Hydrothermal upgrading of lignocellulosic biomass: kinetic analysis of model dimers

The transport sector is responsible for a significant fraction of the world’s total greenhouse gas (GHG) emissions. When derived from relatively abundant non-food renewable sources, such as lignocellulosic biomass, biofuels are a viable option to reduce GHG net-emissions. Hydrothermal liquefaction (HTL) is a process that transforms biomass into a wide range of products, including bio-oil; this in turn can be converted into direct replacements for fossil fuel-derived gasoline and diesel, being considered “drop-in” biofuel. The HTL process, which has already been demonstrated at pilot scale, is facilitated by the marked variation in the properties of water as it nears its critical point, allowing the fine-tuning of, e.g., density, acidity, and solubility of organics. HTL of lignocellulosic biomass is a complex process due to the variability in the composition of the naturally occurring feedstocks, intricate reactional network, and strong dependence on operating conditions. This objective of the work presented in this thesis was to close the gap in knowledge between the kinetic mechanisms for the HTL of complex lignocellulosic biomass, and relatively simple model compounds. A methodology was developed to achieve this objective and tested using feedstocks of dimers that represent structures found in woody biomass: dibenzyl ether (DBE), representative of lignin, and sucrose, representative of cellulose. Experiments were conducted in a configuration expected to be scalable for industrial applications, consisting of a continuous process, with operating pressure controlled independently from temperature. A confined jet mixer generated rapid mixing at the reactor’s inlet. Reactions occurred in a tubular section, being halted by quenching with water, followed by heat exchange with chilled water. For experiments using DBE as feed, HTL products were distributed between gas and liquid phases, with the latter clearly divided in organic and aqueous fractions. When sucrose was fed to the reactor, solid particles were also produced alongside compounds in gas and liquid phases. Separation and analytical methods were used to measure the amount of each phase and quantify selected products. The mixing patterns around the confined jet mixer were analysed using computational fluid dynamics (CFD) simulations, which were representative of the performed experiments. All simulations with water fed under supercritical conditions achieved 99.9% of average outlet composition 16 mm after the jet’s outlet, confirming a very fast mixing. The conversion and yields of each simulation were compared against equivalent CFD models which did not consider feed mixing. No significant variations were observed between the outputs of the two types of models. Therefore, modelling the confined jet mixer in detail was not required to analyse the experimental results. Instead, each experiment could be simulated as a plug flow reactor with a single inlet consisting of the hot mixture of water and organic feed. The mathematical model developed included the calculation of: reaction rates, heat losses through the tube wall, thermodynamic and transport properties, and dispersive transport. Those simulations were used to estimate kinetic parameters by minimising the difference between measured and estimated reaction yields, accounting for the respective experimental uncertainty. The hydrothermal cleavage of the ether bond in dibenzyl ether was studied at temperatures in the range 287 – 369 °C, pressures from 245 to 254 bar, and residence times between 5 and 7 seconds. Simulations accounted for hydrolysis and degradation reactions. Detailed hydrolysis rates including two observed kinetic constants provided a better fitting between experimental data and calculated values. However, the estimated parameters exhibited a large uncertainty. Based on simplified reaction rates, DBE hydrolysis most likely occurred through an SN2 mechanism with OH- as the substitution nucleophile, being affected by the concentration of this ion, as well as H+. For this reaction, the apparent activation energy was estimated as 180 ± 2 kJ/mol. The degradation of sucrose in the hydrothermal medium was investigated at temperatures, pressures and residence times in the ranges 282 – 372 °C, 246 – 254 bar, and 3 – 7 seconds, respectively. The system was modelled as a homogeneous liquid, with organic compounds divided in three groups: soluble organics, volatiles, and solids. The first group included glucose, fructose, 5-(Hydroxymethyl)furfural (5-HMF), pyruvaldehyde, and 1,6-anhydro-β-D-glucose, resulting in a total of 16 possible reactions. A stepwise approach was developed to obtain kinetic parameters under increasing levels of model complexity and considering the effect of water’s self-ionisation product in subcritical conditions when relevant. Analysing the standard deviation of the obtained kinetic parameters identified the ones that overparameterized the estimation, resulting in the simplification of the 16 reactions to 9. Those reactions included: (1) isomerisation between glucose and fructose, which was driven towards the latter (activation energy of 73 ± 2 kJ/mol); (2) 1,6-anhydro-β-D-glucose formation from glucose and (3) degradation (activation energies of 45 ± 7 and 45 ± 10 kJ/mol, respectively); (4) formation of pyruvaldehyde from fructose (activation energy of 71 ± 5 kJ/mol); (5) 5-HMF production from fructose and (6) degradation (activation energies of 52 ± 9 and 220 ± 60 kJ/mol, respectively). From those, only the rates of (3) and (5) were expected to be significantly affected by [OH-] or [H+].Open Acces

