Fuel consumption by agricultural machinery: a review of pollutant emission control technologies / Consumo de combustível por máquinas agrícolas: uma revisão das tecnologias de controle de emissão de poluentes

Most energy used to operate agricultural machines in the field is generated from fossil fuel combustion. The combustion process emits atmospheric pollutants, increasing the emission of greenhouse gases (GHGs). In this context, this review is to discuss technologies for mitigating diesel engine GHG emissions to advance sustainable development in the agricultural machinery sector. This paper presents strategies and technologies widely adopted by agricultural machinery manufacturers in controlling pollutant emissions during fuel combustion. The findings of this study encompass sustainable alternative technologies, such as selective catalytic reduction, exhaust gas recirculation, diesel particulate filter, and fuels. This study helps reveal the environmental impact of agricultural field operations that generate GHG emissions.

Grande parte da energia utilizada para o funcionamento das máquinas agrícolas em suas operações no campo ainda é resultante da combustão de combustíveis fósseis. O processo de combustão provoca a emissão de poluentes atmosféricos que contribuem para o aumento dos Gases de Efeito Estufa (GEE). Neste contexto, esta revisão tem como objetivo descrever as tecnologias que contribuem para mitigar as emissões de GEE pelos motores de ciclo Diesel, a fim de contribuir para a compreensão e o desenvolvimento da sustentabilidade no setor de máquinas agrícolas. São apresentadas as estratégias e tecnologias que comumente estão sendo adotadas pelos fabricantes de máquinas agrícolas para o controle das emissões de poluentes, durante o processo de combustão do combustível. Os achados do estudo apresentam as alternativas tecnológicas sustentáveis como a Selective Catalytic Reduction, Exhaust Gas Recirculation, Diesel Particulate Filter, e sobre o uso de combustíveis alternativos. Ainda, contribui para o entendimento do impacto ambiental das operações agrícolas em campo, que provocam as emissões de GEE.

Fuel consumption by agricultural machinery: a review of pollutant emission control technologies / Consumo de combustível por máquinas agrícolas: uma revisão das tecnologias de controle de emissão de poluentes

ABSTRACT: Most energy used to operate agricultural machines in the field is generated from fossil fuel combustion. The combustion process emits atmospheric pollutants, increasing the emission of greenhouse gases (GHGs). In this context, this review is to discuss technologies for mitigating diesel engine GHG emissions to advance sustainable development in the agricultural machinery sector. This paper presents strategies and technologies widely adopted by agricultural machinery manufacturers in controlling pollutant emissions during fuel combustion. The findings of this study encompass sustainable alternative technologies, such as selective catalytic reduction, exhaust gas recirculation, diesel particulate filter, and fuels. This study helps reveal the environmental impact of agricultural field operations that generate GHG emissions.

RESUMO: Grande parte da energia utilizada para o funcionamento das máquinas agrícolas em suas operações no campo ainda é resultante da combustão de combustíveis fósseis. O processo de combustão provoca a emissão de poluentes atmosféricos que contribuem para o aumento dos Gases de Efeito Estufa (GEE). Neste contexto, esta revisão tem como objetivo descrever as tecnologias que contribuem para mitigar as emissões de GEE pelos motores de ciclo Diesel, a fim de contribuir para a compreensão e o desenvolvimento da sustentabilidade no setor de máquinas agrícolas. São apresentadas as estratégias e tecnologias que comumente estão sendo adotadas pelos fabricantes de máquinas agrícolas para o controle das emissões de poluentes, durante o processo de combustão do combustível. Os achados do estudo apresentam as alternativas tecnológicas sustentáveis como a Selective Catalytic Reduction, Exhaust Gas Recirculation, Diesel Particulate Filter, e sobre o uso de combustíveis alternativos. Ainda, contribui para o entendimento do impacto ambiental das operações agrícolas em campo, que provocam as emissões de GEE.

Emissions of an agricultural engine using blends of diesel and hydrous ethanol / Emissões de motor agrícola utilizando misturas de óleo Diesel e etanol hidratado

The growing global demand of energy, the decrease of petroleum reserves and the current of environmental contamination problems, make it imperative to study renewable energy sources for use in internal combustion engines, in order to decrease the dependence on fossil fuels and reduce emissions of pollutant gases. This study aimed to evaluate the emissions of a diesel-cycle engine of an agricultural tractor that uses diesel S500 (B5) mixed with 3, 6, 9, 12 and 15% of hydrous ethanol. It determined emissions of CO2 (ppm), NOx (ppm), and opacity (k value) of gases. A standard procedure was applied considering eight operating modes (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, and M8) by breaking with an electric dynamometer in a laboratory. The experimental design was completely randomized, with 60 replicates and a 6 x 8 factorial design. Greater opacity and gas emissions were observed when the engine operated with 3% ethanol, while lower emissions occurred with 12 and 15%. With these fuels, the reduction of opacity, CO2, and NOx, in relation to diesel oil, was 24.49 and 26.53%, 4.96 and 5.15%, and 6.59 and 9.70%, respectively. In conclusion, the addition of 12 and 15% ethanol in diesel oil significantly reduces engine emissions.(AU)

