02 - Mestrado - Bioenergia

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Black carbon e material particulado fino atmosférico em ambientes interno e externo. Emissões provenientes da combustão de misturas de diesel/biodiesel (B10 e B11)
(Universidade Estadual de Londrina, 2021-11-04) Pimenta, Andressa Ferreira; Solci, Maria Cristina; Ávila, Márcio Turra de; Dall’Antonia, Luiz Henrique
Resumo: O presente estudo tem como objetivo quantificar os níveis de black carbon (BC), associados ao material particulado fino (MP1,0 e MP2,5) e sua variabilidade durante a combustão de misturas biodiesel/diesel (B10 e B11) utilizadas na região central de Londrina-PR. As amostragens foram realizadas em 2019 no interior de uma estação de ônibus semifechada (Terminal de Ônibus Urbano Central de Londrina - TCUL) e em ambiente externo (Museu Histórico de Londrina - MHL), simultaneamente. Conclui-se que os MP finos provenientes de combustão biodiesel/diesel B10 e B11 coletadas no TCUL, tanto para MP1,0 quanto para MP2,5, diminuíram em relação à B3, B5, B6, B7 e B8, mas quando comparado a B12, os valores de concentração voltam a subir, aumentando cerca de 33% (de B10 para B12) e 49% (de B11 para B12), isto para MP1,0. Já para MP2,5, a diferença é de cerca de 21% (de B10 para B12) e 37% (de B11 para B12). Nas medidas realizadas no MHL, ocorreu o mesmo padrão apresentado tanto para MP1,0 quanto para MP2,5, diferença entorno de 76% (MP1,0) e 64% (MP2,5) (de B10 para B12) e 81% (MP1,0) e 62% (MP2,5) (de B11 para B12). De forma geral, a concentração do MP fino diminui até B10 e B11 e volta a subir em B12, mas a razão MP1,0/MP2,5 aumentou, mostrando o incremento de MP1,0 na fração fina do MP. Quanto às análises de black carbon, pode-se concluir que foi determinado BC nas frações do material particulado fino tanto no TCUL quanto no MHL; de maneira geral, em comparação entre as amostragens, houve diminuição na razão BC1,0/MP1,0 e BC2,5/MP2,5.
Obtenção de etanol a partir de resíduos de mandioca (Manihot esculenta Crantz)
(Universidade Estadual de Londrina, 2022-03-23) Cuchi, Mariane Motta de Campos; Galão, Olívio Fernandes; Killner, Mario Henrique Montazzolli; Rodrigues, Paulo Rogério Pinto
Resumo: A produção de etanol constitui um mercado em ascensão para a geração de biocombustíveis, que reduzam o impacto ambiental negativo em relação ao uso de combustíveis derivados do petróleo, reforçando a necessidade de estudos e possibilitando uma maior diversificação da fonte bioenergética do Brasil. Este trabalho buscou analisar a possibilidade de utilizar cascas de mandioca, que são resíduos da produção das fecularias para obtenção de etanol combustível, tendo como objetivo estimar a quantidade de etanol que pode ser produzida a partir dos açúcares obtidos no processo de hidrólise da casca da mandioca. Portanto, realizou-se tratamentos de otimização de processo de hidrólises ácidas, tendo como variantes a concentração de ácido sulfúrico, a granulometria da peneira variando em mesh e tendo também diferentes tempos de autoclavagem com as cascas de mandioca (Manihot esculenta Crantz), com a finalidade de obtenção e quantificação de glicose e açúcares totais presentes nas amostras. Foi possível explorar o potencial da metodologia de superfície de resposta na otimização do processo de hidrólise. A metodologia utilizada apresentou melhor resultado para pontos desejáveis utilizando a solução de 5% de ácido sulfúrico, peneira de 32 mesh e 22,5 minutos de autoclave. Pode-se estimar uma produção de 128,14 mg de álcool por 1 grama de matéria seca de casca de mandioca.
Logística Reversa do Óleo Vegetal Residual para Inserção na Cadeia Produtiva do Biodiesel
(Universidade Estadual de Londrina, 2022-05-09) Crotti, Beatriz Fernanda; Guedes, Carmen Luisa Barbosa; Andrade, Milena Martins; Paiva, Juliani Chico Piai
Resumo: Em busca de um modelo de matriz energética com fontes mais sustentáveis, o uso do óleo vegetal residual como matéria prima para produção de biodiesel torna-se uma opção interessante, já que para sua utilização o mesmo seria reinserido na cadeia produtiva. O óleo vegetal residual tem potencial de conversão em biodiesel; a cada 100 g de óleo vegetal pode-se obter 79 % de biodiesel através do método de transesterificação com metanol. O óleo vegetal residual compõe apenas 1,55 % das matérias primas utilizadas para produção de biodiesel no Brasil. O presente estudo visa obter e analisar dados quantitativos de óleo vegetal residual que é gerado em domicílios localizados no município de São Manuel, SP, traçando uma análise socioeconômica e ambiental a respeito do consumo e descarte. Concomitantemente, foi realizada uma estimativa de enquadramento socioeconômico de cada residência. Com base na população de 41.123 habitantes do município de São Manuel, SP, 381 questionários respondidos são significativos e indicam a possibilidade de implementação de um programa de logística reversa de óleo vegetal residual gerado. Os dados analisados indicaram que, apesar da população consumir baixa quantidade de óleo vegetal, ainda há um residual de cerca de 572.049 litros de óleo vegetal residual por ano apenas pelos moradores. Um dado relevante a respeito do costume da população é referente ao reuso do óleo vegetal, que é mais reutilizado pelas famílias de classe baixa e média. Quanto à consciência ambiental da população, há um baixo índice de descarte inadequado quando comparado com outros estudos, apenas 10,9% da população realiza descarte inadequado desse resíduo, ou seja, em solo ou redes de coleta de esgoto. Não foi possível contabilizar o volume de óleo vegetal residual gerado por grandes geradores, o município conta com a Lei 3.848/2015 com metas para implementar a rastreabilidade e a coleta desse resíduo em empreendimentos, tendo as metas prorrogadas através da Lei 4.355/2020, reforçando a necessidade de um programa de logística reversa mais severo para grandes geradores. Órgãos públicos e iniciativas privadas podem utilizar essa relação para determinar um plano estratégico de educação ambiental para ampliar a coleta do óleo vegetal residual nos municípios, contribuindo para a valorização e uso desse resíduo como matéria prima para a produção de biodiesel.
