02 - Mestrado - Bioenergia

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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
Análise da formação de radicais livres no processo de oxidação de biodiesel de diferentes matérias-primas
Mantovani, Ana Carolina Gomes; Di Mauro, Eduardo [Orientador]; Dall'Antonia, Luiz Henrique; Borsato, Dionísio
Resumo: A técnica de spin trapping quando utilizada em conjunto com a Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) tem se mostrado um poderoso recurso na quanti?cação de radicais livres que possuem curtos tempos de vida, que sejam instáveis e de difícil detecção, com vantagens de ter um uso experimental rápido e considerado simples quando comparada à outras técnicas Essa técnica foi aplicada no presente trabalho a ?m de analisar a formação de radicais livres gerados na reação oxidativa radicalar de amostras de biodiesel de óleo de milho, biodiesel de óleo de soja e biodiesel comercial As amostras foram incubadas usando o spin trap PBN (N-t-Butyl-?-phenylnitrone) e analisadas por RPE a temperatura ambiente e sob aquecimento a 7 ºC Dois métodos de incubação com PBN foram testados As amostras analisadas por RPE a temperatura ambiente foram incubadas com PBN uma única vez no dia inicial das medidas e, as amostras analisadas com o aquecimento de 7 ºC foram incubadas com o PBN em todos os dias nos quais foram realizadas análises As amostras analisadas com aquecimento térmico foram guardadas em estufa a 5 ºC durante todo o período de análise, 21 dias e as a temperatura ambiente foram guardadas na ausência de luz e mantidas fechadas hermeticamente As amostras a temperatura ambiente foram analisadas a aproximadamente cada 7 dias, enquanto que as sob aquecimento foram medidas nos dias 1, 6, 13 e 21 obtendo curvas dos radicais aprisionados A partir dos dados obtidos foi possível caracterizar as etapas de degradação dos biodiesel pela técnica, além de ter possibilitado a caracterização dos radicais aprisionados no processo oxidativo
Análise das emissões de dióxido de carbono e impacto econômico da substituição do diesel por biodiesel na geração termelétrica
Silva, Nilmaer Souza da; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador]; Ralisch, Ricardo; Camara, Márcia Regina Gabardo da; Zapparoli, Irene Domenes [Coorientadora]
Resumo: Esta pesquisa teve como objetivo mensurar o impacto ambiental e calcular o impacto econômico da inserção gradual do biodiesel no diesel de petróleo no processo de geração de energia elétrica em uma usina termelétrica Foi utilizada a metodologia de cálculo teórico da emissão de dióxido de carbono para a determinação do impacto ambiental e a metodologia da formação de preço de combustíveis da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis para a avaliação do impacto econômico Os resultados mostraram benefícios ambientais do aumento da proporção do biodiesel ao diesel de petróleo A utilização do diesel B S18 foi responsável pela emissão de 21784 tCO2, em 213 Os cálculos indicaram que com a utilização do B1 haveria uma redução da emissão de 3,48% de CO2, chegando a 2125 tCO2 O CO2 liberado durante a combustão do biodiesel é absorvido pela fotossíntese, durante o crescimento da biomassa que dará origem ao biocombustível, gerando assim um ciclo de carbono menos impactante ambientalmente do que o do diesel de petróleo O aumento gradativo do biodiesel ao diesel de petróleo permite ainda a redução da emissão dos óxidos de enxofre, cujos gases contribuem para a formação da chuva ácida e comprometem a saúde humana Sob a perspectiva econômica, os resultados mostraram não haver, nos limites e critérios considerados nesta pesquisa, viabilidade econômica para a substituição gradual do óleo diesel pelo biodiesel em proporções maiores que as regulamentadas Os cálculos indicaram que o preço do B1 chega a ser 9,19% maior que diesel de petróleo O preço médio do biodiesel comercializado em 213 foi de R$ 2,132 O preço do biodiesel que viabilizaria a sua utilização em substituição ao óleo diesel B S18 é de R$ 1,8975, isto é, 1,92% menor do que o preço de comercialização de 213 A utilização do B1 ao invés do B S18 aumentaria do custo de aquisição do combustível em R$ 194396,55 ao ano
Análise de perfil dos produtores de biodiesel no Brasil, no período 2005-2015
