Modular high-current generator for electromagnetic forming with energy recovery

A 10 kJ electromagnetic forming (EMF) modulator with energy recovery based on two resonant power modules, each containing a 4.5 kV/30-kA silicon controlled rectifier, a 1.11-mF capacitor bank and an energy recovery circuit, working in parallel to allow a maximum actuator discharge current amplitude and rate of 50 kA and 2 kA/mu s was successfully developed and tested. It can be plugged in standard single phase 230 V/16 A mains socket and the circuit is able to recover up to 32% of its initial energy, reducing the charging time of conventional EMF systems by up to 68%.

Microstructure, mechanical properties and chemical degradation of brazed AISI 316 stainless steel/alumina systems

The main aims of the present study are simultaneously to relate the brazing parameters with: (i) the correspondent interfacial microstructure, (ii) the resultant mechanical properties and (iii) the electrochemical degradation behaviour of AISI 316 stainless steel/alumina brazed joints. Filler metals on such as Ag–26.5Cu–3Ti and Ag–34.5Cu–1.5Ti were used to produce the joints. Three different brazing temperatures (850, 900 and 950 °C), keeping a constant holding time of 20 min, were tested. The objective was to understand the influence of the brazing temperature on the final microstructure and properties of the joints. The mechanical properties of the metal/ceramic (M/C) joints were assessed from bond strength tests carried out using a shear solicitation loading scheme. The fracture surfaces were studied both morphologically and structurally using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction analysis (XRD). The degradation behaviour of the M/C joints was assessed by means of electrochemical techniques. It was found that using a Ag–26.5Cu–3Ti brazing alloy and a brazing temperature of 850 °C, produces the best results in terms of bond strength, 234 ± 18 MPa. The mechanical properties obtained could be explained on the basis of the different compounds identified on the fracture surfaces by XRD. On the other hand, the use of the Ag–34.5Cu–1.5Ti brazing alloy and a brazing temperature of 850 °C produces the best results in terms of corrosion rates (lower corrosion current density), 0.76 ± 0.21 μA cm−2. Nevertheless, the joints produced at 850 °C using a Ag–26.5Cu–3Ti brazing alloy present the best compromise between mechanical properties and degradation behaviour, 234 ± 18 MPa and 1.26 ± 0.58 μA cm−2, respectively. The role of Ti diffusion is fundamental in terms of the final value achieved for the M/C bond strength. On the contrary, the Ag and Cu distribution along the brazed interface seem to play the most relevant role in the metal/ceramic joints electrochemical performance.

Chemical composition and antioxidante activity of Tunisian Origanum glandulosum Desf. essential oil and volatile oil obtain by supercritical CO2 extraction

Dried flowers and leaves of Origanum glandulosum Desf. were submitted to hydrodistillation (HD) and supercritical fluid extraction with CO2 (SFE). The essential oils isolated by HD and volatile oils obtained by SFE were analysed by GC and GC/MS. Total phenolics content and antioxidant effectiveness were performed. The main components of the essential oils from Bargou and Nefza were: p-cymene (40.4% and 39%), thymol (38.7% and 34.4%) and γ- terpinene (12.3% and 19.2%), respectively. The major components obtain by SFE in the volatile oil, from Bargou and Nefza, were: p-cymene (32.3% and 36.2%), thymol (41% and 40%) and γ-terpinene (20.3% and 13.3%). Total phenolic content, expressed in gallic acid equivalent (GAE) g kg-1 dry weight, varied from 12 to 27 g kg-1 dw, and the ability to scavenge the DPPH radicals, expressed by IC50 ranged from 44 to143 mg L-1.

Chemical reaction network of flavylium ions in heterogeneous media

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Doutor em Química, especialidade em Química-Física, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Recuperação parcial da água de lavagem dos filtros utilizados no tratamento da água de piscinas de uso público

Mestrado em Engenharia Química. Ramo optimização energética na indústria química

Acylated cyanoimido-complexes trans-[Mo(NCN){NCN(O)R}(DPPE)(2)]Cl and their reactons with electrophiles: Chemical, electrochemical and theoretical study