Entregadores de aplicativo em Florianópolis: Uma análise do perfil socioeconômico e da percepção da relação de trabalho

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Socioeconômico, Economia.Atualmente, existem mais de 1,6 milhões de motoristas e entregadores(as) de aplicativos atuando no Brasil. Como foi amplamente denunciado em 2020, a jornada de trabalho da categoria de entregas é pouco regulamentada, insegura e de baixa remuneração, sintetizada como um trabalho uberizado. No entanto, têm sido a escolha de ocupação por uma considerável gama da classe trabalhadora, recentemente. Nesse contexto, as empresas de aplicativo, denominadas economias de plataforma, propagandeiam amplamente a ideia de que o trabalho das entregas é uma forma de empreendedorismo, e que é fornecido apenas o apoio necessário para que esses “parceiros” alavanquem seu sucesso individual, regulando os próprios horários e administrando seus próprios custos. Dentro deste contraditório debate, o presente estudo objetivou investigar o perfil socioeconômico e analisar a percepção sobre a relação de trabalho dos entregadores por aplicativo em Florianópolis. Para isso, foi necessário também compreender a forma de operação das empresas responsáveis pelos aplicativos e sua relação com o regime de acumulação flexível, que é a fundamentação para o processo de uberização do trabalho. A pesquisa foi composta de uma etapa de revisão bibliográfica, com análise de produções teóricas, notícias, entrevistas e dados sobre o tema, e uma segunda etapa de campo, com a aplicação de um questionário às pessoas que trabalham com entrega intermediada por aplicativos em Florianópolis. Nos resultados, observou-se que a população que realiza entregas por aplicativo na cidade é composta, majoritariamente, de pessoas do sexo masculino, de nível médio de escolaridade, de 26 a 35 anos, que possuem renda equivalente a uma média de 1,9 salários mínimos no mês, em jornadas de 8 horas diárias ou mais, de 6 a 7 dias por semana. Sobre a percepção da relação de trabalho, notou-se que os entregadores de Florianópolis, em geral, conhecem e estão insatisfeitos com as condições de suas jornadas de trabalho: não há segurança, proteção social e a remuneração é baixa. Ainda sim, consideram-se empreendedores e mencionam apresentar, em geral, resultados melhores do que em ocupações anteriores. Discute-se, portanto, sobre como a uberização do trabalho é uma forma de aprofundamento da precarização do emprego de forma generalizada no capitalismo - e como a percepção sobre essa relação de trabalho é uma frequente disputa ideológica travada por aqueles que buscam criar uma união da categoria em prol de melhores condições, evidenciando a contradição do trabalho uberizado entendido como empreendedorismo pela ideologia dominante.Today, there are more than 1,6 million active app drivers and app delivery workers in Brazil. As it was widely pointed in 2020s protests, the workday for delivery workers is remarked for low regulation, workplace unsafety and low wages, synthetized as uberized labor. Nevertheless, this has been the choice of employment for a considerable amount of the working class, recently. In this context, the app companies, also known as platform economies, sell the idea that delivering by apps is a form of entrepreneurship, and that only the necessary support is given for these ‘partners’ to leverage their individual success, regulating their own work hours and managing their own expenses. In this contradictory discussion, this study sought to investigate the socioeconomic profile and analyze the work relationship perception of the app delivery workers in Florianópolis. For this to be achieved, it was also necessary to comprehend the form of operation by the platform economies and their connection to the flexible system of accumulation, which is the fundamental basis for the uberization of work process. The research was composed by a first phase of literature review, and a second phase of field work, consisting in a survey application with the delivery workers in Florianópolis. The results have shown that the population of delivery workers in Florianópolis are, in their majority, men, with high school degree, from 26 to 35 years old, earning an average of 1,9 minimum wages, in workdays of 8 hours or more, working from 6 to 7 days per week. About the work relationship perception, it is observed that the delivery workers in Florianópolis, in general, notice and are unsatisfied with their work conditions: there is no work safety, social protection and the payment is below average. Nevertheless, they consider themselves entrepreneurs and, in general, assure to have better wages than in past jobs. The discussion approaches, therefore, about the uberization of work as a form of further development of the deregulation of work in capitalism - and how the perception about this form of work relationship is a frequent ideological dispute between those who seek to create a union of the category in benefit of better work conditions, pointing the contradiction of the idea that uberized work is a form of entrepreneurship by the dominant ideolog

