Orientadores: Marcelo Cristianini, Pedro Esteves Duarte Augusto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T10:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_ThiagoSoares_M.pdf: 1645658 bytes, checksum: 5cef9e21cdc929b63d32c29376a6edbc (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O Brasil é o maior produtor mundial de laranja, sendo que a maior parte desta produção é destinada a fabricação do suco concentrado congelado (Frozen concentrated Orange Juice - FCOJ). Devido ao seu grande volume de exportação e sua alta consistência (viscosidade aparente), o conhecimento de suas propriedades reológicas se torna necessária para um melhor dimensionamento de equipamentos e processos. Na homogeneização a alta pressão (HAP), uma tecnologia de processamento não térmica, o produto é pressurizado e forçado a passar por um pequeno orifício aumentando drasticamente sua velocidade, fazendo a pressão diminuir para a atmosférica, causando forte cisalhamento e cavitação. Estes fenômenos causam alteração na estrutura de células e biopolímeros, impactando no tamanho das partículas e na maneira como se interagem, alterando assim, as características reológicas do produto. O presente trabalho se baseou na utilização desta tecnologia em FCOJ visando diminuição da sua consistência, e alteração de demais comportamentos reológicos, para gerar uma economia de energia em diversas operações unitárias como bombeamento, congelamento, transporte e estocagem. Reduções mesmo que pequenas na consistência possibilitam grande economia de energia devido aos grandes volumes de suco processado no Brasil. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da alta pressão de homogeneização (HAP) no comportamento reológico em estado estacionário (independente e dependente do tempo). Foram avaliados também, a energia de ativação de Arrhenius, comportamento reológico dinâmico (viscoelasticidade), distribuição de tamanho de partículas, microestrutura e cor do suco concentrado, bem como a estabilidade à sedimentação, turbidez e cor do produto reconstituído. Também foi verificada a influência do numero de ciclos de homogeneização nos comportamentos reológicos (estado estacionário) e tamanho de partícula do suco de laranja concentrado. A consistência do FCOJ foi reduzida com o aumento de pressão no processamento de HAP. Para processos a 150 MPa a viscosidade aparente reduziu para cerca de metade do valor original, a tixotropia e viscoelasticidade também tiveram suas magnitudes reduzidas. A energia de ativação de Arrhenius teve seu valor aumentado com a utilização de HAP, indicando que pequenas variações de temperatura acarretam em variações significativas nos valores de consistência. O tamanho de partículas foi reduzido, bem como no perfil de distribuição das mesmas. Houve um aumento na proporção total de partículas pequenas em relação às partículas maiores. Estas mudanças foram possíveis de perceber pela microestrutura observada com microscópio óptico. As cores dos produtos concentrado ou diluído não apresentaram alterações devido à pressão. A HAP não praticamente não reduziu a viscosidade do suco diludo (RTD). Nenhum dos parâmetros estudados apresentou mudanças devido ao tempo de estocagem. O comportamento da sedimentação de polpa também não sofreu alterações com a HAP. Os múltiplos ciclos de HAP a baixas pressões apresentaram ser uma alternativa ao ciclo único com pressão elevada / Abstract: Brazil is the world's largest orange producer, most of the production being intended for the manufacture of frozen concentrated orange juice (FCOJ). Due to the large export volume and high consistency (apparent viscosity) of FCOJ, knowledge of its rheological properties becomes necessary for a better design of the equipments and processes. In high-pressure homogenization (HAP), a non-thermal processing technology, the product is pressurized and forced through a small gap that dramatically increases its speed, followed by a sudden drop to atmospheric pressure, causing high shear stress and cavitation. These phenomena are able to change the structure of cells and biopolymers, impacting on the particle size and the way they interact, thus changing the rheological characteristics. In the present study this technology was used aiming at decreasing the consistency and other rheological properties. Even small reductions in viscosity can result in great energy savings in various unit operations, such as pumping, given the large volume of juice processed in Brazil. The objective of this work was to evaluate the influence of high pressure homogenization on the rheological steady-state behaviour (time independent and time dependent properties), Arhenius activation energy, dynamic rheological behaviour (viscoelasticity), particle size distribution, microstructure and colour of FCOJ, as well as the pulp sedimentation stability of the reconstituted product, the turbidity and colour were also evaluated. The influence of the number of HPH cycles, on rheological behaviour (steady-state) e on particle size distribution of FCOJ was also verified. HPH decreased the consistency of FCOJ as the pressure increased from 0 to 150MPa. At 150MPa the apparent viscosity was decreased to approximately half its original value. The thixotropy and viscoelasticity of the concentrated juice were also reduced during HPH, and the value of the Arhenius activation energy had its value increased, indicating that a minor change in temperature produces a significant change in consistency. The particle size was reduced, and the particle distribution changed, showing a higher ratio of small particles over larger ones. These changes could be observed from the microstructure. The FCOJ or diluted product showed no difference in colour, neither due to affect by the homogenization nor for the storage time. HPH slighty decreased the viscosity of the RTD-juice. None of the above mentioned parameters changed during the storage time. The pulp sedimentation behaviour was not affected by HPH. Multiple HPH cycles at lower pressures are an alternative to a single HPH at higher pressure / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestre em Tecnologia de Alimentos