A crescente demanda mundial por energia, a diminuição das reservas de petróleo e os atuais problemas de poluição ambiental, instigam o estudo de fontes renováveis de energia para utilização nos motores de combustão interna, visando à diminuição da dependência do combustível fóssil e redução das emissões de gases poluentes. Este trabalho teve por objetivo avaliar as emissões de um motor ciclo Diesel de um trator agrícola utilizando óleo Diesel S500 (B5) e, em mistura com 3, 6, 9, 12 e 15% de etanol hidratado. As variáveis avaliadas foram as emissões de CO2 (ppm), NOx (ppm) e a opacidade (valor k) dos gases. Para a avaliação utilizou-se procedimento normalizado, com aplicação de oito modos de operação (M1; M2; M3; M4; M5; M6; M7 e M8), por meio da frenagem com um dinamômetro elétrico, em laboratório. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com 60 repetições e no esquema fatorial 6x8. Os maiores valores de opacidade e emissões de CO2 e NOx foram alcançados com 3% de etanol, enquanto que os menores valores foram obtidos quando o motor utilizou 12 e 15%. Com estes combustíveis, a redução da opacidade, CO2 e NOx, em relação ao óleo diesel, foi de 24,49 e 26,53%; 4,96 e 5,15% e 6,59 e 9,70%, respectivamente. Conclui-se que, a adição de 12 e 15% de etanol no óleo diesel reduz significativamente as emissões do motor.(AU)

Bioremediation of diesel/biodiesel contaminated sandy soil inmicrocosm: evaluation of fungal bioaugmentation and naturalattenuation / Biorremediação de solo arenoso contaminado por diesel/biodiesel em microcosmo:avaliação de bioenriquecimento fúngico e atenuação natural

Biodiesel is a clean renewable fuel used as alternative energy source to diesel and it is commercialized as a minor component in diesel blends. Similarly to diesel, biodiesel spill is a source of contamination for the ecosystem making necessary to provide effective remediation strategies. Bioremediation is a technology that has been applied with success to clean up hydrocarboncontaminated environments. In this study, fungal bioaugmentation strategy was compared with natural attenuation during bioremediation of a sandy soil contaminated with diesel, biodiesel and blends (B20 and B50). Respirometric assays simulating the contamination of soil were carried out in Bartha flasks used to measure microbial CO2 production. Penicillium sp. AV4 isolated from the wastewater of a biodiesel factory has the ability to degrade the fuels and was used in bioaugmentation. After 111 days, CO2 evolution demonstrated no significant difference in soil microbial activity between fungal augmentation and natural attenuation treatments for all fuels. The lack of influence of Penicillium sp. AV4 can be related to its inability to compete with soil microorganisms and/or increase its metabolic activity. During natural attenuation, B50 showed a higher CO2 production, followed by the B100, B20 and diesel, which is less biodegradable. Therefore, from a biodegradation perspective, biodiesel could be more beneficial than diesel during bioremediation spill.

Biodiesel é um combustível renovável utilizado como fonte energética alternativa ao diesel e é comercializado misturado a esse combustível. Assim como o diesel, derramamentos de biodiesel são fontes de contaminação dos ecossistemas, sendo necessário aplicar estratégias para a remediação. A biorremediação é uma tecnologia que vem sendo aplicada com sucesso para remediar ambientes contaminados com hidrocarbonetos. Neste trabalho, o bioenriquecimento fúngico foi comparado à atenuação natural durante a biorremediação de um solo arenoso contaminado com diesel, biodiesel e misturas (B20 e B50). Ensaios respirométricos foram efetuados, utilizando respirômetros de Bartha para avaliar a produção microbiana de CO2 no solo contaminado. Penicillium sp. AV4, isolado de efluentes de usina de biodiesel, possui a capacidade de degradar os combustíveis e foi usado no bioenriquecimento. Após 111 dias, a evolução de CO2 devido à atividade microbiana no solo não apresentou diferença estatística entre o bioenriquecimento fúngico e a atenuação natural, considerando todos os combustíveis. A ineficácia do fungo pode estar relacionada com sua incapacidade de competir com os microrganismos do solo e/ou expressar sua atividade metabólica degradadora. Durante a atenuação natural, B50 demonstrou maior produção de CO2, seguido por B100, B20 e diesel, o qual é menos biodegradável. Do ponto de vista da biodegradação, o biodiesel pode ser mais facilmente biorremediado do que o diesel.