Avaliação de viabilidade de implantação de geração fotovoltaica em habitações de interesse social.
(2023-04-14) Espírito Santo, Franciele de Libero; Paiva, Juliani Chico Piai; Guedes, Carmen Luísa Barbosa; Ferreira, Manoel Denis Costa
A busca pela eficiência energética tanto no uso final, quanto na geração de energia elétrica, tem sido impulsionada em todo o mundo. No Brasil, desde 2007, determinou-se que a Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano (CDHU) deveria se consolidar, não só como produtora de Habitação de Interesse Social (HIS), mas como uma agente promotora de sustentabilidade do setor construtivo no estado de São Paulo. Pensando a energia elétrica, a primeira iniciativa foi a instalação de Sistemas de Aquecedores Solares (SAS) de água para o uso do chuveiro. O segundo passo seria a instalação de placas fotovoltaicas para a geração de energia elétrica localmente. Dessa forma, as HIS se tornariam menos dependentes da eletricidade da rede de distribuição, elevando a qualidade de vida das famílias através da redução das despesas. Sendo assim, o presente trabalho propõe uma metodologia de avaliação da viabilidade técnica e econômica para a instalação associada de painéis fotovoltaicos e aquecimento solar de água (já existente nos projetos) nas Habitações de Interesse Social. Para isso, foi realizado um estudo de caso em um conjunto habitacional, localizado na cidade de Adamantina - São Paulo. O resultado obtido foi positivo, indicando que não são necessárias adequações construtivas e a Taxa de Retorno do Investimento (TIR) é maior que o custo de oportunidade de um investimento em renda fixa. Além disso, a metodologia poderá ser replicada em diferentes empreendimentos do governo e, se verificada a viabilidade de implantação da geração fotovoltaica, associada as medidas de eficiência energética já regulamentadas, será um avanço na garantia dos direitos sociais das famílias de baixa renda.
Análise de viabilidade técnica-econômica da utilização de energia solar em uma unidade industrial.
(2023-11-10) Milanez, Fabio Rodrigo; Fanucchi, Rodrigo Zenpulski; Santana, Henrique de; Mondadori, Jorge Augusto Pessatto
Afim de reduzir as despesas com energia elétrica e contribuir com a geração sustentável, em especial a solar e, desde que entrou em vigor a REN ANEEL nº 482 em 2012, que estabelece as condições para o acesso de micro e minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica, o consumidor brasileiro de energia elétrica ganhou o direito de gerar sua energia através de fontes renováveis e ainda ter um benefício dessa prática, com regra válida para todo o Brasil. A pesquisa teve como objetivo realizar uma investigação através de um estudo de caso para analisar técnica e economicamente o investimento de um sistema fotovoltaico de geração de energia elétrica em uma empresa com atividade industrial localizada na cidade de Rolândia, estado do Paraná, atendida com uma entrada de energia em baixa tensão e opção tarifária do grupo B. Foram utilizadas ferramentas de análises financeira para definir pela aprovação ou não do projeto, tais como o payback simples e descontado, Taxa Interna de Retorno (TIR) e o Valor Presente Líquido (VPL), considerando que a vida útil do sistema implantado na empresa é de 25 anos para esse tipo de tecnologia. Os resultados obtidos demostraram que para o valor investido de R$ 170.000,00, o payback simples será de 4 anos e 8 meses e o payback descontado de 5 anos e 8 meses, ambos positivos a médio prazo, sendo também verificado uma TIR de 20,13%, superior a TMA de 5%, inicialmente considerada para a análise da viabilidade, e um VPL positivo de R$ 299.192,39, indicando que o projeto pode ser aceito com sinalização de que a energia fotovoltaica é atrativa como investimento. Esta última análise foi impulsionada pela diminuição dos preços dos equipamentos fotovoltaicos e pelo aumento da tarifa de energia elétrica que, nos últimos 8 anos, apresentou aumento acumulado de 103,38% no estado do Paraná, acompanhando a tendência de aumento nacional. O investimento realizado, se comparado com a poupança, CDB, LCA e Terouso Direto, também se demonstrou mais atrativo, proporcionando um retorno financeiro maior ao longo do tempo.