Robust Branch-Cut-and-Price for the Capacitated Minimum Spanning Tree Problem over a Large Extended Formulation

This paper presents a robust branch-cut-and-price algorithm for the Capacitated Minimum Spanning Tree Problem (CMST). The variables are associated to q-arbs, a structure that arises from a relaxation of the capacitated prize-collecting arbores- cence problem in order to make it solvable in pseudo-polynomial time. Traditional inequalities over the arc formulation, like Capacity Cuts, are also used. Moreover, a novel feature is introduced in such kind of algorithms. Powerful new cuts expressed over a very large set of variables could be added, without increasing the complexity of the pricing subproblem or the size of the LPs that are actually solved. Computational results on benchmark instances from the OR-Library show very signi¯cant improvements over previous algorithms. Several open instances could be solved to optimalityNo keywords;

Control of systems modeled by hyperbolic partial diferential equations

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2017.Sistemas com parâmetros distribuídos representam uma vasta gama de processos da engenharia. Neste caso, as variáveis do sistema irão conter termos dependentes do tempo assim como gradientes espaciais e, portanto, é natural representa-los por equações diferenciais parciais. Exemplos podem ser encontrados em diversas áreas: desde processos químicos e térmicos, sistemas de produção e distribuição de energia, e problemas relacionados ao transporte de fluidos e ciência médica. Esta tese trata dois tipos de problemas: estabilização de equações diferenciais parciais lineares hiperbólicas com variável de controle na condição de contorno e controle regulatório de sistemas descritos por equações diferenciais parciais quasi-lineares hiperbólicas com variável de controle no domínio. Com relação ao primeiro, estudaram-se duas metodologias de controle: (i) uma lei de controle estática que garante convergência do sistema para o ponto de equilíbrio desejado. A metodologia de controle utiliza uma função de Lyapunov para encontrar os valores dos parâmetros do controlador que garantem estabilidade exponencial em malha fechada. Resultados de simulação para o problema de supressão de golfadas em sistemas de produção de petróleo são apresentados para ilustrar a eficiência do método; (ii) uma lei de controle baseada nas ferramentas clássicas do domínio da frequência. Neste caso, aplicamos a transformada de Laplace na equação diferencial parcial para obter uma função de transferência irracional e então, ferramentas clássicas do domínio da frequência são usadas para projetar o controlador, de maneira similar aos sistemas de dimensão finita com função de transferência racional. Estes resultados foram aplicados experimentalmente no problema de controle de oscilações termoacústicas do tubo de Rijke, mostrando a efetividade do método. Para o segundo problema, utiliza-se o método das características combinado com a técnica de controle por modos deslizantes. O método das características é usado para transformar o sistema de equações diferenciais parciais em um conjunto de equações diferenciais ordinárias que descrevem o sistema original. O projeto de controle é então realizado a partir deste conjunto de equações diferenciais ordinárias através de resultados bem conhecidos da