O óleo de oliva apresenta elevado potencial de aplicação no desenvolvimento de produtos farmacêuticos e cosméticos. No campo farmacêutico, esse óleo tem sido utilizado para a preparação de nanossistemas de liberação de fármacos que apresentam baixa solubilidade em água. Tais nanossistemas, incluindo as nanoemulsões, podem ser obtidos empregando processos de alta (mecânico) e baixa energia (físico-químico). A proposta do presente estudo foi adquirir maior entendimento dos processos de preparação e da aplicação de nanoemulsão por homogeneização a alta pressão (HAP) e emulsificação empregando fase D (EFD), respectivamente métodos de alta e baixa energia. O conhecimento adquirido pela sistematização da pesquisa e das atividades executadas resultou em dois artigos de revisão e dois artigos de pesquisa. O primeiro artigo de revisão permitiu identificar tendo em vista o sucesso do desenvolvimento de nanoemulsão, a necessidade de conhecimento da interação entre o fármaco e os componentes da nanoemulsão; do impacto do processo de preparação nos componentes e na estabilidade da nanoemulsão; e da influência da formulação na liberação e na absorção do fármaco por diferentes rotas de administração. Além disso, apresentamos as diferentes nanoemulsões, considerando o tipo de tensoativo utilizado para sua preparação e seu respectivo uso. O segundo artigo de revisão evidenciou a adequada seleção de processo como o fator essencial para assegurar a obtenção de nanoemulsão com propriedades pré-determinadas, oferecendo aos pesquisadores alternativa realista para sua produção em escala industrial. Com referência aos artigos de pesquisa, o primeiro comprovou a possibilidade de obtenção de nanoemulsão contendo elevado teor de óleo vegetal (40% m/m) utilizando único tensoativo em 2 concentração de 2% m/m. Esse desempenho considerado como desafio nos processos convencionais de baixa energia, foi realizado com sucesso utilizando o processo EFD. O poliol foi confirmado como variável estatisticamente significativa para a redução do diâmetro hidrodinâmico médio (DHM) da nanoemulsão, influenciando de maneira sinérgica o comportamento do tensoativo durante a fase de transição nesse método. O estudo referente ao segundo artigo permitiu a identificação e o entendimento da relação entre as variáveis de composição e de processo e o DHM, no desenvolvimento de nanoemulsão contendo óleo de oliva, empregando os processos HAP e EFD. A abordagem estatística revelou os intervalos ótimos das variáveis de composição e de processo para a obtenção do DHM desejado, o atributo crítico de qualidade. Assim, foi adquirido maior entendimento dos respectivos processos. Adicionalmente, o conceito do espaço de design e a otimização por meio da função desejo permitu a obtenção de nanoemulsão de 275 nm com sucesso, empregando a mesma composição para ambos os processos: HAP e EFD. Os conhecimentos adquiridos nesses estudos poderão direcionar o desenvolvimento de nanoemulsão inovadora, com êxito. / Olive oil has an extensive applicability in the development of pharmaceuticals and cosmetics. In the pharmaceutical field, this oil has been used for the preparation of poorly water-soluble drug delivery nanosystems. Such nanosystems, including nanoemulsions, can be obtained by employing high (mechanical) and low energy (physicochemical) processes. The aim of the present study was to acquire the deep understanding of the processes of preparation and applicability of nanoemulsion by high-pressure homogenization (HPH) and D-phase emulsification (DPE), respectively high- and low-energy methods. The knowledge acquired through the careful systematization of the research and the activities performed resulted in two review articles and two research articles. The first review article allowed to identify, targeting development of a high efficacy nanoemulsion, the need to understand the interaction between the drug and nanoemulsion components; the impact of the preparation process on the components and the nanoemulsion stability; and the influence of the formulation on the release and uptake of the drug by different administration routes. In addition, we described the development of different nanoemulsions, according to the selected surfactant for their preparations, and their respective application. The second review article evidenced the appropriate process selection as the key factor to ensure obtaining nanoemulsions with desired properties, offering to researchers, a realistic industrial scale alternatives for the development of nanoemulsions. Regarding the research articles, the first one confirmed the possibility of obtaining nanoemulsions containing high vegetable oil content (40% w/w) using a single surfactant at a concentration of 2% w/w. This challenge, considered as a challenge in conventional low energy processes, was successfully accomplished using the DPE process. The polyol was confirmed to be a statistical significate variable for the reduction of the nanoemulsion mean particle size (MPD), by synergistically influencing the behavior of the surfactant during the transition phase in this method. The second research article allowed identifying and understanding the relationship between composition and process variables and MPS in the development of olive oil nanoemulsion, using HPH and DPE processes. The statistical approach allowed the identification of optimal ranges of composition and process variables for obtaining the desired MPS, which is the critical quality attribute. Therefore, a better understanding of the respective processes was acquired. In addition, the design space concept and the optimization by means of the desire function allowed obtaining a 275 nm nanoemulsion with success, using the same compositions for both HPH and the DPE processes. The knowledge acquired in these studies will successfully allow directions for the future development of innovative nanoemulsion.

