Ciclo energético integral del sector oleícola en la provincia de Jaén (España)

Olive oil solid residue, “orujo”, results from the extraction of olive oil through physical processes. With a variable composition, it is mainly used as a raw material to extract the residual oil that remains in the solid cake, prior to drying. The resulting solid is called “orujillo”, and has been mainly used as a solid fuel. Its use as a solid fuel presents some problems due to the changes in olive oil production methods which have resulted in lower quality residual olive oils and byproducts. This paper presents the advantages and disadvantages of the current systems, in an attempt to solve those problems. Furthermore, this research presents new solutions compared to the existing ones from economic and environmental points of view. All these solutions are set within the socio-economic framework of the province of Jaén, in Spain.El orujo es el residuo sólido de la obtención del aceite de oliva por métodos físicos, generalmente por decantación centrífuga, de composición variable: 2 a 5% de aceite y 62 a 70% de humedad. El aceite residual del subproducto, secado previamente, se extrae con disolventes.El residuo sólido de la extracción se denomina “orujillo”, compuesto por hueso, piel y pulpa, usándose principalmente como combustible, producción de formicas, carbón activo, abono orgánico, alimentación ganadera, etc.La principal aplicación presenta diversos problemas, por cambios en los procesos de obtención de los aceites en los últimos años, perdiendo calidad el aceite residual y los subproductos.Aunque existen diversos sistemas para resolver estos problemas, se presentan nuevas soluciones, mostrando sus ventajas económicas y medioambientales, frente a las existentes. Todo se enmarca en el entorno socioeconómico de la provincia de Jaén (España), mostrando datos energéticos y económicos de los procesos, incluso su influencia positiva y viabilidad

Economic dispatch of renewable generators and BESS in DC microgrids using second-order cone optimization

A convex mathematical model based on second-order cone programming (SOCP) for the optimal operation in direct current microgrids (DCMGs) with high-level penetration of renewable energies and battery energy storage systems (BESSs) is developed in this paper. The SOCP formulation allows converting the non-convex model of economic dispatch into a convex approach that guarantees the global optimum and has an easy implementation in specialized software, i.e., CVX. This conversion is accomplished by performing a mathematical relaxation to ensure the global optimum in DCMG. The SOCP model includes changeable energy purchase prices in the DCMG operation, which makes it in a suitable formulation to be implemented in real-time operation. An energy short-term forecasting model based on a receding horizon control (RHC) plus an artificial neural network (ANN) is used to forecast primary sources of renewable energy for periods of 0.5h. The proposed mathematical approach is compared to the non-convex model and semidefinite programming (SDP) in three simulation scenarios to validate its accuracy and efficienc

Elaboración integral de las aceitunas con autogeneración de electricidad, comparada con el sistema actual de obtención del aceite de oliva virgen

A future solution for treatment of the olive and obtaining olive virgin oil is presented. The energy demands for which are supplied by a generation system, that also feeds other phases of manufacture of by-products, such as "orujos" drying or extraction of the residual oil contained in them. For this purpose gasifier equipment is needed, whose major fuel is plain olive stone, although "orujos" with 20% humidity could also be used. This system produces a gas which is introduced in a combustion engine connected to a generator, harnessing the electricity created to supply the plant itself. The thermal energy surplus serves to generate and sell electrical energy to distribution grid.Se pretende plantear una solución de futuro para el proceso de elaboración de las aceitunas y obtención del aceite de oliva virgen, donde se generaría la energía eléctrica consumida en la propia planta, así como en las demás fases de elaboración completa de los subproductos, como el secado de los orujos y la extracción del aceite residual contenido en los mismos.Para esto se dimensiona un equipo gasificador del hueso, separado en el proceso de obtención indicado, con el que se abastece de energía térmica a un motor de gas que acciona un generador eléctrico, que abastece todas las necesidades de la planta integral, más el excedente de energía térmica del hueso y del orujillo resultante, generando una energía con posibilidad de venta a la red de distribución eléctrica de la zona

Ensayo en banco de una microturbina JetCat 120p para la caracterizacion de las emisiones gaseosas contaminantes

