Electricity, hot water and cold water production from biomass. Energetic and economical analysis of the compact system of cogeneration run with woodgas from a small downdraft gasifier

Wood gasification technologies to convert the biomass into fuel gas stand out. on the other hand, producing electrical energy from stationary engine is widely spread, and its application in rural communities where the electrical network doesn't exist is very required. The recovery of exhaust gases (engine) is a possibility that makes the system attractive when compared with the same components used to obtain individual heat such as electric power. This paper presents an energetic alternative to adapt a fixed bed gasifier with a compact cogeneration system in order to cover electrical and thermal demands in a rural area and showing an energy solution for small social communities using renewable fuels. Therefore, an energetic and economical analysis from a cogeneration system producing electric energy, hot and cold water, using wooden gas as fuel from a small-sized gasifier was calculated. The energy balance that includes the energy efficiency (electric generation as well as hot and cold water system; performance coefficient and the heat exchanger, among other items), was calculated. Considering the annual interest rates and the amortization periods, the costs of production of electrical energy, hot and cold water were calculated, taking into account the investment, the operation and the maintenance cost of the equipments. Crown Copyright (C) 2010 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Monitoramento de 24 horas do desempenho de reator aeróbio de leito fluidizado trifásico na remoção de amônio num sistema de recirculação para produção de tilápia

O objetivo deste trabalho foi monitorar o desempenho de remoção de nitrogênio amoniacal no tratamento das águas residuárias da produção intensiva de tilápia nilótica em sistema com recirculação de água. O sistema foi constituído por um sedimentador convencional e um reator aeróbio de leito fluidizado trifásico com circulação, operados com tempos de detenção hidráulica de 176.4 e 11.9 minutos respectivamente. O meio suporte utilizado no reator foi o carvão ativado granular com densidade aparente de 1.64 g/cm3 e tamanho efetivo de 0.34 mm; a concentração do meio suporte no reator foi mantida constante em 80 g/L. A eficiência média de remoção do nitrogênio amoniacal total foi de 41.2%. O sistema avaliado é uma alternativa efetiva para o reuso da água em sistemas de recirculação para aqüicultura. Embora a variabilidade das concentrações do nitrogênio amoniacal afluente cujo valor médio foi de 0.136 mg/L, o efluente do reator conservou as características de qualidade da água estáveis, com concentrações médias de nitrogênio amoniacal de 0.079 mg/L e do oxigênio dissolvido de 6.70 mg/L, recomendáveis para a criação dos peixes e nas faixas de valores permitidos pela legislação Brasileira (Resolução CONAMA No. 357 de março 5 de 2005) para lançamento de efluentes finais nos corpos de água receptores.

Estudo da regeneração de aditivos para catalisadores de craqueamento aluminofosfatos (ALPO s)e silicoaluminofosfatos (SAPO s)

Heterogeneous catalysts such as aluminophosphate and silicoaluminophosphate, molecular sieves with AEL of ALPO-11 and SAPO-11, were synthesized by the hydrothermal method with the following molar composition: 2.9 Al +3.2 P + 3.5 DIPA +32.5 H20 (ALPO-11); 2.9 Al +3.2 P + 0.5 Si + 3.5 DIPA +32.5 H20 (SAPO-11) starting from silica (only in the SAPO-11), pseudoboehmite, orthophosphoric acid (85%) and water, in the presence of a di-isopropylamine organic template. The crystallization process occurred when the reactive hydrogel was charged into a vessel and autoclaved at 170ºC for a period of 48 hours under autogeneous pressure. The obtained materials were washed, dried and calcined to remove the molecular sieves of DIPA. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FT-IR), thermo gravimetric differential thermal analysis (TG/DTA) and nitrogen adsorption (BET). The acidic properties were determined using adsorption of n-butylamine followed by programmed thermodessorption. This method revealed that ALPO-11 has weaker acid sites due to structural defects, while SAPO-11 shows an acidity that ranges from weak to moderate. However, a small quantity of strong acid sites could be detected there. The deactivation of the catalysts was conducted by the cracking of the n-hexane in a fixed bed continuous flow microrreator coupled on line to a gas chromatograph. The main products obtained were: ethane, propane, isobutene, n-butane, n-pentane and isopentane. The Vyazovkin (model-free) kinetics method was used to determine the regeneration and removal of the organic template

Síntese, caracterizaçao e propriedades catalicas da peneira molecular nanoestruturada modificada com lantanio