Bioremediation of diesel/biodiesel contaminated sandy soil inmicrocosm: evaluation of fungal bioaugmentation and naturalattenuation / Biorremediação de solo arenoso contaminado por diesel/biodiesel em microcosmo:avaliação de bioenriquecimento fúngico e atenuação natural

Biodiesel is a clean renewable fuel used as alternative energy source to diesel and it is commercialized as a minor component in diesel blends. Similarly to diesel, biodiesel spill is a source of contamination for the ecosystem making necessary to provide effective remediation strategies. Bioremediation is a technology that has been applied with success to clean up hydrocarboncontaminated environments. In this study, fungal bioaugmentation strategy was compared with natural attenuation during bioremediation of a sandy soil contaminated with diesel, biodiesel and blends (B20 and B50). Respirometric assays simulating the contamination of soil were carried out in Bartha flasks used to measure microbial CO2 production. Penicillium sp. AV4 isolated from the wastewater of a biodiesel factory has the ability to degrade the fuels and was used in bioaugmentation. After 111 days, CO2 evolution demonstrated no significant difference in soil microbial activity between fungal augmentation and natural attenuation treatments for all fuels. The lack of influence of Penicillium sp. AV4 can be related to its inability to compete with soil microorganisms and/or increase its metabolic activity. During natural attenuation, B50 showed a higher CO2 production, followed by the B100, B20 and diesel, which is less biodegradable. Therefore, from a biodegradation perspective, biodiesel could be more beneficial than diesel during bioremediation spill.(AU)

Biodiesel é um combustível renovável utilizado como fonte energética alternativa ao diesel e é comercializado misturado a esse combustível. Assim como o diesel, derramamentos de biodiesel são fontes de contaminação dos ecossistemas, sendo necessário aplicar estratégias para a remediação. A biorremediação é uma tecnologia que vem sendo aplicada com sucesso para remediar ambientes contaminados com hidrocarbonetos. Neste trabalho, o bioenriquecimento fúngico foi comparado à atenuação natural durante a biorremediação de um solo arenoso contaminado com diesel, biodiesel e misturas (B20 e B50). Ensaios respirométricos foram efetuados, utilizando respirômetros de Bartha para avaliar a produção microbiana de CO2 no solo contaminado. Penicillium sp. AV4, isolado de efluentes de usina de biodiesel, possui a capacidade de degradar os combustíveis e foi usado no bioenriquecimento. Após 111 dias, a evolução de CO2 devido à atividade microbiana no solo não apresentou diferença estatística entre o bioenriquecimento fúngico e a atenuação natural, considerando todos os combustíveis. A ineficácia do fungo pode estar relacionada com sua incapacidade de competir com os microrganismos do solo e/ou expressar sua atividade metabólica degradadora. Durante a atenuação natural, B50 demonstrou maior produção de CO2, seguido por B100, B20 e diesel, o qual é menos biodegradável. Do ponto de vista da biodegradação, o biodiesel pode ser mais facilmente biorremediado do que o diesel.(AU)

Performance of an agricultural engine using mineral diesel and ethanol fuels

ABSTRACT: The global demand for alternatives for mineral diesel oil is growing due to the need for satisfying sustainability and environmental requirements, forcing industries and research institutions to develop new alternative fuels. The objective of this study was to evaluate the performance parameters of an agricultural engine using two different fuels: mineral diesel oil and ethanol. The experiment was conducted on a dynamometric stand using two engines for agricultural use but with a modified fuel injection system, suitable for both diesel and ethanol, in the speed range 1200-2300rpm. The performance of the engines was analyzed considering the power take-off from the tractors for each fuel, as established in the standard NBR ISO 1585. The data obtained showed that at the working speed that provides 540rpm at the power take-off, the engine performance changed when powered by ethanol, with a reduction in the maximum power and increased specific fuel consumption.

RESUMO: A demanda mundial por combustíveis alternativos ao óleo Diesel mineral vem crescendo, tanto pela sustentabilidade, quanto por exigências ambientais. Isso faz com que as indústrias e as instituições de pesquisa desenvolvam novas alternativas para o uso destes combustíveis. Nesse contexto, objetivou-se avaliar os parâmetros de desempenho de um motor agrícola, com dois diferentes combustíveis, Diesel mineral e etanol. O experimento foi realizado em bancada dinamométrica, utilizando dois motores de uso agrícola, porém, com alterações no sistema de injeção de combustível, Diesel e etanol, na faixa de rotação entre 1200 e 2300rpm. O desempenho dos motores foi analisado por meio da tomada de potência dos tratores para cada combustível, conforme estabelece a norma NBR ISO 1585. A partir dos dados obtidos, concluiu-se que, ao considerar a rotação de trabalho que fornece 540rpm na tomada de potência, houve alteração no desempenho do motor movido a etanol, com redução da potência máxima e aumento do consumo específico de combustível.