Siqueira, Ivo Augusto Assumpção; Zapparoli, Irene Domenes [Orientador]; Borsato, Dionísio; Moraes, Renato Pianowski de
Resumo: O objetivo deste estudo consiste em analisar o perfil das empresas que se constituíram para a produção de biodiesel no Brasil, no período de 25 a 215 A metodologia consiste no uso de dados oficiais publicados no período através dos preços nos leilões de biodiesel e dados obtidos dos órgãos governamentais como Ministério de Minas e Energia, Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis e Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais No que tange ao perfil das empresas produtoras de biodiesel B1, os dados e as informações coletados mostraram um significativo crescimento no número de empresas nacionais que se constituíram para produzir biodiesel B1 A Archer, Daniels Midlan Company (ADM), Bunge e Cargill, todas de origem norte-americana, que já atuam na compra e processamento de soja; produção, processamento e comercialização de óleo e farelo de soja, entraram no mercado de produção de biodiesel, dando a esse setor maior competitividade e contribuindo com o aumento da capacidade produtiva A conclusão que se chega é de que a evolução do perfil das empresas produtoras de biodiesel B1 se deu no sentido de consolidar o mercado, principalmente em empresas de médio e grande porte, além dos grandes grupos, nacionais e transnacionais Sugere-se como continuação de acompanhamento, verificação e avaliação do perfil das empresas produtoras de biodiesel e a correlação entre os preços de outras matérias primas utilizadas em sua produção
Análise dos barramentos da fronteira oeste do Rio Grande do Sul - Caso da Barragem do Sanchuri"
Batista, Ana Carolina; Ralisch, Ricardo [Orientador]; Mjyabe, Maria Josefa; Guimarães, Maria de Fátima
Resumo: A água é um bem fundamental para a manutenção da vida no planeta A demanda por água em todo o mundo vem se ampliando, mesmo que a disponibilidade hídrica seja limitada Agricultura irrigada, a geração hidráulica de energia elétrica e, em certa extensão, o abastecimento urbano são, na atualidade, grandes competidoras pelo uso da água Neste sentido, desenvolveu-se este estudo sobre a realidade encontrada na região de Uruguaiana, localizada no extremo oeste do Estado do Rio Grande do Sul, cujo território é basicamente ocupado pela cultura do arroz irrigado desde a década de 193, também implementada com a pecuária extensiva, com significativo consumo de recursos hídricos e evidentes alterações ambientais Após estudos, realizados especificamente na “Barragem Sanchuri”, com objetivo de verificar a viabilidade de associação do barramento existente com a geração hidrelétrica, visando aliviar a carga demandada ao sistema pela atividade irrigada, chegou-se às conclusões de que a “Barragem Sanchuri” não apresenta característica topográfica para instalação de uma Pequena Central Hidrelétrica, por não possuir desnível suficiente para queda d´água e consequente movimentação de turbinas Entretanto, a “Barragem Sanchuri” trata-se de um caso bem sucedido, pois auxilia nas variações do ciclo hidrológico da região, armazenando água e desta forma fornecendo vazão consistente para manter o fluxo diário necessário para manutenção da irrigação do plantio do arroz, contudo, auxiliando no desenvolvimento socioeconômico da região
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
Aplicação do delineamento de mistura com variável de processo : comparação dos métodos de determinação da estabilidade oxidativa de biodiesel B100
Cini, João Rafael de Moraes; Borsato, Dionísio [Orientador]; Rodrigues, Paulo Rogério Pinto; Galão, Olívio Fernandes
Resumo: A qualidade do biodiesel é de suma importância para o sucesso de sua comercialização pois, um dos fatores críticos é a oxidação lipídica que diminui o tempo de estocagem do combustível Neste trabalho foi utilizado o delineamento simplex-centroide, com repetições no ponto central, para avaliar a estabilidade oxidativa do biodiesel B1 de óleo de soja, na presença de três antioxidantes sintéticos (BHA, BHT e TBHQ) puros ou misturados Na determinação do período de indução foi aplicado o teste acelerado em estufa e o Rancimat Os valores obtidos utilizando-se o teste acelerado em estufa indicaram que a diferença entre o período de indução do controle e das