Modelo de negócio para combater a vulnerabilidade energética através da geração fotovoltaica compartilhada
(2024-08-28) Santos, Jéssica Rodrigues dos; Paiva, Juliani Chico Piai; Contani, Eduardo Augusto do Rosário; Santana, Henrique de
O presente trabalho aborda a Meta 7 dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável, focando em fontes de energia renovável e no acesso universal a essas fontes. Para isso, considera-se a energia fotovoltaica por meio da geração distribuída compartilhada, que se consolidou no país com o Marco Legal da Geração Distribuída (Lei nº 14.300/2022). Essa lei promove a geração distribuída, estabelecendo políticas públicas que impulsionam o setor de energia renovável, em contraste com a ANEEL 687/2015, cujos incentivos são limitados ao sistema de compensação. A existência de muitas conexões irregulares com a rede elétrica, especialmente em regiões de alta complexidade social, compromete o acesso seguro e confiável aos serviços de energia. Isso ocorre, em grande parte, devido à incapacidade de pagamento das famílias pelo consumo de energia. Para enfrentar esse desafio, propõe-se o uso da geração distribuída compartilhada, por meio de sistemas fotovoltaicos, com o objetivo de garantir que essas famílias tenham acesso seguro aos serviços de energia, reduzindo suas despesas a longo prazo. Nesse contexto, foi desenvolvido um modelo de negócios que viabiliza a implantação desses sistemas através de uma parceria público-privada. Para embasar a proposta, foi realizado um estudo de caso em um conjunto habitacional localizado na cidade de Paranavaí, Paraná. Os resultados da implantação da geração compartilhada fotovoltaica foram positivos, especialmente para a população que não se beneficiava da tarifa social, com parcelas fixas de R$ 135,00 — um valor inferior ao que atualmente pagam pela conta de energia elétrica. Para o investidor, o payback estimado foi de 3 anos, utilizando a figura societária da associação civil. Além disso, a metodologia desenvolvida pode ser replicada em diferentes conjuntos habitacionais já existentes, desde que seja verificada a viabilidade da implantação da geração fotovoltaica compartilhada. Essa abordagem é fundamental para garantir um acesso digno à energia elétrica, contribuindo para a inclusão social e o desenvolvimento sustentável.
Otimização das condições de obtenção de biodiesel de óleo de girassol utilizando o delineamento experimental de mistura
Dias, Gabriel Henrique; Borsato, Dionísio [Orientador]; Galão, Olívio Fernandes; Silva, Edson Antônio da
Resumo: Um delineamento simplex-centróide, com duas repetições no ponto central, foi aplicado para otimizar as condições de obtenção do biodiesel B1 de óleo de girassol utilizando diferentes catalisadores, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e metóxido de sódio ou etóxido de sódio, com metanol e etanol como variáveis de processo A reação de transesterificação usando metanol indicou o metóxido de sódio como o melhor catalisador mostrando um rendimento de 98,3% e, utilizando as condições ótimas, em triplicata, obteve-se um rendimento médio de 98,42%, mostrando, por meio do teste de Tukey, não haver diferença significativa entre esse valor e o rendimento estimado Do mesmo modo, usando etanol como variável de processo, e hidróxido de potássio como catalisador, o rendimento da reação foi otimizado somente para 89,65% e, utilizando as condições ótimas, em triplicata, obteve-se um rendimento médio de 91,97%, mostrando, por meio do teste de Tukey, não haver diferença significativa entre esse valor e o rendimento estimado Os testes com os produtos obtidos, nas condições ótimas, indicaram que eles estão dentro dos parâmetros estabelecidos pela legislação brasileira e União Européia A rota etílica mostrou haver diferença significativa apenas entre os tratamentos utilizando como catalisador hidróxido de sódio e aquele utilizando o hidróxido de potássio, em nível de 5% de significância, indicando que os dois catalisadores apresentaram rendimentos diferentes entre si Quando comparada com a rota metílica, ela se mostra inferior quanto ao rendimento A rota metílica mostrou haver diferença significativa apenas entre os tratamentos utilizando como catalisador hidróxido de sódio com aquele utilizando hidróxido de potássio; metóxido de sódio; mistura binária de hidróxido de sódio e metóxido de sódio; hidróxido de potássio e metóxido de sódio; mistura ternária, e entre o tratamento utilizando como catalisador o metóxido de sódio com aquele utilizando a mistura binária entre hidróxido de sódio e hidróxido de potássio; mistura binária entre hidróxido de sódio e metóxido de sódio; mistura ternária, indicando que os três catalisadores utilizados apresentaram efeitos diferentes na reação de obtenção do biodiesel O delineamento de mistura simplex-centróide mostrou ser uma boa ferramenta para avaliar a eficiência de catalisadores ou a mistura destes na otimização do rendimento da reação de transesterificação de óleo de girassol refinado
Aplicação do método simplex na otimização multirresposta do processo de obtenção do biodiesel B100
Costa, Julyane Karolyne Teixeira da; Borsato, Dionísio [Orientador]; Faria, Terezinha de Jesus; Prete, Cássio Egídio Cavenaghi