O efeito ansiolítico dos benzodiazepínicos (BZDs) é reduzido depois da primeira exposição ao labirinto em cruz elevado (LCE). Várias hipóteses tem sido formuladas para explicar este fenômeno chamado one-trial tolerance (OTT), entretanto, nenhuma delas é conclusiva. No presente estudo, examinamos este fenômeno através da análise etofarmacológica de ratos submetidos ao LCE em duas sessões (T1 e T2), e do conteúdo de monoaminas presentes no córtex pré-frontal, amígdala, hipocampo e núcleo accumbens através da técnica de Cromatografia Líquida de Alta Pressão. Ratos machos Wistar foram tratados com salina ou midazolam (0,5 mg/Kg, i.p.) antes de T1 e T2 e imediatamente depois, seus encéfalos foram dissecados e as estruturas analisadas. Como controle à análise neuroquímica foram incluídos animais tratados com salina e não expostos ao LCE. A administração de midazolam antes de T1 promoveu efeito ansiolítico, aumentando a exploração dos braços abertos, porcentagem de entradas e tempo de permanência nos mesmos. Em T2 foi observado redução da exploração dos braços abertos em relação a T1. Esses resultados sugerem que há uma mudança no estado emocional do animal em T2, que é resistente a ação ansiolítica dos BZDs. Com relação aos resultados dos estudos neuroquímicos, foi observado redução dos conteúdos de serotonina (5- HT) e noradrenalina (NA) no córtex pré-frontal, na amígdala, no hipocampo e no núcleo accumbens depois de T1 e T2. Houve também, redução do conteúdo de dopamina (DA) na amígdala depois de ambas sessões. Não ocorreram mudanças nas taxas de renovação dessas monoaminas em nenhuma das estruturas analisadas. Através desses resultados, pode-se inferir que a estimulação aversiva do LCE causa alterações na neurotransmissão monoaminérgica da amígdala, como também das outras estruturas límbicas estudadas neste trabalho. Essas alterações neuroquímicas depois da primeira exposição ao LCE, devem representar alterações adaptativas na neurotransmissão do sistema límbico que podem estar associadas ao fenômeno da OTT. / Numerous reports have demonstrated that a single exposure to a variety of stressful experiences enhances fearful reactions when behavior is subsequently tested in current animal models of anxiety. Until now, no study has examined the neurochemical changes during the test and retest sessions of freely-behaving rats in the elevated plus-maze (EPM), one of the most traditional tests of anxiety. This work is a new approach looking at the changes in dopamine (DA), serotonin (5-HT) and noradrenaline (NA) levels in the prefrontal cortex, amygdala, hippocampus and nucleus accumbens during one-trial learning development. We used high pressure liquid chromatography to assess the concentrations of these neurotransmitters and their metabolites in animals injected with saline or midazolam upon single or double exposure to the EPM. For the biochemical analysis an extra control group treated with saline and not exposed to EPM was added. The data showed that stressful stimuli present in the maze were able to elicit one-trial learning to midazolam on re-exposure. Significant decreases in 5-HT and NA contents in the prefrontal cortex, amygdala, hippocampus and nucleus accumbens occurred in saline and midazolam injected animals submitted to the first and second trials. Significant decreases in DA content were also observed in the amygdala after both trials. There was no change in the turnover of these monoamines in any structure studied. It is suggested that aversive stimuli inherent to the EPM cause primary changes in the neurochemical mechanisms of the amygdala and also influence the activity of monoaminergic neurotransmission in the prefrontal cortex, hippocampus and nucleus accumbens. The observed reduction in monoaminergic transmission in limbic structures after the first stressful experience in the EPM seems to represent adaptive changes and may be associated to the phenomenon of ?one-trial tolerance?.