Treatment of a dichloromethane solution of trans-[Mo(NCN){NCNC(O)R}(dppe)(2)]Cl [R = Me (1a), Et (1b)] (dppe = Ph2PCH2CH2PPh2) with HBF4, [Et3O][BF4] or EtC(O)Cl gives trans-[Mo(NCN)Cl-(dppe)(2)]X [X = BF4 (2a) or Cl (2b)] and the corresponding acylcyanamides NCN(R')C(O)Et (R' = H, Et or C(O)Et). X-ray diffraction analysis of 2a (X = BF4) reveals a multiple-bond coordination of the cyanoimide ligand. Compounds 1 convert to the bis(cyanoimide) trans-[Mo(NCN)(2)(dppe)(2)] complex upon reaction with an excess of NaOMe (with formation of the respective ester). In an aprotic medium and at a Pt electrode, compounds 1 (R = Me, Et or Ph) undergo a cathodically induced isomerization. Full quantitative kinetic analysis of the voltammetric behaviour is presented and allows the determination of the first-order rate constants and the equilibrium constant of the trans to cis isomerization reaction. The mechanisms of electrophilic addition (protonation) to complexes 1 and the precursor trans[Mo(NCN)(2)(dppe)(2)], as well as the electronic structures, nature of the coordination bonds and electrochemical behaviour of these species are investigated in detail by theoretical methods which indicate that the most probable sites of the proton attack are the oxygen atom of the acyl group and the terminal nitrogen atom, respectively.

Sistema de Torre de Refrigeração

Mestrado em Engenharia Química - Ramo Optimização Energética na Indústria Química

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.

Methyl syringate: An efficient phenolic mediator for bacterial and fungal laccases

The aim of the present work is to provide insight into the mechanism of laccase reactions using syringyl-type mediators. We studied the pH dependence and the kinetics of oxidation of syringyl-type phenolics using the low CotA and the high redox potential TvL laccases. Additionally, the efficiency of these compounds as redox mediators for the oxidation of non-phenolic lignin units was tested at different pH values and increasing mediator/non-phenolic ratios. Finally, the intermediates and products of reactions were identified by LC-MS and H-1 NMR. These approaches allow concluding on the (1) mechanism involved in the oxidation of phenolics by bacterial laccases, (2) importance of the chemical nature and properties of phenolic mediators, (3) apparent independence of the enzyme's properties on the yields of non-phenolics conversion, (4) competitive routes involved in the catalytic cycle of the laccase-mediator system with several new C-O coupling type structures being proposed.

Determinação do teor de compostos aromáticos policíclicos de óleos minerais isolantes para transformadores

Mestrado em Engenharia Química - Ramo Optimização Energética na Indústria Química

Produção centralizada a biogás - análise do impacto a nível cooperativo

A utilização de energia renovável é hoje tema abordado em todo o mundo, devido à preocupação com a preservação do meio ambiente. Entre as energias renováveis, a biomassa destaca-se pela excelente disponibilidade que possui. Os dejetos bovinos são uma das mais abundantes, o qual tem grande potencial energético, se fermentado corretamente em biodigestores, obtendo como um dos produtos finais, o biogás. Esse gás é constituído na sua maior parte por gás metano (CH4) que é altamente inflamável. Neste trabalho pretende-se fazer a avaliação do potencial energético das propriedades de produção de leite na região do concelho de BRAGA aplicando uma tecnologia de queima de biogás e de produção de eletricidade utilizando um sistema de cogeração convencional e uma tecnologia mais recente, o Organic Rankine Cycle (ORC) e explicitando a respetiva análise económica. As opções por um sistema ORC na central em análise foram justificadas ponderando as vantagens e desvantagens deste ciclo em relação ao ciclo de vapor de água. O objetivo é a obtenção de energia elétrica e térmica e o aumento do rendimento global da instalação com o aproveitamento de todas as energias disponíveis, assim como a eliminação da toxidade dos dejetos para aproveitamento como biomassa. Partindo do levantamento bibliográfico e caraterização das diversas propriedades existentes no concelho, utilizando a tecnologia mais indicada e atual para este tipo de instalação. A biomassa utilizada foi uma mistura de dejetos bovinos com água. O biogás produzido foi convertido em energia elétrica e térmica, através da sua queima. Tem-se assim uma central que além de dar destino adequado aos dejetos animais, diminui a contaminação ambiental, evita a emissão de gás metano para a atmosfera e produz biogás. Efetua-se os cálculos económicos para dois cenários distintos, implementação de uma central de valorização de biogás em cada um dos oito maiores produtores de leite do núcleo de Penso e o aproveitamento dos dejetos produzidos pelos mesmos para implementação de uma central global de recolha dos mesmos, onde é feito o tratamento dos mesmos e a consequente produção de biogás. Na análise económica foram utilizados os seguintes critérios: o VAL (valor atual líquido), a TIR (taxa interna de rendibilidade) e o Período de Retorno Financeiro do Projeto.