teoria de equações diferenciais ordinárias. Os resultados obtidos foram testados experimentalmente em dois sistemas de escala industrial: uma planta solar e um fotobiorreator tubular.Abstract : Distributed parameter systems represent a wide range of engineeringprocesses. In this case, the system variables will contain temporally dependentterms as well spatial gradients and, therefore, it is natural to representthem by partial dierential equations. Examples can be found in manyelds: chemical and thermal processes, production and distribution energysystems, and problems related to uid transport and medical science.This thesis deals with two dierent problems: stabilization of linear hyperbolicpartial dierential equations with boundary control and regulatorycontrol of systems described by quasilinear hyperbolic partial dierentialequations with in domain control. Concerning the boundary control problem,we studied two control methodologies: (i) a static control law thatguarantees convergence of the system to the desired equilibrium point. Thiscontrol methodology uses a Lyapunov function to nd the values of thecontrol parameters that guarantee closed-loop exponential stability. Simulationresults for the slugging control problem in oil production facilities arepresented to illustrate the eciency of the methodology; (ii) a control lawbased on the frequency domain tools. In this case, we applied the Laplacetransform on the partial dierential equation to obtain an irrational transferfunction and then classical frequency domain tools are used to designthe control law. These results were applied experimentally to the controlproblem of thermoacoustic oscillations in the Rijke tube, showing the effectivenessof the method. Regarding the regulatory control problem, weuse the method of characteristics together with the sliding mode controlmethodology. The method of characteristics is used to transform the partialdierential equations into a system of ordinary dierential equations thatdescribes the original system without any kind of approximation. Then,the control design is performed on the ordinary dierential equations withwell-known results of the theory of lumped parameter systems. The resultswere validated experimentally in two industrial scale systems: a solar powerplant and a tubular photobioreactor

Avaliação de desempenho de estratégias de gestão de carteiras de títulos públicos

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Sócio-Econômico. Economia.Este trabalho aborda a alocação e gestão de recursos em carteiras de investimento preenchidas exclusivamente por títulos públicos emitidos pelo Tesouro Nacional. Com o objetivo de indicar a melhor estratégia de gestão, são realizadas aplicações empíricas de diferentes estratégias difundidas no mercado de capitais sobre um conjunto de dados contendo títulos públicos brasileiros. São obtidas as estimativas dos desempenhos das diferentes estratégias e estas são então consideradas em comparações abordando conceitos de risco dentro de um ambiente livre de risco de default. As estratégias que possuem um desempenho ajustado ao risco que exceda o obtido pelo benchmark estabelecido são indicadas como opção de investimento para investidores avessos ao risco de default, muitos dos quais, atualmente, optam por opções de investimento com retornos ajustados ao risco muito inferiores