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a family of integrated electronic ballasts applied to the public lighting system. The electronic ballasts are designed to supply High-Pressure Sodium lamps according to the desired lamp operation characteristics. The viability of use High-Pressure Sodium lamps in the public lighting system of Santa Maria city is studied along this work. Another topic addressed, is the acoustic resonance phenomenon occurrence. It is explained based on a large number of works previously presented in the literature, in order to choose for a reliable method to supply the lamp. The incremental impedance of the High-Pressure Sodium lamp is defined in the frequency domain. This model is used to analyze the lamp and ballast interaction. The presented integrated electronic ballasts to supply High-Pressure sodium lamps take the advantage of low cost and simplicity providing a stable lamp operation. / Este trabalho apresenta uma proposta de integração de conversores estáticos para alimentação de lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão (HPS), baseando-se, fundamentalmente, na viabilidade de aplicação deste tipo de lâmpadas a sistemas de iluminação pública. Ao longo do trabalho, é discutida a viabilidade de aplicação das lâmpadas HPS ao sistema de iluminação pública existente na cidade de Santa Maria- RS, evidenciando os parâmetros técnicos necessários ao projeto e desenvolvimento de reatores eletrônicos. A abordagem do fenômeno da ressonância acústica é feita de forma consistente, avaliando-se trabalhos previamente publicados, a fim de se chegar a um método confiável para se alimentar a lâmpada HPS sem a excitação deste fenômeno. Além disso, uma análise do modelo de pequenos sinais da lâmpada traz uma visão dos principais estágios a serem empregados no reator para garantir um funcionamento estável do sistema. A metodologia de integração proposta para alimentação de lâmpadas HPS, através de reatores eletrônicos, sem a excitação do fenômeno da ressonância acústica, busca a redução de custos e a simplicidade do sistema, sem deixar de considerar os procedimentos necessários a uma operação estável e confiável.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This thesis presents an electronic ballast prototype to supply high-pressure sodium lamps used in public lighting. The goal is to develop a commercial approach able to replace the still commonly used electromagnetic ballasts, performing improvements in the public lighting system. Along this thesis, the state of art in lighting area is presented, especially in public lighting. Following, a bibliographic review about electronic ballasts to supply highpressure sodium lamps is done. Special attention is given to the low frequency square waveform supplying method, which is used in this thesis. Also, the features desired in electronic ballasts so they can operate the lamp reliably and according to the standards are discussed. From this review, the proposed topology is defined and its design is presented. A discrete control method is developed to guarantee the safe operation of the ballast during all lamp stages. A microcontroller is used to perform the control routines. Finally, experimental results are obtained, validating the proposed work. / Este trabalho apresenta uma proposta de sistematização do projeto de um reator eletrônico para alimentação de lâmpadas de vapor de sódio em alta pressão, para aplicação em iluminação pública. Com isto, pretende-se criar um dispositivo que venha a substituir os reatores eletromagnéticos, ainda comumente utilizados nesta aplicação, de modo a proporcionar melhorias nos atuais sistemas de iluminação pública. Ao longo deste trabalho, é feita uma revisão do estado da arte na área de iluminação, dando ênfase à iluminação pública. Em seguida, é apresentada uma revisão bibliográfica acerca dos métodos de alimentação de lâmpadas de vapor de sódio a partir de reatores eletrônicos, destacando-se a alimentação deste tipo de lâmpada com forma de onda quadrada em baixa freqüência, método utilizado neste trabalho. Também são discutidas as características que um reator eletrônico deve possuir para enquadrar-se nas normas vigentes e alimentar a lâmpada de forma confiável. A partir desta revisão, a topologia proposta é definida e seu projeto é apresentado. Uma metodologia de controle discreto é desenvolvida de forma a garantir a operação adequada do reator durante todas as etapas de funcionamento da lâmpada. Um microcontrolador é utilizado para executar as rotinas de controle. Finalmente, resultados experimentais são obtidos, de forma a validar o trabalho proposto.