Resumo: O processo de obtenção de biodiesel B1, a partir da transesterificação em meio básico de uma mistura de óleo vegetal e gordura animal, foi otimizado utilizando o método simplex supermodificado O rendimento da reação, o ponto de entupimento de filtro a frio (PEFF), a estabilidade à oxidação e o custo da matéria prima foram as variáveis resposta utilizadas A otimização multirresposta, utilizando as equações preditivas obtidas a partir do delineamento simplex-centroide acopladas às funções de desejabilidade, apresentou uma formulação ótima da mistura ternária, contendo 38,84% de óleo de soja, 21,9 % de sebo bovino e 39,25 % de gordura de ave com rendimento de 94,94 %, estabilidade oxidativa a 11 ºC de 8,99 horas, ponto de entupimento de filtro a frio de 2,83 ºC e custo de R$ 1919,41/ tonelada A validação mostrou não haver diferença significativa entre os valores preditos e a média em triplicata dos valores experimentais Foram analisados os principais parâmetros de conformidade do biodiesel otimizado como massa específica a 2ºC, ponto de fulgor, índice de acidez, índice de iodo, glicerina livre, glicerina total, monoglicerídeos, diglicerídeos, triglicerídeos, metanol e ésteres totais, todos apresentaram valores de acordo com a legislação vigente da ANP O biodiesel com 1% de óleo de soja foi obtido em maior rendimento e menor valor para o PEFF devido ao alto grau de insaturação, mas apresentou custo e PI elevado O biodiesel contendo 5% de gordura de ave e 5% de sebo bovino apresentou maior estabilidade oxidativa, devido ao alto grau de saturação e baixo custo, mas apresentou alto PEFF As misturas ternárias se mostraram eficientes no equilíbrio de cada característica, assim pode-se obter um biodiesel conforme a legislação
Análise técnico-econômica do aproveitamento da palhada de cana-de-açúcar para fins energéticos
Batista, Raí Rigonatto; Medina, Cristiane de Conti [Orientador]; Guedes, Carmen Luísa Barbosa; Aquino, Gisele Silva de
Resumo: A palhada representa um terço da energia primária da cana-de-açúcar, mas a sua utilização ainda é incipiente, apesar da grande potencialidade para o seu aproveitamento O objetivo do trabalho foi avaliar o potencial de geração de energia elétrica da palhada de cana-de-açúcar em conjunto com o bagaço, por meio de uma análise técnico-econômica Realizou-se o dimensionamento de uma frota dedicada ao recolhimento da palhada e de uma nova planta de cogeração, com substituição das caldeiras e turbinas existentes, inclusive as turbinas de acionamento dos equipamentos de preparação e extração, em uma usina típica do Norte do Paraná Foram estimados os investimentos necessários para a aquisição dessa frota e da modernização proposta para a área industrial Os custos do recolhimento da palhada e da geração de energia elétrica foram calculados, bem como o preço mínimo de venda da energia Também foram calculados a quantidade de consumidores residenciais e os municípios que poderiam ser abastecidos por essa energia São necessários investimentos de R$2528, na divisão agrícola e de R$ 2111, na industrial para o aproveitamento de 5% da palhada somada ao bagaço de cana-de-açúcarA capacidade de exportação calculada foi de 111,912 kWh por tonelada de cana-de-açúcar, com custo da palhada no pátio de bagaço da usina a R$ 68,8 t-1, custo da energia-elétrica de R$125,55 MWh-1 e preço mínimo de comercialização da energia a R$316,64 MWh-1 A energia elétrica exportada pode atender uma população de 87946 pessoas, o que corresponde à energia consumida pela cidade onde estaria localizado o projeto e de mais seis municípios canavieiros do Norte do Paraná O projeto proporciona a criação de 96 novos empregos diretos
Aplicação de métodos para concentração da biomassa de microalgas cultivadas em meio líquido
Silva, Helder Rodrigues da; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador]; Oliveira, André Luiz Martinez de; Colozzi Filho, Arnaldo
Resumo: Microalgas são microrganismos fotossintetizantes e em suas células os componentes em maior proporção são pigmentos, carboidratos, proteínas e lipídeos, despertando grande interesse para a indústria biotecnológica, especialmente na produção de biocombustíveis Uma das etapas importantes no cultivo das microalgas é a concentração e separação (colheita) da biomassa do meio líquido, que representa em torno de 2 a 3% do custo total da produção O objetivo deste trabalho foi cultivar microalgas, e avaliar eficiência de técnicas para separação e concentração de biomassa em cultivo de microalgas e analisar o teor de lipídeos As estirpes de microalgas avaliadas foram: Chlorella vulgaris (IPR-Chlv7123), Neochloris oleoabundans (UTEX LB1185) e Botryococcus braunii (UTEX 572) O ambiente de cultivo foi em câmara de crescimento com fotoperíodo de 12 h com temperatura controlada de 28, ± 2,°C, na fase luminosa, e 22, ± 2,°C, na fase escura, com densidade de fluxo de fótons da radiação fotossinteticamente ativa de aproximadamente 1 ± 2 µE m-2 s-1, utilizando quatro lâmpadas fluorescentes tubulares (65 W cada) dispostas paralelamente na parte superior do recipiente para cultivo da microalga, e também em casa de vegetação de vidro exposto a luz solar O meio de cultivo utilizado foi o BBM e a análise de lipídeos foi realizada pelo método de espectroscopia de fluorescência Os experimentos para concentrar a biomassa das microalgas em cultivo foram centrifugação, floculação com amido de mandioca catiônico, floculação por indução alcalina do pH e floculação com policloreto de alumínio O teor lipídico foi de 19,1% para C vulgaris, 47,1% N oleoabundans e 32,3% B braunii A eficiência da centrifugação para concentrar a biomassa foi acima de 97,7% para a N oleoabundans e de 98,5% para B braunii, enquanto, para a C vulgaris foi alcançado 1% de eficiência A floculação com amido de mandioca catiônico foi acima de 86% para a N oleoabundans, de 71% para C vulgaris e de 75% para B braunii A eficiência de floculação por indução alcalina do pH foi acima de 87% para N oleoabundans e acima de 68% para B braunii A eficiência da floculação de microalgas com PAC foi acima de 78% para N oleoabundans, acima de 73% para C vulgaris, acima de 94% para B braunii Conclui-se que, as técnicas de floculação com amido de mandioca catiônico, policloreto de alumínio - PAC e por indução alcalina do pH, para concentração de biomassa em cultivo de microalgas foram eficientes e podem ser aplicadas nos cultivos em grande escala