Desenvolvimento de garra robótica antropomórfica com percepção tátil

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018.Esta dissertação tem por objetivo o desenvolvimento de uma garra robótica antropomórfica com percepção tátil, bem como, apresentar e documentar o projeto mecatrônico da garra robótica com base em uma metodologia de desenvolvimento de produto genérico, realizando o estudo cinemático e posterior manipulação de objetos com restrição de força evitando deformação e colapso. Para tanto, devido aos fins práticos do projeto proposto, foi utilizado da pesquisa exploratório com o objetivo de gerar conhecimento dirigido à solução do problema específico proposto. A partir da abordagem adotada, foi possível desenvolver a garra robótica antropomórfica com 5 dedos, sendo o maior desafio, a integração da percepção tátil, através do controle de conformidade ativo, utilizando a plataforma Raspberry Pi 3 B+. Através da solução proposta, o destaque fica a cargo da manipulação de objetos com diferentes geometrias, pesos e tamanhos. A importância de um sistema de controle para percepção tátil, permite a manipulação de objetos sem danifica-los. Devido à solução proposta ser de baixo custo, a maior limitação dá-se no sistema de controle de conformidade, uma vez que, para a implementação do controle para os 5 dedos da garra robótica, requer um custo computacional muito alto. Com o algoritmo desenvolvido, foi possível controlar os 5 dedos da garra robótica com tempo de resposta em cerca de 300 ms. Outrossim, a necessidade de interação do sensor com o objeto manipulado, tornou-se um fator limitante da dissertação, tendo em vista, que a superfície dos objetos nem sempre são planas e a base de contato do sensor de força FSR ser pequena. Ao fim, de 15 requisitos definidos para a garra robótica, apenas 5 não atenderam satisfatoriamente a solução, porém, eles não foram tratados como os principais requisitos de projeto.This dissertation aims to develop an anthropomorphic robotic hand with tactile perception, as well as to present and document the gripper robotic mechanical model based on a generic product method, performing the kinematic data and later handling of the force avoiding deformations and collapses. For this, due to the objectives of the project, the exploratory research was used with the objective of generating knowledge directed to the solution of the problem. Based on the adopted approach, an anthropomorphic robotic package with 5 seconds was elaborated, being the biggest challenge, an integration of the tactile perception, through the control of connection, using a platform Raspberry Pi 3 B +. Through the proposed solution, the highlight is the handling of objects with different geometries, weights and sizes. The importance of a control system for tactile perception allows the manipulation of objects without damaging them. The biggest low cost service solution is most of the access control systems, because, for the implementation of the control of 5 fingers of the table, a very high computational cost is necessary. With the algorithm developed, it was possible to control the 5 fingers of the robotic task with the response time in about 300 ms. In addition, the need for interaction of the sensor with the manipulated object has become a limiting factor of the dissertation, considering that a surface of the objects is not always flat and a contact base of the FSR force sensor. Finally, of 15 requirements for robotic robotics, only 5 did not respond satisfactorily to the solution, however, they were not included as the main design requirements

O caso Odebrecht e o dilema da liderança Regional Brasileira

O caso Odebrecht não deve ser entendido apenas no âmbito da relação governo-empresa, como propõe o Equador. Desde uma perspectiva que enquadra os interesses nacionais, tal caso extrapolou também para o âmbito da operação de um dilema estrutural encarado pela liderança regional do Brasil na América do Sul.O caso Odebrecht não deve ser entendido apenas no âmbito da relação governo-empresa, como propõe o Equador. Desde uma perspectiva que enquadra os interesses nacionais, tal caso extrapolou também para o âmbito da operação de um dilema estrutural encarado pela liderança regional do Brasil na América do Sul

Testes Balísticos no Sul da Ásia, a relação Índia-Paquistão

O presente artigo busca realizar uma análise critica da atual conjuntura do sul do continente asiático e, a partir disso, traçar panoramas e possibilidades para as questões que permeiam tal  continente.O presente artigo busca realizar uma análise critica da atual conjuntura do sul do continente asiático e, a partir disso, traçar panoramas e possibilidades para as questões que permeiam tal  continente

O novo realismo: a ordem internacional à luz de Kôsovo e Geórgia

O artigo trata da utilização seletiva pelas potências dos conceitos de autodeterminação e de soberania. Como exemplo, citam-se os casos da Geórgia e do Kôsovo.O artigo trata da utilização seletiva pelas potências dos conceitos de autodeterminação e de soberania. Como exemplo, citam-se os casos da Geórgia e do Kôsovo

Aproximação Rússia-Venezuela: quando o regional e o global se misturam

O artigo trata do diálogo militar entre Venezuela e Rússia. Esta aliança pode trazer mudanças para a política externa dos Estados Unidos.O artigo trata do diálogo militar entre Venezuela e Rússia. Esta aliança pode trazer mudanças para a política externa dos Estados Unidos