Específicamente, las emisiones de los motores de los aviones incluyen el dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOX), hidrocarburos no quemados (HC), material particulado (PM), compuestos orgánicos volátiles (VOCs), y otros compuestos. De distinta forma, dichos gases afectan tanto de manera directa al medioambiente, con su cuota parte a la contaminación global y su aporte al calentamiento global a escala mundial, y al impacto sobre su entorno poblacional aeroportuario a escala local. Las cantidades totales de gases emanados dependen de ciertos factores tales como el tipo de combustible utilizado, la riqueza de la mezcla, las condiciones atmosféricas de operación, y la etapa de vuelo analizada, entre otros. En un primer lugar, en el presente estudio se realiza una revisión bibliográfica, para la determinación de dichos parámetros de la combustión que influyen en la concentración de las emisiones gaseosas. Para la validación de algunos de dichos factores, se procede al ensayo de una microturbina JetCat 120p donde mediante un banco de ensayos equipado se mide y se analiza las emisiones gaseosas contaminantes cuando ésta opera en distintos regímenes operacionales. Si bien dichos ensayos se han realizado con combustible keroseno (estructura molecular semejante al Jet Al) los procedimientos de medición y análisis de resultados se han realizado en base a la normativa: A. N. Standard, "Laboratory Methods of Testinf Fansfor Rating," 1999, y la normativa: International Civil Aviation Organization (ICAO), "Annex 16 Environmental Protection - Volume II: Alrcraft Engine Emissions," 2008. El estudio efectuado se encuentra encolumnado con los objetivos del comité de protección ambientalaeronáutica (CAEP) conformado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), particularmente con los del Grupo de Trabajo 3 (WG3) que se centra en la mitigación de las emisiones gaseosas.Eje: Reducción de contaminantes.Facultad de Ingenierí

Ensayo en banco de una microturbina JetCat 120p para la caracterizacion de las emisiones gaseosas contaminantes

Específicamente, las emisiones de los motores de los aviones incluyen el dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOX), hidrocarburos no quemados (HC), material particulado (PM), compuestos orgánicos volátiles (VOCs), y otros compuestos. De distinta forma, dichos gases afectan tanto de manera directa al medioambiente, con su cuota parte a la contaminación global y su aporte al calentamiento global a escala mundial, y al impacto sobre su entorno poblacional aeroportuario a escala local. Las cantidades totales de gases emanados dependen de ciertos factores tales como el tipo de combustible utilizado, la riqueza de la mezcla, las condiciones atmosféricas de operación, y la etapa de vuelo analizada, entre otros. En un primer lugar, en el presente estudio se realiza una revisión bibliográfica, para la determinación de dichos parámetros de la combustión que influyen en la concentración de las emisiones gaseosas. Para la validación de algunos de dichos factores, se procede al ensayo de una microturbina JetCat 120p donde mediante un banco de ensayos equipado se mide y se analiza las emisiones gaseosas contaminantes cuando ésta opera en distintos regímenes operacionales. Si bien dichos ensayos se han realizado con combustible keroseno (estructura molecular semejante al Jet Al) los procedimientos de medición y análisis de resultados se han realizado en base a la normativa: A. N. Standard, "Laboratory Methods of Testinf Fansfor Rating," 1999, y la normativa: International Civil Aviation Organization (ICAO), "Annex 16 Environmental Protection - Volume II: Alrcraft Engine Emissions," 2008. El estudio efectuado se encuentra encolumnado con los objetivos del comité de protección ambientalaeronáutica (CAEP) conformado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), particularmente con los del Grupo de Trabajo 3 (WG3) que se centra en la mitigación de las emisiones gaseosas.Eje: Reducción de contaminantes.Facultad de Ingenierí

Ensayo en banco de una microturbina JetCat 120p para la caracterizacion de las emisiones gaseosas contaminantes