Balanço energético de oleaginosas e hortaliças em sistema orgânico de produção
Gomes, Gisely Paula; Ralisch, Ricardo [Orientador]; Abi-Saab, Otávio Jorge Grigoli; Ventura, Maurício Ursi
Resumo: O balanço energético é importante condicionante para avaliar a sustentabilidade do meio ambiente e da rentabilidade do produtor agrícola em longo prazo, porém, o balanço energético dos sistemas produtivos tem ficado em segundo plano A agricultura orgânica familiar busca a exploração de sistemas agrícolas diversificados, economia no consumo de energia e a preservação da biodiversidade O presente trabalho teve por objetivo caracterizar e analisar os balanços energéticos e a rentabilidade da típica produção familiar orgânica, comparando-as com os dados da produção das principais oleaginosas e hortaliças pelo perfil de produtor, para verificar a viabilidade energética da produção desta matéria-prima pela agricultura familiar A metodologia adotada de entrevistas junto ao produtor rural durante o ano de 29 a 21, na região do Vale do Ivaí e região de Londrina A contabilidade energética de cada cultura compreendeu a fase do plantio até a colheita A produção de oleaginosas e hortaliças, os insumos e serviços necessários á produção de um hectare foram convertidos em unidades equivalentes de energia, representando o consumo de energia no sistema Foram obtidas as médias de entrada e saída de energia da produção e estimou-se a renda bruta anual por hectare de cada cultura produzida de cada propriedade A cenoura apresentou balanço energético (2,84), o tomate apresentou o menor balanço (,98), o balanço energético do girassol (2,3) e da soja (1,37) As participações dos componentes nos gastos do sistema orgânico foram serviços manuais e mecânicos e a irrigação A renda bruta anual média dos produtores das hortaliças foi de R$ 79, e 878, por hectare A renda bruta anual média dos produtores no cultivo das oleaginosas foi de R$ 37, e 23, por hectare Constatou que o balanço energético da cenoura foi positivo e o do tomate foi negativo devido alto custo energético dos serviços manuais As duas culturas são viáveis economicamente As oleaginosas (girassol e soja) apresentaram balanço energético positivo e apresentam uma boa rentabilidade para o produtor e possuem mercado diferenciado
Determinação do fator de proteção de biodiesel B100 em misturas de antioxidantes sintéticos TBHQ, BHT e BHA
Silva, Elisângela Tavares da; Borsato, Dionísio [Orientador]; Galão, Olívio Fernandes; Caramori, Paulo Henrique
Resumo: Os antioxidantes são uma alternativa para retardar as reações oxidativas dos biocombustíveis Neste estudo foi utilizado biodiesel B1 obtido a partir da reação de transesterificação do óleo de soja refinado sem adição de antioxidantes sintéticos, por rota metílica, utilizando metóxido de sódio como catalisador Foram adicionados ao biodiesel, separadamente e em misturas os antioxidantes sintéticos butilhidroxianisol (BHA), terc-butilhidroquinona (TBHQ) e butilhidroxitolueno (BHT) O período de indução (PI) e o fator de proteção relativo (FPR) foram avaliados pelo método acelerado Rancimat nas temperaturas de 11, 115, 12 e 125 ºC Os resultados obtidos mostraram que os antioxidantes que atenderam ao parâmetro de estabilidade oxidativa mínima, estabelecida pela Agência Nacional de Petróleo e Biocombustíveis (ANP), foram BHT e BHA, à 11 ºC A análise termogravimétrica evidencia que o antioxidante TBHQ apresenta a maior estabilidade térmica, em temperatura elevadas O TBHQ apresentou FPR mais elevado, tanto para ensaio individual, como para suas respectivas misturas, comprovando a eficiência deste antioxidante na proteção do biocombustível
Avaliação de espécies oleaginosas de inverno em diferentes regiões fisiográficas do Paraná para produção de biodiesel
Moura, Naira Cuareli de; Guimarães, Maria de Fátima [Orientador]; Araújo, Pedro Mário de; Prete, Cássio Egídio Cavenaghi
Resumo: O Paraná se destaca como um dos grandes produtores de soja e milho, porém, no inverno boa parte da área ocupada, principalmente nas regiões com clima mais ameno do estado, permanece ociosa Com o objetivo de se avaliar o potencial de espécies adaptadas a essa condição de clima, o presente trabalho que faz parte do Projeto "Viabilização de matérias primas vegetais para produção e uso de biodiesel no Paraná", integrante do Programa de Agroenergia do IAPAR, (Instituto Agronômico do Paraná), foi conduzido nas safras de outono/inverno de 27, 28 e 29 um experimento com quatro espécies de oleaginosas de inverno: Canola( Brassica napus L), Crambe (Crambe abyssinica), Cartamo (Carthamus tinctorius L), e Nabo Forrageiro (Raphanus sativus L) Os ensaios foram conduzidos em oito regiões fisiográficas do estado do Paraná Os atributos estudados foram: produção de grãos, teor de óleo e ciclo das cultivares Os dados indicam que praticamente todas as espécies apresentam potencial para a produção de óleo quando cultivadas na safra de outono/inverno No entanto, todas apresentam alguma restrição quanto ao ciclo, produção de grãos, manejo e colheita, ou disponibilidade de sementes Isto é um indicativo de que a pesquisa tem muito a contribuir para que esses ajustes sejam realizados para que essas alternativas se tornem uma opção rentável para o agricultor e também mantendo o fluxo de matéria prima para a indústria de óleo