Performance of an agricultural engine using mineral diesel and ethanol fuels / Desempenho de um motor agrícola utilizando Diesel mineral e etanol

The global demand for alternatives for mineral diesel oil is growing due to the need for satisfying sustainability and environmental requirements, forcing industries and research institutions to develop new alternative fuels. The objective of this study was to evaluate the performance parameters of an agricultural engine using two different fuels: mineral diesel oil and ethanol. The experiment was conducted on a dynamometric stand using two engines for agricultural use but with a modified fuel injection system, suitable for both diesel and ethanol, in the speed range 1200-2300rpm. The performance of the engines was analyzed considering the power take-off from the tractors for each fuel, as established in the standard NBR ISO 1585. The data obtained showed that at the working speed that provides 540rpm at the power take-off, the engine performance changed when powered by ethanol, with a reduction in the maximum power and increased specific fuel consumption.

A demanda mundial por combustíveis alternativos ao óleo Diesel mineral vem crescendo, tanto pela sustentabilidade, quanto por exigências ambientais. Isso faz com que as indústrias e as instituições de pesquisa desenvolvam novas alternativas para o uso destes combustíveis. Nesse contexto, objetivou-se avaliar os parâmetros de desempenho de um motor agrícola, com dois diferentes combustíveis, Diesel mineral e etanol. O experimento foi realizado em bancada dinamométrica, utilizando dois motores de uso agrícola, porém, com alterações no sistema de injeção de combustível, Diesel e etanol, na faixa de rotação entre 1200 e 2300rpm. O desempenho dos motores foi analisado por meio da tomada de potência dos tratores para cada combustível, conforme estabelece a norma NBR ISO 1585. A partir dos dados obtidos, concluiu-se que, ao considerar a rotação de trabalho que fornece 540rpm na tomada de potência, houve alteração no desempenho do motor movido a etanol, com redução da potência máxima e aumento do consumo específico de combustível.

Performance of an agricultural engine using mineral diesel and ethanol fuels / Desempenho de um motor agrícola utilizando Diesel mineral e etanol

The global demand for alternatives for mineral diesel oil is growing due to the need for satisfying sustainability and environmental requirements, forcing industries and research institutions to develop new alternative fuels. The objective of this study was to evaluate the performance parameters of an agricultural engine using two different fuels: mineral diesel oil and ethanol. The experiment was conducted on a dynamometric stand using two engines for agricultural use but with a modified fuel injection system, suitable for both diesel and ethanol, in the speed range 1200-2300rpm. The performance of the engines was analyzed considering the power take-off from the tractors for each fuel, as established in the standard NBR ISO 1585. The data obtained showed that at the working speed that provides 540rpm at the power take-off, the engine performance changed when powered by ethanol, with a reduction in the maximum power and increased specific fuel consumption. (AU)

A demanda mundial por combustíveis alternativos ao óleo Diesel mineral vem crescendo, tanto pela sustentabilidade, quanto por exigências ambientais. Isso faz com que as indústrias e as instituições de pesquisa desenvolvam novas alternativas para o uso destes combustíveis. Nesse contexto, objetivou-se avaliar os parâmetros de desempenho de um motor agrícola, com dois diferentes combustíveis, Diesel mineral e etanol. O experimento foi realizado em bancada dinamométrica, utilizando dois motores de uso agrícola, porém, com alterações no sistema de injeção de combustível, Diesel e etanol, na faixa de rotação entre 1200 e 2300rpm. O desempenho dos motores foi analisado por meio da tomada de potência dos tratores para cada combustível, conforme estabelece a norma NBR ISO 1585. A partir dos dados obtidos, concluiu-se que, ao considerar a rotação de trabalho que fornece 540rpm na tomada de potência, houve alteração no desempenho do motor movido a etanol, com redução da potência máxima e aumento do consumo específico de combustível. (AU)

Comparison between biodegradable polymers from cassava starch and glycerol as additives to biogas production / Comparação entre glicerol e polímero biodegradável a base de mandioca como aditivos na biodigestão anaeróbia

In this study, we compared cassava starch-based biodegradable polymers (PBMs) and glycerol (G) as additives used to increase biogas production from the co-digestion of swine wastewater (ARS). We chose to work with an inoculum comprising 40% (v/v) of the total volume of the reactor; this inoculum was obtained from a Canadian model digester for treating swine waste. In the anaerobic digestion process, batch reactors were used on a laboratory scale with a total volume of approximately 4 L and a working volume of 3.2 L. Three treatments were conducted to compare the efficiency of solid removal, the chemical oxygen demand (COD), and the production of biogas. The first treatment contained only swine waste; the second included the addition of glycerol at 1, 3, and 5% (w/v); and the third treatment included the addition of 1, 3, and 5% (w/v) of PBM residue in relation to the swine wastewater. From the results, it can be concluded that higher yields were obtained for the treatment with 3% PBM and 1% glycerol. Most treatments showed high removal rates of total solids and total volatile solids. Reductions lower than 70% were obtained only for treatments with PBM and glycerol at a ratio of 5%.

O presente trabalho tem por finalidade comparar o potencial aditivo no aumento da produção de biogás de polímeros biodegradáveis a base de fécula de mandioca (PBM) e do glicerol, já comumente empregado com essa finalidade, ambos em co-digestão com água residuária de suinocultura. Utilizou-se como matéria-prima para produção de biogás, água residual de suinocultura, material plástico biodegradável produzido a partir de fécula de mandioca e glicerina bruta proveniente do processo de produção de biodiesel. Optou-se por trabalhar com 40% (v/v) de inóculo do volume total do reator. Para a condução do processo de digestão anaeróbia empregaram-se reatores com alimentação batelada de escala laboratorial de volume total de aproximadamente 4 litros e volume útil de 3,2 litros. Foram realizados 3 tratamentos visando comparar a eficiência da remoção de sólidos, demanda química de oxigênio e produção de biogás. O primeiro tratamento conteve apenas resíduo de suíno, o segundo a adição de glicerol em percentuais de 1, 3 e 5% (m/v) no mesmo resíduo e o terceiro a adição de 1, 3 e 5% (m/v) do polímero biodegradável a base de fécula de mandioca ao resíduo suíno. A partir dos resultados pode-se concluir que as maiores produções foram obtidas no tratamento de 3% de PBM e 1% de glicerol. A maioria dos tratamentos apresentou elevadas taxas de remoção de sólidos totais e sólidos totais voláteis. Apen

Bioethanol production from coconut husk fiber / A produção de bioetanol a partir de fibra de casca de coco

Population growth and the increasing search for healthy foods have led to a major consumption of coconut water and, hence, to an environmental impact caused by the inappropriate disposal of green coconut husks. This lignocellulosic biomass has deserved attention of researchers concerning the seeking of new usages, as, for example, in renewable fuels production technologies. This study examines the potential of green coconut husk fibers as a feedstock for the production of bioethanol. The coconut fibers were pretreated through an alkaline method, hydrolyzed enzymatically and submitted to ethanol fermentation with commercial yeasts of Saccharomyces cerevisiae. Despite the significant loss of cellulose (4.42% in relation to the fiber and 17.9% concerning the original cellulose content), the alkaline pretreatment promoted an efficient solubilization of lignin (80%), turning the coconut fibers into a feasible raw material for 2G ethanol production studies. Enzymatic hydrolysis converted 87% of the sugars and the ethanolic fermentation consumed 81% of the substrate in the hydrolyzate, leading to a sugar to ethanol convertion efficiency of 59.6%. These results points out that green coconut husks are a promising alternative to the production of renewable energy.(AU)

O crescimento populacional e a busca por alimentos saudáveis levam a um aumento do consumo da água de coco e, com isso, um impacto ambiental pela maior geração de resíduos, merecendo atenção de pesquisadores para o aproveitamento dessa biomassa, em que uma das tecnologias empregadas é a produção de combustíveis renováveis. Este trabalho avalia a fibra da casca de coco verde pré-tratada com álcali, hidrolisada com enzima e submetida à fermentação etanólica com a levedura comercial Saccharomyces cerevisiae. Apesar da significativa perda em celulose (4,42% em relação à biomassa e 17,9% em relação à celulose presente), o pré-tratamento alcalino apresentou alta solubilização de lignina (80%), tornando-se viável para estudos da produção de etanol 2G. A hidrólise enzimática converteu 87% dos açúcares e a fermentação etanólica consumiu 81% do substrato presente no hidrolisado, gerando uma eficiência na conversão de açúcares em etanol de 59,6%. Tais resultados indicam a casca de coco verde como uma alternativa promissora à produção de energia renovável.(AU)

Produção de biodiesel usando blend de óleo de abacate e de soja

A crescente preocupação com questões ambientais vem criando a busca por fontes alternativas de combustíveis que sejam renováveis e não agridam o meio-ambiente. Com este pensamento, a elaboração de biodiesel com misturas de óleos vegetais (blend) é um processo que apresenta todos os requisitos necessários para a fabricação de um biocombustível seguro e dentro dos parâmetros estabelecidos pela legislação. O objetivo deste trabalho foi estudar a fabricação de biodiesel de óleo de soja misturado com óleo de abacate. Elaboraram-se duas formulações de biodiesel com misturas de óleos vegetais: 50% de óleo de soja refinado e 50% de óleo de abacate refinado (F1) e 80% de óleo de soja refinado e 20% de óleo de abacate refinado (F2). Para comparação com o biodiesel derivado da mistura de óleos vegetais, foi efetuada a elaboração de biodiesel de óleo de soja (100%) (RI,R2 e R3). Os resultados das análises físico-químicas apresentaram-se dentro dos padrões especificados, com pequenas diferenças nas viscosidades analisadas. O biodiesel blend referente à formulação (F1) não apresentou separação de fases. A formulação (F2) apresentou um rendimento de 49,65%, próximo do biodiesel de soja, que foi de 53,79%, o que justifica sua elaboração, desde que o álcool anidro em excesso seja recuperado e a glicerina obtida purificada, reduzindo as perdas e os custos, viabilizando o processo de obtenção do biodiesel blend de soja e abacate.(AU)

The growing concern about environmental issues has created a search for alternative sources of fuel which are renewable and do not harm the environment. The elaboration of biodiesel with mixtures of vegetable oils (blend) is a process that possibly presents all the necessary requirements for the manufacture of a safe biofuel and within the parameters established by the legislation. The objective of this work was to study the of biodiesel production of soybean oil mixed with avocado oil. Two formulations of biodiesel were prepared with mixtures of vegetable oils: 50% refined soybean oil and 50% refined avocado oil (F1) and 80% refined soybean oil and 20% refined avocado oil (F2). In order to compare biodiesel derived from the blend of vegetable oils, soybean oil biodiesel was produced (100%) (R1, R2 and R3). The results of the physical chemical analyzes were within the specified standards, with small differences in the analyzed viscosities. The biodiesel blend (F1) did not show phase separation. The formulation (F2) presented a yield of 49.65%, close to soybean biodiesel, which was 53.79%, which justifies its elaboration, as long as the excess anhydrous alcohol is recovered and the obtained glycerin purified, reducing losses and the costs, enabling the process of obtaining of biodiesel blend of soy and avocado.(AU)

Desempenho de um motor de trator agrícola em bancada dinamométrica com biodiesel de óleo de frango e misturas binárias com óleo diesel

Brazil, the world third largest producer of biodiesel, and also the third largest producer of chicken, may increase the energy matrix, using oil derived from chicken, as an alternative to fossil fuels and reduce dependence on soybean oil for this purpose. The country can produce over 350 million liters of chicken oil per year. Considering the application of alternative fuels on diesel engines in agricultural machinery. The study aimed to evaluate the performance of a engine agricultural tractor with 53kW coupled by PTO in dynamometer bench operating with methyl biodiesel oil chicken and mix with diesel oil. Fuels B5 (reference), B20, B40, B60, B80 and B100 mixtures were used. The power, torque, torque reserve, fuel consumption, energy consumption and thermal efficiency of the engine were evaluated. The trial was conducted with a completely random design (CRD) in a factorial design with six treatment, which was held after the analysis of variance and adjusted means for the regression equations. Losses were observed in the generation of power and torque, increase in fuel consumption, reduction of energy consumption and improvement in engine thermal efficiency, according to the increasing proportion of biodiesel in the blend.

O Brasil, terceiro maior produtor de biodiesel do mundo e terceiro maior produtor mundial de frango, pode incrementar, na sua matriz energética, o uso de óleo oriundo de aves como alternativa aos combustíveis fósseis e à redução da dependência do óleo de soja para esse fim. O país dispõe de mais de 350 milhões de litros de óleo de frango por ano. Considerando a aplicação dos combustíveis alternativos para os motores a diesel, em máquinas agrícolas, o trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho do motor de um trator agrícola de 53kW acoplado pela TDP em bancada dinamométrica, operando com biodiesel metílico de óleo de frango e misturas com óleo diesel, sendo: B5 (testemunha), B20, B40, B60, B80 e B100. Avaliaram-se a potência, o torque, a reserva de torque, o consumo de combustível, o consumo de energia e a eficiência térmica do motor. O ensaio foi instalado com delineamento inteiramente casualizado (DIC) em esquema fatorial com seis tratamentos. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias ajustadas por equações de regressão. Foram observadas perdas na geração de potência e torque, aumento no consumo de combustível, redução do consumo energético e melhoria na eficiência térmica do motor, de acordo com o aumento da proporção de biodiesel na mistura.

Desempenho de um motor de trator agrícola em bancada dinamométrica com biodiesel de óleo de frango e misturas binárias com óleo diesel

Brazil, the world third largest producer of biodiesel, and also the third largest producer of chicken, may increase the energy matrix, using oil derived from chicken, as an alternative to fossil fuels and reduce dependence on soybean oil for this purpose. The country can produce over 350 million liters of chicken oil per year. Considering the application of alternative fuels on diesel engines in agricultural machinery. The study aimed to evaluate the performance of a engine agricultural tractor with 53kW coupled by PTO in dynamometer bench operating with methyl biodiesel oil chicken and mix with diesel oil. Fuels B5 (reference), B20, B40, B60, B80 and B100 mixtures were used. The power, torque, torque reserve, fuel consumption, energy consumption and thermal efficiency of the engine were evaluated. The trial was conducted with a completely random design (CRD) in a factorial design with six treatment, which was held after the analysis of variance and adjusted means for the regression equations. Losses were observed in the generation of power and torque, increase in fuel consumption, reduction of energy consumption and improvement in engine thermal efficiency, according to the increasing proportion of biodiesel in the blend.

O Brasil, terceiro maior produtor de biodiesel do mundo e terceiro maior produtor mundial de frango, pode incrementar, na sua matriz energética, o uso de óleo oriundo de aves como alternativa aos combustíveis fósseis e à redução da dependência do óleo de soja para esse fim. O país dispõe de mais de 350 milhões de litros de óleo de frango por ano. Considerando a aplicação dos combustíveis alternativos para os motores a diesel, em máquinas agrícolas, o trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho do motor de um trator agrícola de 53kW acoplado pela TDP em bancada dinamométrica, operando com biodiesel metílico de óleo de frango e misturas com óleo diesel, sendo: B5 (testemunha), B20, B40, B60, B80 e B100. Avaliaram-se a potência, o torque, a reserva de torque, o consumo de combustível, o consumo de energia e a eficiência térmica do motor. O ensaio foi instalado com delineamento inteiramente casualizado (DIC) em esquema fatorial com seis tratamentos. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias ajustadas por equações de regressão. Foram observadas perdas na geração de potência e torque, aumento no consumo de combustível, redução do consumo energético e melhoria na eficiência térmica do motor, de acordo com o aumento da proporção de biodiesel na mistura.

Performance of preheated crude soybean oildiesel blends as fuel in agricultural engines / Influência da colheita mecanizada na produção cafeeira

The mechanized harvest of coffee in the South of Minas Gerais has promoted a better product quality and loss reduction, increasing producers profit. However, studies on the effect of mechanization on productivity of the culture throught the years are needed since the mechanized harvest not will done can damage the plant. This work was aimed at evaluating the effect of mechanized harvest the coffee productivity comparing it with manual harvest. A completely randomized design with 8 treatments and 10 replications was adopted, in random parcels with 40 plants in average in the harvests of 2000 and 2004. The productivity of coffee was not influenced by mechanized harvest through the years, even when using the harvest one or twice on coffee plants field. The vibration connecting rods increase produced higher amount of harvested grains, however, the defoliation increased proportionally to the vibration whit two passes of harvester defoliation was greater than the manual harvester in all harvests evaluated periods.(AU)

A colheita mecanizada de café no sul de Minas Gerais tem promovido uma melhor qualidade do produto e redução de perdas, aumentando os lucros dos cafeicultores. Porém, a lavoura cafeeira ainda necessita de estudos sobre o efeito da mecanização na produtividade da cultura ao longo dos anos, uma vez que a colheita mecanizada malconduzida pode causar danos na planta. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da colheita mecanizada na produtividade da cultura cafeeira, ao longo dos anos, comparativamente com colheita no sistema manual. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com 8 tratamentos e 3 repetições, em parcelas aleatórias contendo em média 40 plantas nas safras de 2000 a 2004, realizando a colheita tanto de forma mecanizada quanto manual. A produtividade da lavoura cafeeira não foi influenciada pela colheita mecanizada ao longo dos anos, passando a colhedora uma ou duas vezes na lavoura. O aumento de vibração das hastes promoveu uma maior quantidade de grãos colhidos, porém a desfolha aumentou proporcionalmente ao aumento de vibração. Com duas passadas da colhedora, a desfolha foi maior que a colheita manual em todas as safras agrícolas estudadas.(AU)

Emissions of an agricultural engine using blends of diesel and hydrous ethanol / Emissões de motor agrícola utilizando misturas de óleo Diesel e etanol hidratado

The growing global demand of energy, the decrease of petroleum reserves and the current of environmental contamination problems, make it imperative to study renewable energy sources for use in internal combustion engines, in order to decrease the dependence on fossil fuels and reduce emissions of pollutant gases. This study aimed to evaluate the emissions of a diesel-cycle engine of an agricultural tractor that uses diesel S500 (B5) mixed with 3, 6, 9, 12 and 15% of hydrous ethanol. It determined emissions of CO2 (ppm), NOx (ppm), and opacity (k value) of gases. A standard procedure was applied considering eight operating modes (M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, and M8) by breaking with an electric dynamometer in a laboratory. The experimental design was completely randomized, with 60 replicates and a 6 x 8 factorial design. Greater opacity and gas emissions were observed when the engine operated with 3% ethanol, while lower emissions occurred with 12 and 15%. With these fuels, the reduction of opacity, CO2, and NOx, in relation to diesel oil, was 24.49 and 26.53%, 4.96 and 5.15%, and 6.59 and 9.70%, respectively. In conclusion, the addition of 12 and 15% ethanol in diesel oil significantly reduces engine emissions.

A crescente demanda mundial por energia, a diminuição das reservas de petróleo e os atuais problemas de poluição ambiental, instigam o estudo de fontes renováveis de energia para utilização nos motores de combustão interna, visando à diminuição da dependência do combustível fóssil e redução das emissões de gases poluentes. Este trabalho teve por objetivo avaliar as emissões de um motor ciclo Diesel de um trator agrícola utilizando óleo Diesel S500 (B5) e, em mistura com 3, 6, 9, 12 e 15% de etanol hidratado. As variáveis avaliadas foram as emissões de CO2 (ppm), NOx (ppm) e a opacidade (valor k) dos gases. Para a avaliação utilizou-se procedimento normalizado, com aplicação de oito modos de operação (M1; M2; M3; M4; M5; M6; M7 e M8), por meio da frenagem com um dinamômetro elétrico, em laboratório. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com 60 repetições e no esquema fatorial 6x8. Os maiores valores de opacidade e emissões de CO2 e NOx foram alcançados com 3% de etanol, enquanto que os menores valores foram obtidos quando o motor utilizou 12 e 15%. Com estes combustíveis, a redução da opacidade, CO2 e NOx, em relação ao óleo diesel, foi de 24,49 e 26,53%; 4,96 e 5,15% e 6,59 e 9,70%, respectivamente. Conclui-se que, a adição de 12 e 15% de etanol no óleo diesel reduz significativamente as emissões do motor.

Comparison between biodegradable polymers from cassava starch and glycerol as additives to biogas production / Comparação entre glicerol e polímero biodegradável a base de mandioca como aditivos na biodigestão anaeróbia

In this study, we compared cassava starch-based biodegradable polymers (PBMs) and glycerol (G) as additives used to increase biogas production from the co-digestion of swine wastewater (ARS). We chose to work with an inoculum comprising 40% (v/v) of the total volume of the reactor; this inoculum was obtained from a Canadian model digester for treating swine waste. In the anaerobic digestion process, batch reactors were used on a laboratory scale with a total volume of approximately 4 L and a working volume of 3.2 L. Three treatments were conducted to compare the efficiency of solid removal, the chemical oxygen demand (COD), and the production of biogas. The first treatment contained only swine waste; the second included the addition of glycerol at 1, 3, and 5% (w/v); and the third treatment included the addition of 1, 3, and 5% (w/v) of PBM residue in relation to the swine wastewater. From the results, it can be concluded that higher yields were obtained for the treatment with 3% PBM and 1% glycerol. Most treatments showed high removal rates of total solids and total volatile solids. Reductions lower than 70% were obtained only for treatments with PBM and glycerol at a ratio of 5%.

O presente trabalho tem por finalidade comparar o potencial aditivo no aumento da produção de biogás de polímeros biodegradáveis a base de fécula de mandioca (PBM) e do glicerol, já comumente empregado com essa finalidade, ambos em co-digestão com água residuária de suinocultura. Utilizou-se como matéria-prima para produção de biogás, água residual de suinocultura, material plástico biodegradável produzido a partir de fécula de mandioca e glicerina bruta proveniente do processo de produção de biodiesel. Optou-se por trabalhar com 40% (v/v) de inóculo do volume total do reator. Para a condução do processo de digestão anaeróbia empregaram-se reatores com alimentação batelada de escala laboratorial de volume total de aproximadamente 4 litros e volume útil de 3,2 litros. Foram realizados 3 tratamentos visando comparar a eficiência da remoção de sólidos, demanda química de oxigênio e produção de biogás. O primeiro tratamento conteve apenas resíduo de suíno, o segundo a adição de glicerol em percentuais de 1, 3 e 5% (m/v) no mesmo resíduo e o terceiro a adição de 1, 3 e 5% (m/v) do polímero biodegradável a base de fécula de mandioca ao resíduo suíno. A partir dos resultados pode-se concluir que as maiores produções foram obtidas no tratamento de 3% de PBM e 1% de glicerol. A maioria dos tratamentos apresentou elevadas taxas de remoção de sólidos totais e sólidos totais voláteis. Apen