Específicamente, las emisiones de los motores de los aviones incluyen el dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOX), hidrocarburos no quemados (HC), material particulado (PM), compuestos orgánicos volátiles (VOCs), y otros compuestos. De distinta forma, dichos gases afectan tanto de manera directa al medioambiente, con su cuota parte a la contaminación global y su aporte al calentamiento global a escala mundial, y al impacto sobre su entorno poblacional aeroportuario a escala local. Las cantidades totales de gases emanados dependen de ciertos factores tales como el tipo de combustible utilizado, la riqueza de la mezcla, las condiciones atmosféricas de operación, y la etapa de vuelo analizada, entre otros. En un primer lugar, en el presente estudio se realiza una revisión bibliográfica, para la determinación de dichos parámetros de la combustión que influyen en la concentración de las emisiones gaseosas. Para la validación de algunos de dichos factores, se procede al ensayo de una microturbina JetCat 120p donde mediante un banco de ensayos equipado se mide y se analiza las emisiones gaseosas contaminantes cuando ésta opera en distintos regímenes operacionales. Si bien dichos ensayos se han realizado con combustible keroseno (estructura molecular semejante al Jet Al) los procedimientos de medición y análisis de resultados se han realizado en base a la normativa: A. N. Standard, "Laboratory Methods of Testinf Fansfor Rating," 1999, y la normativa: International Civil Aviation Organization (ICAO), "Annex 16 Environmental Protection - Volume II: Alrcraft Engine Emissions," 2008. El estudio efectuado se encuentra encolumnado con los objetivos del comité de protección ambientalaeronáutica (CAEP) conformado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), particularmente con los del Grupo de Trabajo 3 (WG3) que se centra en la mitigación de las emisiones gaseosas.Eje: Reducción de contaminantes.Facultad de Ingenierí

Artificial neural networks for vibration based inverse parametric identifications: A review

Vibration behavior of any solid structure reveals certain dynamic characteristics and property parameters of that structure. Inverse problems dealing with vibration response utilize the response signals to find out input factors and/or certain structural properties. Due to certain drawbacks of traditional solutions to inverse problems, ANNs have gained a major popularity in this field. This paper reviews some earlier researches where ANNs were applied to solve different vibration-based inverse parametric identification problems. The adoption of different ANN algorithms, input-output schemes and required signal processing were denoted in considerable detail. In addition, a number of issues have been reported, including the factors that affect ANNs’ prediction, as well as the advantage and disadvantage of ANN approaches with respect to general inverse methods Based on the critical analysis, suggestions to potential researchers have also been provided for future scopes

Análisis de metodologías de optimización inteligentes para la determinación de la presión en cámara de combustión de motores alternativos de combustión interna por métodos no intrusivos

El objetivo de esta tesis es el desarrollo de una metodología basada en la medida de la velocidad angular instantánea del motor, para obtener la presión instantánea en cada cilindro del mismo y los parámetros asociados al proceso de combustión en cada uno de ellos, a través de un modelo completo del sistema. Con el objeto de salvar los inconvenientes asociados a la elevada no linealidad de los mod elos existentes, se analiza también la utilización de técnicas de optimización inteligentes, tales como Algoritmos Genéticos y Redes Neuronales Artificiales, como elementos básicos para la metodología buscada

Methodology improvements to simulate performance and emissions of engine transient cycles from stationary operating modes: A case study applied to biofuels

In the present study engine/vehicle responses from a standardized transient test cycle are estimated using 13 stationary operating regimes following a previously developed methodology. The main advantage of the methodology tested is that allows obtaining an estimation of transient parameters in a stationary test bench, which requirements are much less demanding than those of the transient test bench. The objectives are: in one hand, to demonstrate that the methodology correctly estimates engine responses regardless of the fuel tested, as it is proposed in a previous paper and, on the other hand, to improve the methodology and the accuracy of the estimated parameters. The fuels tested are renewable fuels from different raw materials (biodiesel from rapeseed, sunflower, and soybean), and diesel fuel as the reference. Biodiesels were tested neat and blended (30% v/v) with diesel fuel. The engine is a common-rail light-duty one, and the standardized testing procedure used to illustrate the implementation of the methodology is the New European Driving Cycle (NEDC). Two design of experiments (DoE) of 13 runs each were analyzed. One of the DoE tested was proposed for characterizing the NEDC, referred as to CTDoE design, while the other one is a five-level fractional factorial design (FFDoE) that adequately matches the optimality criteria of orthogonality, D-optimal criterion, rotatability, and space-filling. The original methodology was improved by the implementation of a new fitting function that simulates the cold start effect over the engine parameters and by an new definition of the boundary in the [n,M] domain. These improvements showed significantly higher accuracy of the estimated engine parameters obtained, both instantaneous and accumulated, respect to the original methodology. The results obtained based on the application of the FFDoE design support the feasibility of the methodology tested. Engine performance and regulated emissions responses, such as intake air and fuel mass flow rate, thermomechanical exergy rate, exhaust gas residual heat rate, total hydrocarbons (THC), nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO) and particulate matter (PM) emissions from a transient test were instantaneously and cumulatively predicted with high accuracy using the engine responses from 13 steady-state operating modes