Desempenho agronômico e análise do crescimento de crambe e canola juncea para a produção de biodiesel
Zorzenoni, Thiago Ometto; Prete, Cássio Egídio Cavenaghi [Orientador]; Guedes, Carmen Luisa Barbosa; Araújo, Pedro Mário de
Resumo: O elevado custo das tradicionais matérias-primas e a sua limitada disponibilidade para a produção de biodiesel, dificultam a expansão da produção e o consumo desse biocombustível em varias partes do mundo, inclusive no Brasil No Paraná existe a possibilidade de produzir oleaginosas de ciclo curto no periodo de entre-safra das culturas de verão e inverno nos locais onde se antecipam a semeadura do milho safrinha, e assim, complementando as matérias primas tradicionais para a produção de biodiesel Com o objetivo de avaliar o desempenho agronômico e o crescimento de crambe e canola juncea em diferentes épocas de semeadura, focando a implantação dessa cultura entre os intervalos das safras de verão e inverno, as cultivares FMS Brilhante e Terola 25A85 foram avaliadas em três épocas de semeadura (15/5, 1/6 e 15/6/14), com dois tratamentos fitossanitários (com a aplicação do fungicida trifloxistrobina + protioconazol e testemunha, sem aplicação) Os parâmetros analisados para essas duas espécies oleaginosas foram altura de plantas, peso de mil sementes, produtividade de grãos, teor de óleo e produtividade de óleo As épocas de semeadura tiveram influência apenas na altura de plantas para o crambe, e para a canola juncea houve efeito significativo para altura de plantas, produtividade de grãos e produtividade de óleo A melhor época de semeadura para a canola juncea foi a primeira época de semeadura (15/5/14) A aplicação de fungicida proporcionou maior produtividade de grãos para o crambe e para a canola juncea, maior peso de mil sementes, produtividade de grãos e produtividade de óleo Ambas as culturas não produziram de forma satisfatória, não sendo viáveis como terceira safra em Londrina-PR no ano de 214 devido as condições climáticas, além da incidência de doença bacteriana no crambe Em relação a avaliação do crescimento, conforme as semeaduras são tardias, menor é a duração do ciclo e a produção de biomassa
Perspectiva econômica de café arborizado associado a bioenergia
Robusti, Eliane Araujo; Zapparoli, Irene Domenes [Orientador]; Guimarães, Maria de Fátima; Santoro, Patrícia Helena
Resumo: O objetivo desta Dissertação foi analisar a perspectiva econômica de café arborizado associado produção de bioenergia com aproveitamento da biomassa gerada de podas e desbastes A metodologia utilizada consiste no acompanhamento e coleta de dados do experimento de café arborizado com sete espécies arbóreas comparado ao monocultivo de café, sediado no Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), Londrina-PR, no período de 212 á 214 Também foram calculados indicadores financeiros para os sistemas, além de cálculos de biomassa e sequestro de carbono Obtidos os resultados do volume de biomassa, possibilitou se fazer uma relação com o volume disponível para a geração de bioenergia O estudo revelou que entre as espécies pesquisadas, a que apresentou melhor resultado foi a Heliocarpus popayanensis, eficaz na proteção e produção do café (11,99 kg/ha), com maior sequestro de carbono (25,3 t/ha) e geração de biomassa (56,22 t/ha) Conclui-se que o sistema é favorável para a região, respeitadas as condições da pesquisa, porém, ainda são necessários mais estudos e acompanhamento do experimento nos próximos anos
Avaliação do potencial de uso dos resíduos de madeira e borra oleosa para produção de briquetes
Rocha, Caroline Tourinho; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador]; Alves, João Carlos; Costa Neto, Pedro Ramos da
Resumo: Existe uma grande variedade de biomassa lignocelulósica sendo gerada no Brasil e que pode ser reaproveitada em processos de compactação para produção de briquetes O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial quantitativo e qualitativo dos resíduos de madeira de origem industrial, de origem urbana e dos resíduos oleosos para utilização na produção de briquetes A partir das informações contidas nas licenças ambientais vigentes disponibilizadas pelo Instituto Ambiental do Paraná foi estimada a quantidade de resíduos de madeira gerados em indústrias com atividade madeireira e resíduos oleosos de indústrias do processamento de óleo vegetal e de biodiesel gerados em municípios da mesorregião Norte Central do Paraná Os órgãos públicos municipais responsáveis pelo gerenciamento da arborização urbana dos municípios de Apucarana, Arapongas, Cambé, Maringá, Londrina e Rolândia disponibilizaram as informações sobre a quantificação do resíduo do corte de árvore A caracterização dos resíduos de madeira amostrados foi feita através de análises do teor de umidade, cinzas, matéria volátil, carbono fixo e o poder calorífico Para os resíduos oleosos foi feito o teor de umidade e voláteis Foi