The nanostructured molecular sieve SBA-15 was synthesized by the hydrothermal method, and modified with lanthanum with Si/La molar ratios of 25, 50, 75 and 100. The materials were evaluated as catalysts for the cracking of n-hexane model reaction. Type SBA- 15 and LaSBA-15 mesoporous materials were synthesized using tetraetilortosilicato as a source of silica, hydrochloric acid, heptahydrate lanthanum chloride and distilled water. Pluronic P123 triblock. polymer was used as structure template. The syntheses were carried out by 72 hours. The obtained SBA-15 samples were previously analyzed by thermogravimetry, in order to check the conditions of calcination for removal of organic template. Then, the calcined materials were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, adsorption and desorption of nitrogen, scanning electron microscopy and X-ray microanalysis by dispersive energy. The acidity of the samples was determined using adsorption of n-bulinamina and desorption followed by thermogravimetry. It was found that the hydrothermal synthesis method was suitable for the synthesis of the SBA-15 mesoporous materials, with an excellent degree of hexagonal ordering. The reactions of catalytic cracking of n-hexane were carried out using a fixed bed continuous flow microreactor, coupled on-line to a gas chromatograph. From the catalytic evaluation, it was observed that the mesoporous materials containing lanthanum showed different results for the reaction of cracking of nhexane compared to the unmodified mesoporous material SBA-15. As a result of cracking was obtained as main products hydrocarbons in the range of C1 to C5. The catalyst that showed better properties in relation to the acidity and catalytic activity was LaSBA-15 with the ratio Si/La = 50

Quality of natural coffee subjected to different rest periods during the drying process

O parcelamento da secagem pode ser eficiente tanto no que diz respeito à qualidade final do café, quanto na redução do consumo específico de energia. Diante disso, objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar o efeito do teor de água dos frutos no momento da interrupção da secagem e do período de repouso até a retomada da secagem na qualidade do café natural, por meio da análise sensorial e dos testes de condutividade elétrica e lixiviação de potássio. Frutos de café maduros foram colhidos manual e seletivamente e, em seguida, secados ao sol em terreiros de concreto por dois dias e, então, submetidos à secagem mecânica em secadores de camada fixa. Quando o café atingiu os teores de água de 20%, 17% e 14% (base úmida, bu), a secagem foi interrompida e o café permaneceu em repouso por cinco, quinze e trinta dias e, posteriormente, foi secado em secadores mecânicos até o teor de água de 11% (bu). O controle constituiu-se na secagem completa em terreiro. Observou-se que as combinações entre o menor teor de água e o maior período de repouso e entre o maior teor de água e o menor período de repouso, proporcionam menores valores de lixiviação de potássio. A qualidade da bebida melhora progressivamente com o aumento do período de repouso. A interrupção da secagem com teores de água de 17% e 20% (bu) não altera a qualidade do café natural, comparativamente à secagem completa em terreiro.

Drying of persimmon: Mathematical model for diffusivity as a simultaneous function of moisture content and shrinkage

Fresh persimmon has a high moisture content (about 85% wet basis) making it highly perishable and requiring adequate drying conditions to obtain an acceptable dehydrated product. Drying kinetics of persimmon cv. Rama Forte was studied in a fixed bed dryer at temperatures ranging from 50 to 80 degreesC and air velocity of 0.8 m/s. Shrinkage during drying was described by a linear correlation with respect to water content. Evaluation of effective diffusivity as a function of moisture content, with undergoing shrinkage during drying was based on Fourier series solution of Fick's diffusion equation. Effective diffusivity values at moisture contents between 0.09 - 4.23 kg water/kg dry matter were found to be in the range of 2.6 x 10(-10) m(2)/s to 5.4 x 10(-10) m(2)/s, and its dependence on air drying temperature was represented by an Arrhenius type equation. Activation energy increased with decreasing water content in persimmons.

Experimental analysis of heat transfer in packed beds with air flow

Heat-transfer studies were carried out in a packed bed of glass beads, cooled by the wall, through which air percolated. Tube-to-particle diameter ratios (D/dp) ranged from 1.8 to 55, while the air mass flux ranged from 0.204 to 2.422 kg/m2·s. The outlet bed temperature (TL) was measured by a brass ring-shaped sensor and by aligned thermocouples. The resulting radial temperature profiles differed statistically. Angular temperature fluctuations were observed through measurements made at 72 angular positions. These fluctuations do not follow a normal distribution around the mean for low ratios D/dp. The presence of a restraining screen, as well as the increasing distance between the temperature measuring device and the bed surface, distorts TL. The radial temperature profile at the bed entrance (T0) was measured by a ring-shaped sensor, and T 0 showed to be a function of the radial position, the particle diameter, and the fluid flow rate.

