the process to 23 %, with an estimated annual saving in hot utility of 35 k(sic)/y.

Generalization of Wertheim's theory for the assembly of various types of rings

We generalize Wertheim's first order perturbation theory to account for the effect in the thermodynamics of the self-assembly of rings characterized by two energy scales. The theory is applied to a lattice model of patchy particles and tested against Monte Carlo simulations on a fcc lattice. These particles have 2 patches of type A and 10 patches of type B, which may form bonds AA or AB that decrease the energy by epsilon(AA) and by epsilon(AB) = r epsilon(AA), respectively. The angle theta between the 2 A-patches on each particle is fixed at 601, 90 degrees or 120 degrees. For values of r below 1/2 and above a threshold r(th)(theta) the models exhibit a phase diagram with two critical points. Both theory and simulation predict that rth increases when theta decreases. We show that the mechanism that prevents phase separation for models with decreasing values of theta is related to the formation of loops containing AB bonds. Moreover, we show that by including the free energy of B-rings ( loops containing one AB bond), the theory describes the trends observed in the simulation results, but that for the lowest values of theta, the theoretical description deteriorates due to the increasing number of loops containing more than one AB bond.

Otimização Energética na Produção de Biodiesel

Enquadrado num contexto cada vez mais marcado pela necessidade imperiosa de adoção e desenvolvimento de práticas ambientais e energeticamente sustentáveis, este trabalho visa contribuir para a caracterização e otimização do consumo de energia na produção de biodiesel. O biodiesel pode ser encarado como uma boa resposta aos graves problemas que os combustíveis fósseis estão a provocar nas sociedades modernas, pois é uma fonte de energia biodegradável, não-tóxica e sintetizada a partir de várias matérias-primas. Porém, o elevado custo de produção, como consequência do elevado preço das matérias-primas, constitui o maior problema para a sua implementação e comercialização a grande escala. A produção de biodiesel é, em sua quase totalidade, conduzida por via de reação de transesterificação, usando óleo vegetal e álcool como matérias-primas. O objetivo geral deste trabalho é otimizar energeticamente um processo de produção de biodiesel, via catálise homogênea alcalina (BCHA). Para alcançar esse objetivo, um fluxograma típico de produção foi construído e analisado, tanto do ponto de vista energético como econômico. Posteriormente oportunidades de otimização do processo foram identificadas, no sentido de reduzir o consumo de utilidades, impacto ambiental e aumentar a rentabilidade econômica. A construção do processo, a caracterização da alimentação, os critérios de operacionalidade, a obtenção de resultados e demais fatores foram efetuados com auxílio de um software de simulação Aspen Plus versão 20.0 criado pela Aspen Technology products. Os resultados do trabalho revelaram que o processo BCHA produz uma corrente com 99,9 % em biodiesel, obedecendo às normas internacionais em vigor. Na parte energética, o processo BCHA base necessitou de 21.405,1 kW em utilidades quentes e 14.886,3 kW em utilidades frias. A integração energética do processo BCHA, segundo a metodologia pinch, permitiu uma redução das necessidades quentes para 10.752,3 kW (redução de 50 %) e frias para 4.233,5 kW (redução de 72 %). A temperatura no ponto de estrangulamento (PE) foi de 157,7 ºC nas correntes quentes e 147,7 ºC nas correntes frias. Em termos econômicos, o custo total é reduzido em 35% com a integração energética proposta. Essa diminuição, deve-se sobretudo à redução do custo operacional, onde as necessidades de vapor de muita alta pressão (VMAP), vapor de alta pressão (VAP) e água de resfriamento (AR) apresentaram quebras de 2 %, 92 % e 71 %, respectivamente. Como conclusão final, salienta-se que a integração do processo BCHA estudado é energética e economicamente viável.

Integração Energética da Unidade de Pré-destilação U-0100 da Fábrica de Aromáticos

A presente dissertação foi realizada no âmbito do Mestrado em Engenharia Química no ramo de Otimização Energética na Indústria Química, do Instituto Superior de Engenharia do Porto. O estudo energético foi desenvolvido na empresa Petrogal, S.A, na Refinaria de Matosinhos, avaliando a possível racionalização energética do processo existente na Fábrica de Aromáticos. Os objetivos propostos basearam-se na realização de uma integração energética à unidade de pré-destilação, denominada por U-0100, que se encontra instalada na Fábrica de Aromáticos. Pretende-se, de uma forma geral, o reaproveitamento máximo da energia do processo, diminuindo o recurso a utilidades externas. Para tal recorreu-se à metodologia da análise do ponto de estrangulamento, designada por tecnologia Pinch. Numa primeira fase da otimização foi necessário conhecer todo o processo em causa e os conceitos associados à tecnologia aplicada. Após contactar com o processo procedeu-se ao levantamento energético do mesmo, referente ao ano 2013. Nesta etapa foram recolhidos todos os dados considerados relevantes para a quantificação energética das correntes e das utilidades empregues. Depois da recolha efetuou-se a integração energética estabelecendo um ∆Tmin ótimo para o processo de 5°C, após uma prévia análise da influência deste parâmetro sobre os consumos. Constatou-se que atualmente o processo de separação opera com uma taxa de recuperação energética de 16,8% da energia total, sendo a restante energia introduzida por utilidades externas. Com a análise do ponto de estrangulamento concluiu-se que a unidade de pré - destilação U-0100 se encontra integrada energeticamente, não sendo essencial proceder a qualquer modificação à mesma. No entanto sugere-se como trabalho futuro um estudo técnico e económico da implementação de um pré-aquecedor de ar, necessário ao processo de combustão que se dá na fornalha H-0101. Isto tendo em vista o reaproveitamento máximo da corrente, gases de combustão, que é desperdiçada para o meio ambiente.

Equidistribution for higher-rank Abelian actions on Heisenberg nilmanifolds

2010 Mathematics Subject Classification: Primary: 37C85, 37A17, 37A45; Secondary: 11K36, 11L07.

Age effects on EEG correlates of the Wisconsin card sorting test

Body and brain undergo several changes with aging. One of the domains in which these changes are more remarkable relates with cognitive performance. In the present work, electroencephalogram (EEG) markers (power spectral density and spectral coherence) of age-related cognitive decline were sought whilst the subjects performed the Wisconsin Card Sorting Test (WCST). Considering the expected age-related cognitive deficits, WCST was applied to young, mid-age and elderly participants, and the theta and alpha frequency bands were analyzed. From the results herein presented, higher theta and alpha power were found to be associated with a good performance in the WCST of younger subjects. Additionally, higher theta and alpha coherence were also associated with good performance and were shown to decline with age and a decrease in alpha peak frequency seems to be associated with aging. Additionally, inter-hemispheric long-range coherences and parietal theta power were identified as age-independent EEG correlates of cognitive performance. In summary, these data reveals age-dependent as well as age-independent EEG correlates of cognitive performance that contribute to the understanding of brain aging and related cognitive deficits.

Representaciones de grupos y álgebras de Lie

Este proyecto cuenta con 7 subproyectos.Subproyecto: Restricciones de representaciones de cuadrado integrable.Se continuará trabajando en el problema de restringir representaciones de cuadrado integrable en un grupo de Lie a un subgrupo semisimple o la factor unipotente de un subgrupo parabólico. En particular, se continuará analizando el caso de restringir desde el grupo SO(2n,1) al subgrupo SO(2) x SO(2n-2,1) y al factor unipotente del parabólico minimal de un grupo de Lie clásico de rango uno. Subproyecto: Representación metapléctica y grupos de Heisenberg generalizados. Se estudia la restricción de la representación metapléctica a subgrupos del grupo metapléctico. Subproyecto: Álgebras de tipo H. Se estudiarán estructuras de biálgebra en las álgebras de tipo H, álgebras de Lie nilpotentes de dos etapas. Se continuará con el estudio de cuantizaciones de álgebras de tipo H. Se estudiarán propiedades geométricas de las funciones theta generalizadas que surgen de álgebras de tipo H. Subproyecto: Módulos de peso máximo. Se intenta dar una respuesta al problema de clasificación de módulos quasifinitos de peso máximo sobre ciertas álgebras de dimensión infinita. Subproyecto: Cuantización de las álgebras de tipo H. Se tratará de cuantizar las álgebras de tipo H, álgebras de Lie nilpotentes de dos etapas. Se trabajará con una definición más general de las álgebras de Heisenberg, tratando de encontrar teoremas tipo Stone-Von Neumann y generalizaciones de las funciones theta. Subproyecto: Continuación analítica de integrales de coeficientes matriciales. Se analiza la existencia de continuación holomorfa de la integral a lo largo de un grupo semisimple real de las potencias complejas de un coeficiente matricial de una representación irreducible admisible. Subproyecto: Cálculo explícito de soluciones fundamentales de operadores invariantes. Se analizan condiciones en el polinomio que define un operador diferencial k-invariante para que resulte hipoellítico. Se trata en particular el caso del grupo SO(n,1). Subproyecto 7: Generadores de Goldie. Se trata de encontrar algoritmos para el cálculo de generadores de Goldie.

Algebras de Lie de tipo H

Es mi intención centrar mis investigaciones en los próximos años en las álgebras de Lie tipo H. Es nuestro objetivo encontrar nuevas familias de álgebras regulares no de tipo H y verificar la existencia o no de irreducibles cumpliendo de estas propiedades. En particular es interesante plantear su cuantización, es decir encontrar estructuras de álgebras de Hopf que sean deformaciones del álgebra envolvente correspondiente al álgebra de Lie en estudio. En particular estudiaremos si existen cuantizaciones quasitriangulares lo que nos llevaría soluciones de la ecuación de Yang-Baxter cuántica. Hasta ahora hemos logrado la cuantización en ciertos casos particulares. Para comprender cómo deben ser hechas las cuantizaciones en forma más general es necesario realizar un estudio sistemático de las estructuras de la biálgebra de las álgebras de Lie de tipo H. En particular se tratarán de detectar estructuras de biálgebra quasitriangulares y por consiguientes soluciones de la ecuación de Yang-Baxter clásica. Es un resultado conocido que las funciones de theta se pueden expresar como coeficiente matricial de la representación de Stone-Von Neumann. De los teoremas de Stone-Von Neumann para álgebras de tipo H surgen entonces funciones que serían una generalización de las funciones theta; es nuestro objetivo encontrar propiedades de estas funciones que puedan ser de interés.

CM points and weight 3=2 modular forms

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Diseño cooperativo de un sistema de comunicaciones por satélite basado en diversidad espacial

En este proyecto se han presentado los modelos de distribución de canal más comunes que se puede encontrar una señal en una transmisión. Seguidamente se ha presentado el concepto de diversidad en comunicaciones inalámbricas terrestres y se ha trasladado el escenario a comunicaciones por satélite. Para analizar la calidad de los enlaces con diversidad se ha realizado un simulador, con Matlab, que modele la estructura básica de un sistema de comunicaciones (emisor, canal y receptor). Simulando las comunicaciones entre los diferentes sistemas de diversidad se ha podido comparar la calidad de cada enlace. El modelo Alamouti ha presentado una robustez y una baja probabilidad de error que hacen que sea la mejor elección a la hora de diseñar un sistema de diversidad para comunicaciones por satélite. Utiliza la diversidad de canal para aprovechar cada pizca de señal que recibe y así poder descifrar el mensaje enviado.

A Data mining approach to indirect inference

Consider a model with parameter phi, and an auxiliary model with parameter theta. Let phi be a randomly sampled from a given density over the known parameter space. Monte Carlo methods can be used to draw simulated data and compute the corresponding estimate of theta, say theta_tilde. A large set of tuples (phi, theta_tilde) can be generated in this manner. Nonparametric methods may be use to fit the function E(phi|theta_tilde=a), using these tuples. It is proposed to estimate phi using the fitted E(phi|theta_tilde=theta_hat), where theta_hat is the auxiliary estimate, using the real sample data. This is a consistent and asymptotically normally distributed estimator, under certain assumptions. Monte Carlo results for dynamic panel data and vector autoregressions show that this estimator can have very attractive small sample properties. Confidence intervals can be constructed using the quantiles of the phi for which theta_tilde is close to theta_hat. Such confidence intervals are found to have very accurate coverage.