contabilizado um total de 212 toneladas diárias de resíduos de madeira industrial, além de 59 toneladas de borra proveniente de indústrias do processamento do óleo vegetal A quantidade de resíduos de corte de árvore urbana foi estimada em 61 toneladas mensais O percentual de umidade nos resíduos de madeira de origem urbana variou de, 18,51 a 5,91 %, de cinzas de 1,67 a 8,29 %, de matéria volátil de 3,22 a 67,26 % e de carbono fixo de 1,88 a 15,53 % Para os resíduos de madeira de origem industrial a variação foi de 7,12 a 36,18 % para umidade, de ,32 a 2,29 para cinzas, 43,63 a 77,69 % para matéria volátil e de 12,83 a 18,1 % para carbono fixo A média do Poder Calorífico Superior entre os resíduos de madeira de origem urbana foi de 12,15 MJ kg-1 e para os de origem industrial foi de 16,27 MJ kg-1 O percentual de umidade e voláteis na borra foi de aproximadamente 45 % e na emulsão 41 % A quantidade de resíduos de madeira gerado na região Norte Central do Paraná foi considerada expressiva, o que torna necessária a destinação adequada, sendo uma delas a utilização na produção de briquetes, agregando valor ao produto final Através das análises físico-químicas das amostras trabalhadas identificou-se o potencial dos materiais para a produção de briquetes, inclusive da mistura desses materiais como uma possível alternativa de melhorar as características do produto final
Fatores que influenciam a biodigestão anaeróbia no processo de produção de biogás
Silva, Danilo Herculano da; Mauro, Eduardo Di [Orientador]; Borsato, Dionísio; Silva, Helder Rodrigues da
Resumo: O biogás é uma fonte promissora na produção de energia renovável que pode contribuir para a mudança na matriz energética mais sustentável, reduzindo a demanda de geração de combustíveis fósseis e emissões de gases de efeito estufa Trata-se de um gás composto principalmente por metano e dióxido de carbono, obtido a partir da decomposição anaeróbia da biomassa dos resíduos orgânicos A falta de conhecimento sobre o manuseio de biodigestores e dos fatores que influenciam a biodigestão anaeróbia são as principais barreiras para o não aproveitamento do biogás No entanto, para adquirir esse conhecimento os modelos matemáticos, podem ser utilizados para otimizar e descrever os fatores que influenciam o sistema de produção Neste estudo, o objetivo foi obter um modelo matemático para auxiliar no aumento da produção de biogás com o uso da biomassa animal de bovinos e suínos, utilizando a metodologia de superfície de resposta Os parâmetros analisados foram afluentes, temperatura, pH, sólidos sedimentáveis, sólidos totais, sólidos fixos, sólidos voláteis e efluentes em biodigestores implantados em 13 propriedades rurais (7 de bovinoculturas e 6 de suinocultura), selecionadas do Condomínio de Agroenergia Ajuricaba, na cidade de Marechal Candido Rondon na região Oeste do Paraná O modelo matemático foi obtido por meio da análise de regressão polinomial de segunda ordem, utilizando as variáveis afluente, temperatura, pHafluente, pHefluente, STafluente e STefluente, contendo os termos lineares e quadráticos, indicados pelo histograma A análise de variância (ANOVA) mostrou que todos os termos foram significativos em nível de 5% (,7 = p = ,245) com exceção das variáveis pHafluente e STefluente O valor do coeficiente de determinação (R²) foi 99,7 e o coeficiente de determinação ajustado (R²aj) foi 98,68, mostrando que o modelo pode ser utilizado para fins preditivos tanto para biogás gerado da biomassa bovina e suína Através da metodologia de superfície de resposta foi possível otimizar as variáveis independentes na produção de biogás dos dejetos bovinos e suínos para obtenção de um melhor rendimento A otimização apresentou uma produção de biogás de 2 a 4 m³ dia-1 em relação a 7,8 m³ dia-1 para dejetos bovinos e 16 m³ dia-1 em comparação a 67,22 m³ dia-1 para dejetos suínos
Acúmulo de massa fresca e de óleo em sementes de soja cultivadas in vitro
Bruno, José Leonardo; Prete, Cássio Egídio Cavenaghi [Orientador]; Medina, Cristiane de Conti; Azevedo, Mateus Carvalho Basílio de
Resumo: A semente de soja apresenta, em média, 2% do peso em óleo e 4% em proteína Estes teores podem sofrer influências, das condições ambientais durante o enchimento das sementes, produzindo modificações na sua composição química Temperaturas mais altas promovem o acúmulo de proteína e temperaturas amenas favorecem o acúmulo de óleo Em condições de cultivo in vivo é difícil controlar estes fatores Neste sentido, o cultivo in vitro vem auxiliar a pesquisa, pois a semente pode ficar isolada da planta mãe em ambiente controlado Com o objetivo de avaliar o cultivo in vivo, em casa de vegetação, e o cultivo in vitro, em laboratório, sementes imaturas das cultivares BRS 184 e BRS 282 foram removidas da planta mãe, no estádio R5 e então cultivadas in vitro, com meio de cultura líquido, contendo, 2 mM, 4 mM e 6 mM de glutamina As sementes foram cultivadas em frascos de vidro com agitação constante, por oito dias à temperatura de 25 ± ,2 ºC, com a concentração de sacarose de 24,5 mM Decorrido o tempo de cultivo, foi determinado o ganho de massa de matéria fresca das sementes e posteriormente determinado o teor de óleo O cultivo in vitro de sementes de soja proporcionou maior acúmulo de massa de matéria fresca que no cultivo in vivo O acúmulo de óleo nas sementes de soja apresenta interações complexas, variando entre genótipo e condições ambientais tanto no cultivo in vivo quanto in vitro