Desempeño de tanques decantadores de sólidos en un sistema de recirculación para producción de tilapia

To compare the removal efficiency of solids, turbidity and apparent color between a conventional and a column settling tanks in a recirculating aquaculture system (RAS) for tilapia farming. Materials and methods. Tilapia with a stocking density between 30 and 33 kg/m3 were cultured in a RAS consisting of a water level control box, PVC piping system, three plastic tanks for culture, conventional horizontal flow settling tank (Con.ST), column vertical flow settling tank (Col.ST), three phase fluidized bed reactor, oxygen transfer reactor, air compressor, air blower, centrifugal pump. The Con.ST operated at a volume of 1.4 m3 and hydraulic retention time (HRT) of 2.94 h; and was drained weekly for washing and sludge collection, representing a 55%discharge of system water volume. The Col.ST operated with a volume of 0.30 m3 and HRT of 0.553 h. Three daily partial draining operations were executed, representing a discharge of 50% of the system volume. Results. The mean solids removal efficiencies were: 34.01 and 44.44%for total solids; 64.45 and 71.71% for suspended solids; 21.10 and 45.65% volatile solids; 65.51% and 62.79% for turbidity; and 56.37 and 50.91% for apparent color, respectively for Con.ST and Col.ST. Conclusions. The two settling devices are useful on removal of the studied parameters and presented similar performance on turbidity and apparent color removal; however, the Col.ST was more efficient than Con.ST for solids removal, requires less space, less volume and requires less discharge water volume, displaying feasibility for its use on RAS.

Resíduo de laranja: estudo da cinética de secagem das sementes e influência da temperatura na qualidade do óleo

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE

Produção de lipase por fermentação em estado sólido em biorreator de leito fixo

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE

Influência de pré-tratamentos com emulsões a base de lecitina e óleo de soja na cinética de secagem da uva rubi

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito da concentração do meio suporte e relação entre áreas no desempenho de reatores aeróbios de leito fluidizado com circulação interna no tratamento de esgoto doméstico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de reator aeróbio de leito fluidizado com circulação em tubos concêntricos no tratamento de águas residuarias da produção intensiva de tilapia com recirculação da água tratada

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise e demonstração do comportamento do escoamento bifásico gás-sólido

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção de carvão ativado a partir da biomassa residual da castanha do Brasil (Bertholletia excelsa L.) para adsorção de cobre (II)

Produziu-se carvão ativado a partir da casca da castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa L.) para ser utilizado na remoção de cobre (II), no processo de adsorção em sistema de batelada. A casca é resíduo do beneficiamento da castanha, que foi coletada, selecionada, lavada em água corrente e depois secada em estufa a 150ºC por 24 h. Os carvões foram carbonizados a 400 ºC por 3 h e ativados termicamente a 800ºC em tempos de 1, 2 e 3 h, quando receberam as respectivas codificaçõesCA1, CA2 e CA3. Depois foram caracterizadas quanto: à área superficial específica, ao volume e tamanho de poros, à difração de raios-X, à microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada ao EDS(sistema de energia dispersiva por raios-X) e à espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Ensaios preliminares foram realizados para avaliar a eficiência dos carvões quanto à remoção de cobre (II) em solução sintética de concentração inicial 50 mg L^-1. Como os resultados foram satisfatórios para CA1, CA2 e CA3 (93,43, 97,23 e 96, 92 % para os respectivos carvões), decidiu-se pelo que apresentou maior percentual de remoção. O CA2 foi produzido e caracterizado quanto: às densidades reais e aparentes, à porosidade em leito fixo, ao pH, à umidade (em base úmida), às cinzas, ao carbono fixo e aos grupos funcionais pelo método de Boehm. Realizaram-se ensaios para determinar a eficiência de remoção de cobre (II) quanto à influência do diâmetro da partícula do carvão, ao pH da solução, à influência do tempo de contato e à variação da concentração inicial. Os resultados de maior percentual de remoção foram para o diâmetro 0,595≤D≤1,19mm, pH 5,09, tempo de 5 min e concentrações de 50, 100 e 150mg L^-1.O modelo cinético de adsorção que melhor se ajustou aos dados foi o de pseudo2^a ordem. Os dados experimentais apresentaram bom ajuste aos modelos matemáticos de isotermas de Langmuir e Frendlich. Sendo assim, obteve-se carvão ativado de baixo custo a partir da casca da castanha-do-Brasil a qual apresentou boa eficiência na remoção de cobre (II) (acima de 90 % para maioria das análises) possibilitando também a utilização no tratamento de efluentes.