Binding under Conflict Conditions: State-Space Analysis of Multivariate EEG Synchronization.

Real-world objects are often endowed with features that violate Gestalt principles. In our experiment, we examined the neural correlates of binding under conflict conditions in terms of the binding-by-synchronization hypothesis. We presented an ambiguous stimulus ("diamond illusion") to 12 observers. The display consisted of four oblique gratings drifting within circular apertures. Its interpretation fluctuates between bound ("diamond") and unbound (component gratings) percepts. To model a situation in which Gestalt-driven analysis contradicts the perceptually explicit bound interpretation, we modified the original diamond (OD) stimulus by speeding up one grating. Using OD and modified diamond (MD) stimuli, we managed to dissociate the neural correlates of Gestalt-related (OD vs. MD) and perception-related (bound vs. unbound) factors. Their interaction was expected to reveal the neural networks synchronized specifically in the conflict situation. The synchronization topography of EEG was analyzed with the multivariate S-estimator technique. We found that good Gestalt (OD vs. MD) was associated with a higher posterior synchronization in the beta-gamma band. The effect of perception manifested itself as reciprocal modulations over the posterior and anterior regions (theta/beta-gamma bands). Specifically, higher posterior and lower anterior synchronization supported the bound percept, and the opposite was true for the unbound percept. The interaction showed that binding under challenging perceptual conditions is sustained by enhanced parietal synchronization. We argue that this distributed pattern of synchronization relates to the processes of multistage integration ranging from early grouping operations in the visual areas to maintaining representations in the frontal networks of sensory memory.

Genetic linkage of Bietti crystallin corneoretinal dystrophy to chromosome 4q35.

Bietti crystalline corneoretinal dystrophy (BCD) is an autosomal recessive retinal degeneration characterized by multiple glistening intraretinal dots scattered over the fundus, degeneration of the retina, and sclerosis of the choroidal vessels, ultimately resulting in progressive night blindness and constriction of the visual field. Although BCD has been associated with abnormalities in fatty-acid metabolism and absence of fatty-acid binding by two cytosolic proteins, the genetic basis of BCD is unknown. We report linkage of the BCD locus to D4S426 (maximum LOD score [Z(max)] 4.81; recombination fraction [straight theta] 0), D4S2688 (Zmax=3.97; straight theta=0), and D4S2299 (Zmax=5.31; straight theta=0), on chromosome 4q35-4qtel. Multipoint analysis confirmed linkage to the region telomeric of D4S1652 with a Z(max) of 5.3 located 4 cM telomeric of marker D4S2930.

Caspase-8 and c-FLIPL associate in lipid rafts with NF-kappaB adaptors during T cell activation.

Humans and mice lacking functional caspase-8 in T cells manifest a profound immunodeficiency syndrome due to defective T cell antigen receptor (TCR)-induced NF-kappaB signaling and proliferation. It is unknown how caspase-8 is activated following T cell stimulation, and what is the caspase-8 substrate(s) that is necessary to initiate T cell cycling. We observe that following TCR ligation, a small portion of total cellular caspase-8 and c-FLIP(L) rapidly migrate to lipid rafts where they associate in an active caspase complex. Activation of caspase-8 in lipid rafts is followed by rapid cleavage of c-FLIP(L) at a known caspase-8 cleavage site. The active caspase.c-FLIP complex forms in the absence of Fas (CD95/APO1) and associates with the NF-kappaB signaling molecules RIP1, TRAF2, and TRAF6, as well as upstream NF-kappaB regulators PKC theta, CARMA1, Bcl-10, and MALT1, which connect to the TCR. The lack of caspase-8 results in the absence of MALT1 and Bcl-10 in the active caspase complex. Consistent with this observation, inhibition of caspase activity attenuates NF-kappaB activation. The current findings define a link among TCR, caspases, and the NF-kappaB pathway that occurs in a sequestered lipid raft environment in T cells.