Imobilização de lipase em diferentes suportes visando o uso em biocatálise
Fontana, Mariana; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador]; Rezende, Maria Inês; Tarley, César Ricardo Teixeira; Andrade, Milena Martins [Coorientadora]
Resumo: Com o intuito de tornar o uso de lipases atrativo economicamente, a imobilização enzimática é uma opção, pois possibilita a recuperação e a reutilização da enzima O método mais utilizado é a adsorção por ser de baixo custo, simples e de fácil manipulação O uso de resíduos e produtos reciclados como suporte para imobilização da enzima é outra forma de reduzir o custo desta, e assim, do produto final O presente trabalho tem como objetivo purificar parcialmente as lipases produzidas por fermentação submersa utilizando torta de seja como fonte de nutrientes para o fungo Botryosphaeria ribis EC-1 e imobilizá-las utilizando planejamentos fatoriais comparando a atividade enzimática nos suportes: carvão de eucalipto ativado, carvão de peroba ativado, poliamida reciclada sem e com partículas magnéticas A precipitação da enzima utilizando sulfato de amônio na concentração de 2% (m/v) aumentou a atividade específica de para 215 U mg-1 O suporte com melhor resultado de imobilização foi a poliamida reciclada com volume de poros de 3,33 cm3g-1 e raio médio de 1,7 nm, para a poliamida reciclada com partículas magnéticas também com altos resultados, as diferenças nas características físico-químicas dos suportes influenciaram na adsorção da lipase dos suportes, tendo em vista a variação na atividade e atividade específica das enzimas imobilizada As melhores condições de imobilização de lipase utilizando a PR como suporte foi 9 minutos e 32 ºC, onde a atividade enzimática máxima foi alcançada (76 U g-1 suporte) e também maior retenção (95,4 %) Já a imobilização com PRPM, os experimentos nos pontos centrais (195 min e 25 ºC) do planejamento corresponderam as maiores atividades enzimáticas e retenção da atividade, sendo os maiores valores alcançados de 36 U g -1 suporte e 41,3 %, respectivamente Esses resultados demonstraram que estes suportes são promissores e que os biocatalisadores produzidos possuem grande potencial para serem aplicados em reações de biocatálise, tendo em vista a elevada atividade enzimática relatada, além disso, trata-se de resíduos e materiais recicláveis
Produção de álcool a partir do extrato aquoso da polpa de frutas produzidas em diferentes regiões do Brasil
Côrtes, Simone de Lima; Borsato, Dionísio [Orientador]; Silva, Helder Rodrigues da; Orsato, Alexandre
Resumo: Atualmente é o etanol quem apresenta as melhores condições de suprir as exigências mundiais por um combustível de fonte renovável, com baixo custo e poder poluente Embora o Brasil tenha usado apenas a cana-de-açúcar para produzir etanol, é possível utilizar outras biomassas desde que a mesma apresente quantidades significativas de açúcares, entre outras características, pois a monocultura da cana-de-acúcar para atender a uma demanda mundial, traz desvantagens ambientais, porque diminui a fertilidade do solo com o transcorrer do tempo, além de reduzir a biodiversidade O objetivo deste trabalho foi analisar o teor de açúcares de sete frutas encontradas no país: acerola, caju, cupuaçu, jamelão, maracujá, mangas Palmer e Tommy, a fim de escolher as que tivessem melhores condições para a produção de álcool Na análise realizada através do método por cromatografia, as polpas das frutas com maior concentração de açúcar foram manga Palmer, maracujá, manga Tommy e jamelão, com 16,1%, 13,31%, 11,61% e 9,73%, respectivamente Embora as quatro frutas tenham apresentado quantidades significativas de açúcar para fermentar, foi escolhida a manga Palmer por apresentar maior teor de açúcar e pH igual a 4,5 que é adequado para o processo de fermentação alcoólica Com isso, o presente estudo focou na análise do potencial da manga Palmer, em relação à produção de etanol Foi determinada a concentração de açúcares totais no extrato aquoso da polpa pelo método do fenol sulfúrico, sendo o valor obtido de 16,66% de açúcares totais Em seguida foi feita a fermentação, a 3°C, utilizando as condições estabelecidas pelo ponto central do delineamento experimental e estabeleceu-se que o tempo de 1 horas apresentou o maior rendimento na produção de álcool Foi realizada a fermentação, utilizando o tempo de 1 horas, seguindo a metodologia de superfície de resposta (MSR) com 13 ensaios e duas repetições no ponto central Após a fermentação, as amostras foram centrifugadas e o teor de álcool foi determinado A otimização indicou uma formulação contendo 3, g L-1 de extrato de levedura, 8, g L-1 de levedura e ,35g L -1 de NH4H2PO4 , para um teor de álcool de 34,5 g L-1 e rendimento de 88,27% Por fim, foram realizados os mesmos procedimentos com o extrato aquoso do maracujá, Jamelão e da manga Tommy bem como a mistura do extrato da manga Palmer com estas três frutas porém, os resultados foram muito abaixo daqueles obtidos utilizando somente a manga Palmer O caldo da cana-de-açúcar, diluído nas mesmas condições, também foi fermentado e passou pelos mesmos procedimentos, mas o resultado do teor de álcool foi de 35,68 g L-1 com rendimento de 7,74% valor inferior ao apresentado quando se utilizou o extrato aquoso da manga Palmer Os resultados demonstram que a manga Palmer apresentou melhor rendimento em porcentagem se comparado ao resultado ao caldo da cana diluído

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