amostras diminuiu à medida que a temperatura de ensaio aumenta, mostrando, com isto, que o acréscimo de temperatura interfere diminuindo o efeito protetor dos antioxidantes utilizados O biodiesel empregado apresentou pouca estabilidade química, pois se observou baixas energias de ativação para o controle (56 kJ mol-1) e para os ensaios contendo os antioxidantes (67,4 a 81,72 kJ mol-1) sendo que a maior energia de ativação foi obtida para a amostra com ,1% de BHT O delineamento de misturas mostrou que para o teste acelerado em estufa, o melhor tempo de estocagem (319,1 dias) pode ser obtido quando se utiliza 3,77% de BHA e 69,23% de TBHQ enquanto para o Rancimat mostrou que um tempo ótimo de estocagem (177,88 dias) pode ser alcançado quando se usa 1% de TBHQ O teste t aplicado aos parâmetros contendo a variável de processo mostrou diferença significativa, em nível de 5%, entre o método Rancimat e o de estufa, em todas as proporções de antioxidantes utilizados nos testes realizados em estufa apresentaram período de estocagem superior à 177,88 d, enquanto o método Rancimat obteve este valor como período máximo de estocagem, demonstrando que o método acelerado em estufa, o qual utiliza temperaturas que mais se assemelham às condições normais de estocagem, é o mais indicado para a determinação do tempo de armazenamento
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
Ativação, caracterização e utilização do carvão pirolítico de serragem de madeira e palha de cana-de-açúcar na imobilização de lipase
Bofinger, Matheus Rodrigues; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador]; Alves, Helton José; Rezende, Maria Inês
Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial químico e físico do biocarvão produzido a partir de resíduos agroindustriais da serragem de madeira (eucalipto e peroba) e palha de cana-de-açúcar para servirem como imobilizadores enzimáticos ou material adsorvente Os carvões foram obtidos da pirólise dos resíduos agroindustriais A caracterização físico-química dos biocarvões mostrou que o tamanho de partículas foi característica de carvões granulares, estando a maioria entre 18 e 355 µm Observou-se um elevado teor de carbono fixo nos biocarvões, qualificando os mesmos para ativação químicaA ativação química ou física garante um aumento na área superficial e no volume de poros de materiais adsorventes, tornando-os mais eficientes A ativação conferiu melhores características adsortivas aos carvões de madeira (eucalipto e peroba) mostrando maiores valores de área específica, volume de poros e adsorção de iodo A análise de absorção no infravermelho mostrou a presença de grupamentos oxigenados na superfície do carvão, que promove interações quimissortivas entre carvão e adsorvato nos materiais ativados, o que comprova a melhora da característica após a ativação Espectros de RPE indicaram a presença de radicais derivados de difenóis e semiquinonas, demonstrando que, como esperado, há a presença de grupos oxigenados no carvão Microscroscopia eletrônica de varredura indicou que o processo de pirólise forma cavidades que podem vir a ser precursoras de poros nos carvões e após ativação essas cavidades permaneceram, indicando que não houve obstrução A área específica aumentou em até 9 vezes após a ativação O volume de poros no biocarvão também aumentou, indicando que a ativação foi efetiva As isotermas de adsorção de N2 se mostraram diferentes para os biocarvões de madeiras em relação ao de cana-de-açúcar, sendo isotermas do tipo I para madeiras, indicando adsorção em microporos, e isotermas tipos II e III para o carvão de cana-de-açúcar ativado e sem ativação,respectivamente, indicando adsorção muito fraca em ambos O ensaio do número de iodo mostrou que o biocarvão de pirólise é semelhante ao carvão ativado comercial, corroborando com o indicativo da presença de microporos (<2 Å) Os resultados de imobilização de lipase indicaram altos valores de unidade de atividade lipolítica (U/gbiocarvão) após imobilização, sendo melhor o carvão de eucalipto A validação do método da imobilização de lipase apresentou valor observado de atividade lipolítica para o biocarvão de eucalipto de 757 ± 7 U/gbiocarvão, semelhante ao valor previsto (756 U/gbiocarvão) pela superfície de resposta O estudo também permitiu observar que a variável tempo não foi significativa no processo e que o carvão de eucalipto apresentou maior relação entre a variável concentração da enzima e temperatura do meio, mostrando que há uma maior adsorção de lipase a temperatura ambiente e em maiores concentrações de lipase no meio Conclui-se que após a ativação, os biocarvões produzidos a partir de resíduos agroindustriais se mostraram semelhante ou melhor, no caso do biocarvão de eucalipto, que os carvões comerciais relatados na literatura, indicando que podem ser usados como adsorvente e imobilizadores enzimáticos
Avaliação da implantação de microcentrais hidrelétricas na região de Cianorte/PR
Souza, Fabiano Marreiros de; Ralisch, Ricardo [Orientador]; Balarim, Carlos Roberto; Guedes, Carmen Luisa Barbosa; Ravagnani, Mauro; Prado, Marcelo Real; Prado, Marcelo Real [Coorientador]
Resumo: A presente Dissertação avalia o processo de implantação de microcentrais hidrelétricas, no aproveitamento do potencial energético de pequenas quedas d’ água, localizadas em quatro propriedades rurais no município de Cianorte/PR Para tanto, nas propriedades rurais utilizadas como referência, foram levantados em campo dados referentes a altura de queda que variaram entre 5,5 e 12,5 metros; vazões dos cursos d’ água que variaram entre ,42 a ,51 m³/s; bem como os equipamentos elétricos e a demanda de energia elétrica consumida nas mesmas Com os resultados em mãos foram determinados a estimativa de potência hidráulica disponível; a turbina e o gerador a serem utilizados, bem como outros equipamentos indicados para o perfil de cada queda d’ água Foram determinados a demanda, a potência a ser gerada e o consumo de energia elétrica e, verificou-se que nas quatro situações estudadas, houve excedentes de produção, que variavam de 472 à 1559,2 kWh Foram avaliados também os benefícios da implantação, a quantidade de informações e os marcos legais atuais disponíveis, além dos possíveis impactos ambientais que poderão ocorrer nas fases de implantação, construção e operação dessas microcentrais Além dos aspectos técnicos abordados nesta Dissertação , há aspectos econômicos e financeiros que devem nortear a realização ou não de investimentos nesta área Por questões operacionais este estudo não abordou a viabilidade econômica das propostas, fato que deve ser considerado na continuidade deste trabalho
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
Avaliação de frutos e desenvolvimento inicial de plantas de macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart.)
Machado, Wesley; Guimarães, Maria de Fátima [Orientador]; Leal, Alex Carneiro; Prete, Cássio Egídio Cavenaghi
Resumo: A macaúba (Acrocomia aculeata) é uma palmeira promissora para a produção de biodiesel e coprodutos O estudo desta palmeira vem crescendo, principalmente em relação ao seu desenvolvimento e avaliação dos aspectos do fruto Os objetivos deste trabalho foram: (A) avaliar a composição mineral e centesimal, a biometria, a germinação e a composição físico-química do óleo da amêndoa de frutos de dois ecotipos de macaúba; (B) avaliar o efeito do uso de um condicionador de solo no desenvolvimento de mudas de macaúba e nos atributos dos solos; (C) avaliar o desenvolvimento radicular da Acrocomia aculeata ecotipo sclerocarpa em dois solos No artigo A foram comparados frutos de dois ecotipos de macaúba, sclerocarpa e totai, efetuando-se análise mineral (N, K, P, Ca, Mg, Cu, Fe, Zn, Mn), e, centesimal: matéria seca e mineral, cinzas, proteína bruta, lipídios, fibra, carboidratos e umidade; avaliou-se também massa do endocarpo, amêndoa, mesocarpo, epicarpo e fruto, diâmetro longitudinal do fruto e da amêndoa, espessura do endocarpo e volume do fruto Utilizou-se o Progibb® (; 5; 1 e 2 mg L-1) nas temperaturas 25ºC e 35ºC para avaliar a germinação Analisou-se o óleo da amêndoa quanto ao índice de acidez e iodo, saponificação e umidade Foram avaliados no artigo B o uso do Terracottem® em dois solos (arenoso e argiloso) nas concentrações: testemunha, 3 kg m-3, 6 kg m-3, adubação química (sulfato de amônio=1,; superfosfato simples=8, e cloreto de potássio=,3 kg m-3) e a combinação entre ambos Avaliou-se os teores de Ca, Mg, K, P, Cu, Fe, Zn, Mn na folha e solo, matéria orgânica e carbono da biomassa microbiana do solo além dos teores foliares de N, e, empregaram-se contrastes para a comparação de médias Avaliou-se altura, número de folhas, diâmetro, índice de área foliar, massa seca da parte aérea e raiz No artigo C avaliou-se o sistema radicular da macaúba através do programa Safira®, em um solo argiloso e um arenoso As variáveis avaliadas foram volume, área, diâmetro e comprimento a cada 9 dias Também foi aferida a parte aérea da planta a cada 3 dias, em altura, diâmetro e número de folhas, até 36 dias O artigo A, as médias das avaliações minerais, centesimais, biométricas e do óleo da amêndoa do ecotipo sclerocarpa foram superiores aos da totai As médias de germinação não foram altas, mas o uso do Progibb® foi eficiente na temperatura de 35ºC para o ecotipo totai, o nível de sementes contaminadas e não germinadas foram elevados para ambos ecotipos Para a maioria dos contrastes realizados no artigo B, não se observou diferenças significativas, mas nota-se um aumento nas médias dos tratamentos A adubação química sobressaiu-se em algumas médias dos teores de nutrientes tanto no solo quanto na folha e nas avaliações fitotécnicas No artigo C, o desenvolvimento do sistema radicular no solo argiloso foi superior ao arenoso, e a parte aérea sobressaiu-se no solo arenoso
Avaliação de misturas da gasolina automotiva e de aviação com óleo fusel e derivados
Bertosse, Caroline Milani; Guedes, Carmen Luisa Barbosa [Orientador]; Perez, Carla Cristina; Ávila, Márcio Turra de; Soares, Itânia Pinheiro [Coorientadora]
Resumo: Diante do preocupante cenário ambiental atual, o desenvolvimento e aplicação de fontes de energia renováveis e sustentáveis torna-se cada vez mais urgente Neste aspecto, utilização de energia limpa no setor de transportes fundamental para a redução de GEE’s Este trabalho teve como objetivo analisar a viabilidade da utilização do óleo fusel e do álcool isoamílico como aditivos para gasolinas automotivas e de aviação (GAV 1LL) seguindo as Resoluções estipuladas pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) Foram utilizadas amostras de óleo fusel bruto, óleo fusel seco com peneira molecular, álcool isoamílico destilado do óleo fusel e alcool isoamílico PA em misturas com as gasolinas nas proporções de 1, 5, 1, 15, e 2% (v/v), verificando-se aspecto e miscibilidade O poder calorífico superior foi determinado por bomba calorimétrica, sendo observado que seu valor tem relação inversamente proporcional a quantidade de água presente em cada mistura O perfil de volatilidade das misturas foi analisado através das curvas de destilação, mostrando que a adição de álcool isoamílico ou óleo fusel nas gasolinas ocasiona na formação de misturas azeotrópicas Este comportamento pode ser comprovado pela variação das temperaturas de ebulição, que sofreram aumento nas frações leves e intermediárias para GAV, fazendo com que os valores referentes às frações leves apresentem-se fora do estipulado pela normativa Para a gasolina automotiva, há diminuição das temperaturas a partir das frações leves da gasolina tipo C em relação à gasolina tipo A, devido ao porcentual de 27% de etanol contido na gasolina tipo C A adição de álcool isoamílico à gasolina C causou diferenças de temperatura muito pequenas devido à esta já se apresentar como mistura azeotrópica Observou-se também que maiores adições de aditivo aumentam a eficiência de queima do combustível, fazendo com que haja mais reações completas de combustão e consequentemente menos formação de resíduos sólidos Para misturas contendo gasolina tipo C e óleo fusel notou-se expressiva quantidade de formação de resíduos sólidos durante a destilação As análises de corrosividade ao cobre demonstraram que todos os aditivos apresentam padrão de corrosão dentro dos parâmetros permitidos pela normativa, de acordo com o gabarito da ASTM D13 A partir das análises de massa específica, verificou-se que todos os aditivos exibem valores maiores em comparação às gasolinas, o que pode ser vantajoso devido à este parâmetro estar diretamente relacionado com a eficiência do motor No ensaio de tolerância à agua realizado para gasolina de aviação todas as misturas se mantiveram dentro dos valores pretendidos Concluiu-se que aditivos com menores quantidades de água em sua composição podem ser promissores, e por isso etapas subsequentes deste estudo devem considerar análises de teor de álcool, octanagem e ponto de congelamento (para gasolina de aviação)
Avaliação do ciclo de vida do óleo de girassol
Lucas, Kássio Ricardo Garcia; Castro, César de [Orientador]; Matsuura, Marília I. S. Folegatti; Guedes, Carmen Luísa Barbosa
Resumo: O agronegócio nacional, além de gerar riqueza, é responsável também pela garantia da segurança alimentar da população brasileira Com a consolidação deste setor, novos desafios têm sido lançados, como a busca da sustentabilidade Várias ferramentas podem ser adotadas para estudos de desempenho ambiental de produtos, como a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) Esta ferramenta é capaz de determinar o desempenho ambiental de produtos, processos e serviços, pela quantificação de recursos naturais consumidos e poluentes gerados durante o seu ciclo de vida O girassol é uma cultura importante na microrregião de Parecis, no estado do Mato Grosso, local onde se concentra a maior produção nacional deste grão Este trabalho oferece uma contribuição às bases de dados de Inventários de Ciclo de Vida (ICV) de produtos agrícolas e agroindustriais brasileiros, ainda incipientes O objetivo foi avaliar o desempenho ambiental da produção de grãos e de óleo bruto de girassol, visando propor melhorias nos processos produtivos de modo a reduzir impactos ambientais O sistema de produção de girassol, em sucessão à soja, também foi avaliado e comparado à produção destes grãos em monocultivo, explorando-se diferentes abordagens metodológicas Foram consideradas todas as atividades relacionadas à produção agrícola de ambas as culturas e, na fase industrial, todos os procedimentos de processamento do óleo bruto de girassol, desconsiderando-se as etapas de refinamento do óleo, e distribuição Os dados referentes à produção de grãos e de óleo foram majoritariamente primários enquanto os dados da etapa procedente foram secundários, provenientes de base de ICV Quanto aos dados de emissão, foram estimados por modelos matemáticos disponíveis na literatura científica, tendo seus parâmetros técnicos adaptados à realidade nacional Os resultados mostraram que a maior parte dos impactos ambientais ocorre na fase agrícola de produção e se devem principalmente ao aporte de agroquímicos, causando impactos relacionados às categorias Mudança Climáticos, Oxidação Fotoquímica e Acidificação Terrestre No que se refere à comparação do sistema de produção soja-girassol com o sistema de monocultivo, ficou evidente que as culturas produzidas isoladamente apresentam desempenho ambiental pior do que as culturas em rotação Nesta segunda condição, o compartilhamento de insumos pelas duas culturas e a fixação biológica de nitrogênio promovida pela soja foram os fatores que favoreceram o sistema reduzindo impactos nas categorias Mudança Climática, Depleção de Recursos Fósseis e Acidificação Terrestre
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
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
Biomassa de capim elefante e leucena para produção de bioenergia
Sales, Fernanda Aparecida; Caramori, Paulo Henrique [Orientador]; Borsato, Dionísio; Costa, Marco Aurélio Teixeira; Prete, Cássio Egídio Cavenaghi; .; Ricce, Willian da Silva [Coorientador]
Resumo: Os objetivos deste estudo foram avaliar a produção de biomassa de capim elefante e leucena no estado do Paraná visando à geração de energia Foi conduzido um experimento de campo na fazenda experimental do Instituto Agronômico do Paraná – IAPAR em Ibiporã, PR O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas Na parcela principal foi avaliada a produção total de biomassa de capim elefante e leucena Nas subparcelas foram avaliadas as épocas de corte: corte fixo a cada 6 dias e corte fixo a cada 12 dias de cultivo Foram obtidos os seguintes resultados: análise química imediata, poder calorífico inferior, potencial de produção de energia proveniente da queima da biomassa e estimativa da produção potencial de biomassa e energia provenientes do capim elefante no Paraná obtida por meio de um modelo agrometeorológico Os resultados obtidos evidenciaram que o capim elefante e a leucena possuem características que possibilitam a sua utilização como fonte alternativa de energia, devido ao seu poder calorífico No entanto a leucena, por possuir crescimento inicial lento, requer estudos por um período mais prolongado a fim de se determinar o seu potencial As análises de simulação de potencialidade de geração de energia, em função da matéria seca produzida anualmente, mostraram que o capim elefante pode se constituir em uma importante fonte de energia renovável no estado do Paraná
Biomassa de resíduos da lavoura de abacaxi para produção de biocombustíveis no noroeste do Paraná
Vicentini, Maria Elisa; Caramori, Paulo Henrique [Orientador]; Prete, Cássio Egídio Cavenaghi; Spinosa, Wilma Aparecida; Carvalho, Sergio Luiz Colucci de [Coorientador]
Resumo: O etanol proveniente das biomassas lignocelulósicas tornou-se uma tecnologia promissora para produção de biocombustíveis Dentre os resíduos agrícolas, os restos culturais da lavoura de abacaxi destacam-se como matéria-prima alternativa para produção de etanol O presente trabalho teve como objetivo determinar o potencial de biomassa residual da lavoura de abacaxi, produzida sob diferentes níveis de adubação para obtenção de etanol O experimento foi realizado em uma área comercial em Santa Isabel do Ivaí-PR, com latitude 22º 57’ 52’’ S, longitude 53º 14’57’’ W, altitude 47 m e clima subtropical úmido segundo Köppen, em um solo Argissolo Vermelho distrófico de textura arenosa O delineamento experimental foi constituído em um fatorial (4x4), sendo o fator A: doses de N (; 11; 22; e 33 gramas de N por planta) e fator B: doses de K2O (; 11; 22; e 33 gramas de K2O por planta) A produção de biomassa residual de abacaxi apresentou respostas distintas às doses aplicadas de N e K Para o N a melhor dose na produção de biomassa residual foi com 11 gramas e para K com 33 gramas Apesar de não ter ocorrido interação entre nitrogênio e potássio, a maior produção de massa seca residual ocorreu na dose de 33 gramas de K e 11 gramas de N com um total de 6,93 toneladas ha-1 A composição química dos resíduos apresentou 22,2% de celulose, 21,83% de hemicelulose e 7,7% de lignina Foi realizada a hidrólise ácida, utilizando ácido sulfúrico nas concentrações 1, 1,5 e 2, % nas temperaturas de 12, 14 e 16 oC com uma massa equivalente a 1,5g (1:1 p/v) e tempos de 1, 3 e 5 minutos As concentrações do ácido, tempo e a temperatura foram determinados por planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta O método de Somgy e Nelson foi utilizado para determinar a concentração de açúcares redutores (AR) Após as análises estatísticas dos resultados foi possível verificar que o H2O4 diluído na concentração de 1% a 1,5%, 16oC em um tempo de reação de 5 minutos resultou em 8,34% É possivel é possivel obter 57,79 ton/ha -1 toneladas de acúçar por hectare
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. Abstract: This study aims to quantify the levels of black carbon (BC) associated with fine particulate matter (PM1.0 and PM2.5) and its variability during the combustion of biodiesel/diesel mixtures (B10 and B11) used in the central region from Londrina-PR. Samplings were carried out in 2019 inside a semi-closed bus station (Central Urban Bus Terminal in Londrina - TCUL) and in an outdoor environment (Historical Museum of Londrina - MHL), simultaneously. It is concluded that fine PM from biodiesel/diesel combustion B10 and B11 collected at TCUL, for both PM1.0 and PM2.5, decreased compared to B3, B5, B6, B7 and B8, but when compared to B12, the concentration values rise again, increasing by around 33% (from B10 to B12) and 49% (from B11 to B12), this for PM1.0. As for PM2.5, the difference is around 21% (from B10 to B12) and 37% (from B11 to B12). In the measurements performed in the MHL, there was the same pattern presented for both PM1.0 and PM2.5, difference around 76% (PM1.0) and 64% (PM2.5) (from B10 to B12) and 81% (PM1.0) and 62% (PM2.5) (from B11 to B12). In general, the concentration of fine PM decreases until B10 and B11 and rises again in B12, but the PM1.0/PM2.5 ratio increased, showing the increase of PM1.0 in the fine fraction of PM. As for the black carbon analyses, it can be concluded that BC was determined in the fractions of fine particulate matter in both TCUL and MHL; in general, when comparing the samples, there was a decrease in the BC1.0/PM1.0 and BC2.5/PM2.5 ratio.

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