Real time measurement and control of viscosity for extrusion processes using recycled materials

The aim of this paper is to develop a new generation of extruder control system for recycled materials which has ability to automatically maintain constant a polymer melt viscosity of mixed recycled polymers during extrusion, regardless of variations in the Melt Flow Index (MFI) of recycled mixed grade high density polyethylene (HDPE) feedstock. The variations in MFI are due to differences in the source of the recycled material used. The work describes how melt viscosity for specific extruder/die system is calculated in real time using the rheological properties of the materials, the pressure drop through the extruder die and the actual throughput measurements using a gravimetric loss-in-weight hopper feeder. A closed-loop controller is also developed to automatically regulate screw speed and barrel temperature profile to achieve constant viscosity and enable consistent processing of variable grade recycled HDPE materials. Such a system will improve processability of mixed MFI polymers may also reduce the risk of polymer melt degradation, reduce producing large volumes of scrap/waste and lead to improvement in product quality. The experimental results of real time viscosity measurement and control using a 38 mm single screw extruder with different recycled HDPEs with widely different MFIs are reported in this work.

Bioethanol production from a sub-product of pulping industry

A vida da sociedade atual é dependente dos recursos fósseis, tanto a nível de energia como de materiais. No entanto, tem-se verificado uma redução das reservas destes recursos, ao mesmo tempo que as necessidades da sociedade continuam a aumentar, tornando cada vez mais necessárias, a produção de biocombustíveis e produtos químicos. Atualmente o etanol é produzido industrialmente a partir da cana-de-açúcar e milho, matérias-primas usadas na alimentação humana e animal. Este fato desencadeou o aumento de preços dos alimentos em todo o mundo e, como consequência, provocou uma série de distúrbios sociais. Os subprodutos industriais, recursos independentes das cadeias alimentares, têm-se posicionado como fonte de matérias-primas potenciais para bioprocessamento. Neste sentido, surgem os subprodutos gerados em grande quantidade pela indústria papeleira. Os licores de cozimento da madeira ao sulfito ácido (SSLs) são uma matériaprima promissora, uma vez que durante este processo os polissacarídeos da madeira são hidrolisados originando açúcares fermentáveis. A composição dos SSLs varia consoante o tipo de madeira usada no processo de cozimento (de árvores resinosas, folhosas ou a mistura de ambas). O bioprocessamento do SSL proveniente de folhosas (HSSL) é uma metodologia ainda pouco explorada. O HSSL contém elevadas concentrações de açúcares (35-45 g.L-1), na sua maioria pentoses. A fermentação destes açúcares a bioetanol é ainda um desafio, uma vez que nem todos os microrganismos são capazes de fermentar as pentoses a etanol. De entre as leveduras capazes de fermentar naturalmente as pentoses, destaca-se a Scheffersomyces stipitis, que apresenta uma elevada eficiência de fermentação. No entanto, o HSSL contém também compostos conhecidos por inibirem o crescimento de microrganismos, dificultando assim o seu bioprocessamento. Neste sentido, o principal objetivo deste trabalho foi a produção de bioetanol pela levedura S. stipitis a partir de HSSL, resultante do cozimento ao sulfito ácido da madeira de Eucalyptus globulus. Para alcançar este objetivo, estudaram-se duas estratégias de operação diferentes. Em primeiro lugar estudou-se a bio-desintoxicação do HSSL com o fungo filamentoso Paecilomyces variotii, conhecido por crescer em resíduos industriais. Estudaram-se duas tecnologias fermentativas diferentes para a biodesintoxicação do HSSL: um reator descontínuo e um reator descontínuo sequencial (SBR). A remoção biológica de inibidores do HSSL foi mais eficaz quando se usou o SBR. P. variotii assimilou alguns inibidores microbianos como o ácido acético, o ácido gálico e o pirogalol, entre outros. Após esta desintoxicação, o HSSL foi submetido à fermentação com S. stipitis, na qual foi atingida a concentração máxima de etanol de 2.36 g.L-1 com um rendimento de 0.17 g.g-1. P. variotti, além de desintoxicar o HSSL, também é útil na produção de proteína microbiana (SCP) para a alimentação animal pois, a sua biomassa é rica em proteína. O estudo da produção de SCP por P. variotii foi efetuado num SBR com HSSL sem suplementos e suplementado com sais. A melhor produção de biomassa foi obtida no HSSL sem adição de sais, tendo-se obtido um teor de proteína elevado (82,8%), com uma baixa concentração de DNA (1,1%). A proteína continha 6 aminoácidos essenciais, mostrando potencial para o uso desta SCP na alimentação animal e, eventualmente, em nutrição humana. Assim, a indústria papeleira poderá integrar a produção de bioetanol após a produção SCP e melhorar a sustentabilidade da indústria de pastas. A segunda estratégia consistiu em adaptar a levedura S. stipitis ao HSSL de modo a que esta levedura conseguisse crescer e fermentar o HSSL sem remoção de inibidores. Operou-se um reator contínuo (CSTR) com concentrações crescentes de HSSL, entre 20 % e 60 % (v/v) durante 382 gerações em HSSL, com uma taxa de diluição de 0.20 h-1. A população adaptada, recolhida no final do CSTR (POP), apresentou uma melhoria na fermentação do HSSL (60 %), quando comparada com a estirpe original (PAR). Após esta adaptação, a concentração máxima de etanol obtida foi de 6.93 g.L-1, com um rendimento de 0.26 g.g-1. POP possuía também a capacidade de metabolizar, possivelmente por ativação de vias oxidativas, compostos derivados da lenhina e taninos dissolvidos no HSSL, conhecidos inibidores microbianos. Por fim, verificou-se também que a pré-cultura da levedura em 60 % de HSSL fez com que a estirpe PAR melhorasse o processo fermentativo em HSSL, em comparação com o ensaio sem pré-cultura em HSSL. No entanto, no caso da estirpe POP, o seu metabolismo foi redirecionado para a metabolização dos inibidores sendo que a produção de etanol decresceu.

Structured products in the current low interest rate environment

Directed Research Internship

A sovereign wealth fund to lift Germany's curse of excess savings. CEPS Policy Brief No. 280, 28 August 2012

As an alternative to the present system of intermediation of the German savings surplus, this paper suggests that the risk-adjusted rate of return could be improved by creating a sovereign wealth fund for Germany (designated DESWF), which could invest excess German savings globally. Such a DESWF would offer German savers a secure vehicle paying a guaranteed positive minimum real interest rate, with a top-up when real investment returns allowed. The vehicle would invest the funds in a portfolio that is highly diversified by geography and asset classes. Positive real returns can be expected in the long run based on positive real global growth. Since, in this case, a significant amount of funds would flow outside the euro area, the euro would depreciate, which would help crisis countries presently struggling to revive growth through exports and to close their external deficits so as to recoup their international credit-worthiness. Target imbalances would gradually disappear and German claims abroad would move from nominal claims on the ECB to diversified real and nominal claims on various private and public foreign entities in a variety of asset classes.

Damage rate is a predictor of fatigue life and creep strain rate in fatigue of tensile human cortical bone samples

We present results on the growth of damage in 29 fatigue tests of human femoral cortical bone from four individuals, aged 53–79. In these tests we examine the interdependency of stress, cycles to failure, rate of creep strain, and rate of modulus loss. The behavior of creep rates has been reported recently for the same donors as an effect of stress and cycles (Cotton, J. R., Zioupos, P., Winwood, K., and Taylor, M., 2003, "Analysis of Creep Strain During Tensile Fatigue of Cortical Bone," J. Biomech. 36, pp. 943–949). In the present paper we first examine how the evolution of damage (drop in modulus per cycle) is associated with the stress level or the "normalized stress" level (stress divided by specimen modulus), and results show the rate of modulus loss fits better as a function of normalized stress. However, we find here that even better correlations can be established between either the cycles to failure or creep rates versus rates of damage than any of these three measures versus normalized stress. The data indicate that damage rates can be excellent predictors of fatigue life and creep strain rates in tensile fatigue of human cortical bone for use in practical problems and computer simulations.

The elasticity of demand is about occupancy, not prices: building European demand curves based on occupancy elasticity

The peak congestion of the European grid may create significant impacts on system costs because of the need for higher marginal cost generation, higher cost system balancing and increasing grid reinforcement investment. The use of time of use rates, incentives, real time pricing and other programmes, usually defined as Demand Side Management (DSM), could bring about significant reductions in prices, limit carbon emissions from dirty power plants, and improve the integration of renewable sources of energy. Unlike previous studies on elasticity of residential electricity demand under flat tariffs, the aim of this study is not to investigate the known relatively inelastic relationship between demand and prices. Rather, the aim is to assess how occupancy levels vary in different European countries. This reflects the reality of demand loads, which are predominantly determined by the timing of human activities (e.g. travelling to work, taking children to school) rather than prices. To this end, two types of occupancy elasticity are estimated: baseline occupancy elasticity and peak occupancy elasticity. These represent the intrinsic elasticity associated with human activities of single residential end-users in 15 European countries. This study makes use of occupancy time-series data from the Harmonised European Time Use Survey database to build European occupancy curves; identify peak occupancy periods; draw time use demand curves for video and TV watching activity; and estimate national occupancy elasticity levels of single-occupant households. Findings on occupancy elasticities provide an indication of possible DSM strategies based on occupancy levels and not prices.

What determines the use of capital budgeting methods? : Evidence from Swedish listed companies

Purpose: This paper aims to extend and contribute to prior research on the association between company characteristics and choice of capital budgeting methods (CBMs). Design/methodology/approach: A multivariate regression analysis on questionnaire data from 2005 and 2008 is used to study which factors determine the choice of CBMs in Swedish listed companies. Findings: Our results supported hypotheses that Swedish listed companies have become more sophisticated over the years (or at least less unsophisticated) which indicates a closing of the theory-practice gap; that companies with greater leverage used payback more often; and that companies with stricter debt targets and less management ownership employed accounting rate of return more frequent. Moreover, larger companies used CBMs more often. Originality/value: The paper contributes to prior research within this field by being the first Swedish study to examine the association between use of CBMs and as many as twelve independent variables, including changes over time, by using multivariate regression analysis. The results are compared to a US and a continental European study.

Real exchange rate misalignments

This paper characterizes episodes of real appreciations and depreciations for a sample of 85 countries, approximately from 1960 to 1998. First, the equilibrium real exchange rate series are constructed for each country using Goldfajn and Valdes (1999) methodology (cointegration with fundamentals). Then, departures from equilibrium real exchange rate (misalignments) are obtained, and a Markov Switching Model is used to characterize the misalignments series as stochastic autoregressive processes governed by two states representing di¤erent means. Three are the main results we …nd: …rst, no evidence of di¤erent regimes for misalignment is found in some countries, second, some countries present one regime of no misalignment (tranquility) and the other regime with misalignment (crisis), and, third, for those countries with two misalignment regimes, the lower mean misalignment regime (appreciated) have higher persistence that the higher mean one (depreciated).

Coordenação entre política fiscal monetária no regime de metas de inflação

Essa dissertação trata da coordenação entre política monetária e política fiscal. O trabalho visa testar a hipótese de que a demanda agregada é afetada pela política fiscal no Brasil entre 1995 e 2006. Com esse intuito, o trabalho estima uma curva IS para o Brasil nesse período, incluindo variáveis fiscais explicativas. O resultado é de que há evidência estatística de que o desvio do produto em relação ao produto potencial (de agora em diante gap do produto) seja dependente (positivamente) do nível de gastos do governo e (negativamente) da arrecadação do setor público. Além disso, conforme a teoria prevê, o gasto do governo tem um efeito (em módulo) mais intenso do que a arrecadação do governo, de modo que tanto o nível do superávit primário, quanto o tamanho do governo em proporção ao PIB têm impacto sobre a demanda agregada. Assim, assumindo que a convergência da taxa de câmbio real via paridade descoberta de taxa de juros tenha sido defasada no período sob análise, a política fiscal pode ter contribuído para manutenção da taxa de juros real acima do nível de equilíbrio no período em questão.

Micro evidence on brazilian price stickiness and its consequences for sectoral real exchange rate and inflation persistence

The purpose of this thesis is to investigate the price-setting behavior in Brazil and, in particular, the effects on inflation and good-level real exchange rate persistence. This thesis is composed by three Chapters. In the first Chapter, we present the main stylized facts about the behavior of retail prices in Brazil using micro data from the CPI index computed by the Fundação Getulio Vargas. Moreover we construct time series of price-setting statistics and relate them to macroeconomic variables using regression analyses. In Chapter 2, we investigated the relevance of heterogeneity in countries price stickiness on good-level real exchange rate persistence, considering a newly constructed panel data set of relative prices of 115 common products between the U.S. and Brazil. Chapter 3 is devoted to the relation between sectoral price stickiness and inflation persistence.

US real interest rates and default risk in emerging economies

This paper empirically investigates the impact of changes in US real interest rates on sovereign default risk in emerging economies using the method of identification through heteroskedasticity. Policy-induced increases in US interest rates starkly raise default risk in emerging market economies. However, the overall correlation between US real interest rates and the risk of default is negative, demonstrating that the effects of other variables dominate the anterior relationship