Hexachlorophene as a topically applied chemical for prophylaxis against Schistosoma mansoni infections in mice

Treatment of mouse tail skins with hexachlorophene (1.25% w/v) in absolute methanol or 70% isopropanol suppressed Schistosoma mansoni infections by more than 95% even when the application was performed up to three days prior to exposure to cercarial suspensions by tail immersion. Treatment with concentrations of 0.313% or higher one day prior to exposure provided at least 98% protection when the treated surface was not subjected to water washes of greater duration than 1/2 hour. Tail immersion application of 1.25% hexachlorophene one day prior to exposure still provided 87-92% protection after 3 hours water wash. Wipe application of 1.25% hexachlorophene three days prior to exposure still provided 93% protection following 3 hours water wash. High cercarial recoveries from exposure tubes at the end of exposure periods indicated high antipenetrant activity for hexachlorophene. Sufficient hexachlorophene leached from treated tail skins into the surrounding water to affect subsequently added cercariae so that they were no longer infective to untreated mice.

Produção de biodiesel etílico por via enzimática a partir de óleo de milho transgénico

Mestrado em Engenharia Química

Maximização da valorização energética em aterros sanitários recorrendo a equipamentos baseados no Ciclo Orgânico de Rankine (ORC)

Atualmente, os aterros sanitários representam uma solução para a gestão e tratamento dos resíduos sólidos urbanos. Da deposição, ocorrem duas formas de emissões ao longo do tempo, a produção de biogás e de lixiviados, que resultam sobretudo da decomposição da matéria orgânica. Um dos principais constituintes do biogás é o metano, o qual tem elevado poder calorífico. O presente trabalho aborda, a maximização da valorização energética em aterros sanitários, recorrendo a equipamentos baseados no Ciclo Orgânico de Rankine (ORC) para a produção de eletricidade. É apresentado como caso de estudo a central de valorização energética da Suldouro, em Sermonde, que produz eletricidade a partir do biogás resultante da decomposição da matéria orgânica depositada em aterro. O biogás é utilizado como combustível para os motogeradores utilizados para o seu aproveitamento energético, sendo que apenas cerca de 40% do potencial energético contido no biogás é transformado em eletricidade, registando-se perdas sobretudo nas emissões dos gases de exaustão e na água de arrefecimento dos motores. Para avaliação do potencial da recuperação energética dos gases de escape é avaliado o desempenho termodinâmico do ciclo ORC. Para tal foi desenvolvida uma ferramenta em MATLAB utilizando como modelo a configuração do ORC com recuperador de calor. O cálculo das propriedades termodinâmicas dos fluidos foi obtido através da criação de uma sub-rotina que chama o programa CoolProp. Este programa restitui propriedades como a entalpia, entropia, pressões e temperaturas em cada ponto do ciclo, permitindo assim ao utilizador otimizar o tempo na obtenção de resultados. A avaliação económica é fundamental na tomada de decisões por parte do investidor e dos financiadores do projeto. É então apresentada a análise económica e efetuada uma análise de sensibilidade, onde foram efetuadas variações nos vetores mais importantes de forma a poder avaliar-se o impacto em termos da sua rentabilidade. A ferramenta desenvolvida permite obter de forma prática, os três indicadores económicos extremamente influentes no que se refere à tomada de decisão. A utilização dos sistemas ORC e os seus benefícios não se esgotam na maximização dos aproveitamentos da valorização energética em aterros sanitários. Também a recuperação de calor para a produção de energia elétrica pode ter um impacto importante em muitos setores intensivos de energia, contribuindo significativamente para a redução do consumo e aumentando a eficiência de todo o processo de produção.

Generic life cycle assessment of the Jatropha biodiesel system

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia