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Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: O leite é um dos mais importantes produtos da agropecuária nacional, com cerca de 2/3 das propriedades rurais do país destinando-se à pecuária leiteira e com um dos maiores rebanhos do mundo. Apesar da grandiosidade, o setor ainda sofre com a baixa produtividade, os altos custos e a defasagem tecnológica. Como conseqüência, muitos produtores abandonaram suas atividades diante deste novo cenário competitivo. Atualmente, assuntos como uso racional de energia e aplicação intensiva de tecnologia tem sido intensamente discutidos e abordados, e indicados como aspectos importantes para a obtenção de ganhos de produtividade. Desta forma, visou-se neste trabalho avaliar o uso de energia no processamento de leite de três propriedades (leite pasteurizado tipo ¿A¿ e leite cru refrigerado), bem como, a representatividade dos diversos processos no consumo total, assunto este, ainda pouco conhecido e abordado no país. Objetivando ainda, promover a racionalização energética, avaliaram-se os potenciais de aproveitamento de calor de condensação de sistemas de refrigeração existentes para o aquecimento de água de limpeza e higienização, bem como, avaliou-se a viabilidade técnica e econômica da adequação dos sistemas (operação segundo um bomba de calor com geração simultânea de duas fontes térmicas) em substituição ao uso de resistências elétricas. Dentre as proposta, avaliou-se a adequação realizada em um planta piloto em operação. Com o uso de bomba de calor, a redução no consumo total de energia elétrica foi de até 15% com tempos de retorno dos investimentos variando entre 1,3 e 3,7 anos Abstract: Milk is one of the most important products of Brazilian agriculture, with about 2/3 of the rural properties dedicated to the milkmaid cattle breeding and with one of the largest flocks of the world. In spite of its size, the sector still suffers of low productivity, high costs and tecnological delay. As a consequence, many producers have abandoned its activities before this new competitive technology were introduced. Now, subjects as, the use rational of energy and intensive application of technology has been discussed intensely resulting in productivity gains. In this work , it was seek to evaluate the use of energy for milk processing in three different properties (pasteurized milk type " A " and refrigerated raw milk). It was also evaluated how representativive the several processes in the total consumption were, a problem, still not very well-known and trated in Brazil. To promote the energy rationalization, the potential use of condensation heat of refrigeration systems was evaluated for the cleaning water heating, as well as, the technical and economic viability of the adaptation of the systems was evaluated (operation according to a heat pump with simultaneous generation of cold and heat) in substitution to the use of electric resistances. In the midst of proposals, an adaptation was evaluated in a pilot plant in operation. With the use of heat pumps, there was a decreasing of 15% in the consumption of eletric energy with payback between 1,3 and 3,7 years Mestrado Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Luís Augusto Barbosa Cortez Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: A transformação eficiente e sustentável de materiais lignocelulósicos em bioenergéticos e bioquímicos modernos é um dos grandes anseios da sociedade moderna, haja vista as vantagens competitivas, os potenciais de redução da expansão da fronteira agrícola e a redução da dependência do petróleo que somente as culturas bioenergéticas podem proporcionar. Neste contexto, o Brasil apresenta um cenário propício para o desenvolvimento de uma indústria inovadora e moderna de produção de biocombustíveis e bioquímicos verdes, por ser um dos maiores produtores mundiais de alimentos, florestas plantadas e biocombustíveis. Visando promover a conversão eficiente de materiais lignocelulósicos, resíduos estes abundantes no Brazil, este trabalho apresenta os primeiros resultados da experimentação de pirólise rápida de cana-de-açúcar (cana integral, palha e bagaço) em uma unidade experimental da Feagri/Unicamp. Este estudo teve por objetivo avaliar as características químicas das biomassas empregadas e quantificar e qualificar os produtos da pirólise obtidos (bio-óleo e carvão). As análises químicas das biomassas (imediata, elementar e fibras/lignina) apontaram que não há diferenças significativas entre as diferentes biomassas analisadas. Os processos de pré-tratamento (picagem e trituração) foram conduzidos de forma satisfatória usando tecnologias comerciais e processo de secagem ao sol mostrou ser eficiente na redução da umidade das biomassas. Após a realização de ajustes e adequações em alguns componentes da planta, os experimentos de pirólise foram conduzidos satisfatoriamente e os rendimentos mássicos de produção de bio-óleo e carvão observados estiveram entre 12% e 17% e entre 25% e 27%, respectivamente, que em termos energéticos, representaram conversões variando entre 42% e 67%. As análises químicas dos bio-óleos e dos carvões mostraram não haver diferenças significativas entre os produtos obtidos. Entretanto, as análises cromatográficas dos bio-óleo sinalizaram haver diferenças nas composições orgânicas do bio-óleo, mas com as predominâncias de ácidos carboxílicos e fenóis. Em vista da baixa recuperação de bio-óleo, elevada produção de carvão e a elevada presença de voláteis no carvão (entre 20% e 25%) verificaram-se necessidades de melhorias e as realizações de novos estudos na unidade experimental desenvolvida Abstract: The efficient and sustainable conversion of lignocellulosic feedstocks in modern biofuels and biochemicals is one of the great desires of the whole world, in view of the competitive advantages, potential of reduction of frontier agriculture expansion and reduction of oil dependence that only the bioenergy cultures may provide. In this context, Brazil shows an attractive scenery to develop an innovative and modern industry for biofuels and biochemical production, since it is one of the most important food, planted forest and biofuels world producer. Aiming to provide a better use and conversion of lignocellulosic feedstocks (largely available in Brazil), this work shows the first experimental results of the fast pyrolysis of sugarcane (whole sugarcane, trash and bagasse) conducted in a small scale fast pyrolysis plant from Feagri/Unicamp. The main objectives of this work were to evaluate the chemicals compositions of the biomasses and to quantify and to qualify the main fast pyrolysis products (charcoals and bio-oils). The biomasses analysis (proximate, ultimate and fiber/lignin analysis) showed there were no significant differences between the biomasses. The pretreatment process (chopping and grinding process) were conducted well using conventional technologies, and the sun drying process was able reducing the biomasses water contents to the level needed. After some adjustments and improvements, the fast pyrolysis were conducted well, with bio-oil yield productions between 12% and 17%, charcoal yield productions between 25% and 27%, and energy conversions between 42% and 67%. The bio-oils and charcoals proximate and ultimate analysis showed that there were no relevant differences among the products. However, the chromatography analysis demonstrated there were differences in the bio-oils organic compositions (distribution percentages of chemical groups), but with prevalence of carboxilic acids and phenols. In view of low bio-oils production, high charcoals productions and the high volatiles presences in the charcoals (between 20% e 25% in %wt), it was demonstrated that improvements and new studies are needed Doutorado Construções Rurais e Ambiencia Doutor em Engenharia Agrícola

Agropolo Campinas-Brasil fue creado en Campinas, Brasil como una plataforma colaborativa entre algunas instituciones públicas (Instituto Agronómico de Campinas-IAC, Universidad Estadual de Campinas-UNICAMP, Instituto de Tecnología de Alimentos-ITAL, Prefectura de Campinas y TECHNO PARK) con la participación de Empresas Privadas y con el objetivo de cambiar la forma de hacer investigación y promover innovaciones tecnológicas en el área de la bioeconomía tropical. Brasil es un gran productor y exportador de alimentos, pero aún no puede agregar valor justoa sus productos. En este sentido, con el apoyo de la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo -FAPESP, y siguiendo el ejemplo de Agropolis International, Montpellier, Francia, se realizó un estudio en áreas consideradas estratégicas en agricultura, salud, alimentación, química verde y bioenergía. Este artículo presenta algunos de los principales resultados destinados a implementar una hoja de ruta para la bioeconomía tropical. Agropolo Campinas-Brasil was created in Campinas, Brazil as a collaborative platformamong public institutions (Agronomic Institute of Campinas-IAC, State Universityof Campinas-UNICAMP, Institute of Food Technology-ITAL, the Campinas City Hall, and the TECHNO PARK. The main objective was to change how research organized and to promote technological innovations in the bioeconomy tropical. Brazil is a large producer and exporter of food, but still has difficulties to add value to its products. In this sense, with the support of the Research Foundation of the State of São Paulo -FAPESP, and following the example of Agropolis International, Montpellier, France, a study was carried out in strategic areas in agriculture, health, food, green chemistry, and bioenergy. This article presents some of the main results aimed at implementing a roadmap for the tropical bioeconomyin Brazil

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Ricardo Baldassin Junior Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: O objetivo deste trabalho é investigar a viabilidade do uso de misturas de bio-óleo de pirólise rápida de cana energia ou de eucalipto como potencial substituto (ou aditivo) + diesel marítimo + etanol para utilização em motores diesel principais de embarcações de pe-queno e médio porte, e em motores diesel auxiliares em embarcações de grande porte. Estas misturas combustíveis teriam a finalidade de reduzir as emissões de gás de efeito estufa (GEE) do setor de transportes marítimos, entretanto o uso em motores de combustão interna requer ajustes. A estratégia empregada neste trabalho contemplou avaliar o comportamento das mis-turas por meio da construção de (pseudo) diagramas ternários e curvas binodais visando obter as regiões homogêneas das misturas. Foram construídos diagramas ternários para misturas de bio-óleo de cana energia, etanol e diesel marítimo (sistema 1), e para misturas de bio-óleo de eucalipto, etanol e diesel marítimo (sistema 2). As regiões homogêneas e heterogêneas dos diagramas foram encontradas, e dentre estes, 4 pontos correspondentes às misturas homogê-neas do sistema 2 tiveram suas propriedades caracterizadas (poder calorifico, viscosidade, ponto de fulgor, teor de água e acidez) para comparação com as propriedades especificadas do diesel marítimo. De acordo com esta comparação, foi observado o potencial de utilização de misturas contendo até 40% de bio-óleo, sendo necessário mais testes, incluindo os testes de performance em motores diesel Abstract: The objective of this study is to investigate the feasibility of ternary blends of fast pyrolysis bio oil + ethanol + marine diesel as potential substitutes for marine diesel, applied in main marine diesel engines of small and medium vessels, and in auxiliary diesel engines of large vessels. These blends have the objective to reduce GHG emissions from maritime sector. However, the use of these biofuels requires adjustments. The strategy applied in this work was to evaluate the behavior of these blends by the building of (pseudo) ternary diagrams and bi-nodal curves to reach the blends of homogeneous regions. It was built ternary diagrams for blends of fast pyrolysis energy cane bio-oil + ethanol + marine diesel (system 1), and for blends of fast pyrolysis eucalyptus bio-oil + ethanol + marine diesel (system 2). Homogeneous and heterogeneous regions of the diagram were found, and 4 homogeneous points related to system 2 were characterized (heating value, viscosity, flash point, water content and acidity), to compare to marine diesel physic-chemical properties. According to these comparison, it was observed the potential utilization of blends containing up to 40% of bio-oil, being required performance test in diesel engines Mestrado Engenharia Química Mestra em Engenharia Química CAPES 33003017034P8