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents and analyzes a new family of electronic ballasts to supply metal halide lamps applied to interior lighting systems. These lamps present the best light quality among the high intensity discharge lamps, and its compactness results a good choice for interior lighting systems application. The electrical characteristics of the high intensity discharge lamps are evaluated, and it is presented an alternative for supplying these lamps in a safe and reliable way. This alternative consists of using high frequency DC/DC converters in order to supply the lamp with a low frequency, symmetrical square waveform. A family of electronic ballasts is presented, which all the topologies are obtained from the differential connection of DC/DC converters. The analysis of these proposed and designed systems brings the main advantages and disadvantages of using each topology, related both to the components design and to the restrictions implied by each topology. / Esse trabalho apresenta e analisa uma nova família de reatores eletrônicos capazes de acionar lâmpadas de multivapor metálico com tubo de descarga cerâmico. Essas lâmpadas apresentam, dentre as lâmpadas de descarga em alta pressão, a melhor qualidade do fluxo luminoso, além de se tratar de lâmpadas compactas, caracterizando-as como uma ótima alternativa a ser aplicada em sistemas de iluminação de ambientes interiores. As características das lâmpadas de descarga em alta pressão, com relação ao acionamento e controle, são avaliadas, e uma alternativa é apresentada para se alimentar tais lâmpadas de forma segura e confiável, através da utilização de conversores CC/CC operando em alta freqüência para alimentar a lâmpada com uma tensão quadrada, simétrica e em baixa freqüência. Dessa forma, uma família de reatores eletrônicos é apresentada, sendo que todas as topologias são derivadas da técnica de conexão diferencial de conversores CC/CC bidirecionais. O estudo de todos os sistemas propostos e implementados tem por finalidade caracterizar as principais vantagens e desvantagens do emprego de cada topologia apresentada, com relação ao dimensionamento de componentes e limitações impostas por cada topologia.

O efeito ansiolítico dos benzodiazepínicos (BZDs) é reduzido depois da primeira exposição ao labirinto em cruz elevado (LCE). Várias hipóteses tem sido formuladas para explicar este fenômeno chamado one-trial tolerance (OTT), entretanto, nenhuma delas é conclusiva. No presente estudo, examinamos este fenômeno através da análise etofarmacológica de ratos submetidos ao LCE em duas sessões (T1 e T2), e do conteúdo de monoaminas presentes no córtex pré-frontal, amígdala, hipocampo e núcleo accumbens através da técnica de Cromatografia Líquida de Alta Pressão. Ratos machos Wistar foram tratados com salina ou midazolam (0,5 mg/Kg, i.p.) antes de T1 e T2 e imediatamente depois, seus encéfalos foram dissecados e as estruturas analisadas. Como controle à análise neuroquímica foram incluídos animais tratados com salina e não expostos ao LCE. A administração de midazolam antes de T1 promoveu efeito ansiolítico, aumentando a exploração dos braços abertos, porcentagem de entradas e tempo de permanência nos mesmos. Em T2 foi observado redução da exploração dos braços abertos em relação a T1. Esses resultados sugerem que há uma mudança no estado emocional do animal em T2, que é resistente a ação ansiolítica dos BZDs. Com relação aos resultados dos estudos neuroquímicos, foi observado redução dos conteúdos de serotonina (5- HT) e noradrenalina (NA) no córtex pré-frontal, na amígdala, no hipocampo e no núcleo accumbens depois de T1 e T2. Houve também, redução do conteúdo de dopamina (DA) na amígdala depois de ambas sessões. Não ocorreram mudanças nas taxas de renovação dessas monoaminas em nenhuma das estruturas analisadas. Através desses resultados, pode-se inferir que a estimulação aversiva do LCE causa alterações na neurotransmissão monoaminérgica da amígdala, como também das outras estruturas límbicas estudadas neste trabalho. Essas alterações neuroquímicas depois da primeira exposição ao LCE, devem representar alterações adaptativas na neurotransmissão do sistema límbico que podem estar associadas ao fenômeno da OTT. / Numerous reports have demonstrated that a single exposure to a variety of stressful experiences enhances fearful reactions when behavior is subsequently tested in current animal models of anxiety. Until now, no study has examined the neurochemical changes during the test and retest sessions of freely-behaving rats in the elevated plus-maze (EPM), one of the most traditional tests of anxiety. This work is a new approach looking at the changes in dopamine (DA), serotonin (5-HT) and noradrenaline (NA) levels in the prefrontal cortex, amygdala, hippocampus and nucleus accumbens during one-trial learning development. We used high pressure liquid chromatography to assess the concentrations of these neurotransmitters and their metabolites in animals injected with saline or midazolam upon single or double exposure to the EPM. For the biochemical analysis an extra control group treated with saline and not exposed to EPM was added. The data showed that stressful stimuli present in the maze were able to elicit one-trial learning to midazolam on re-exposure. Significant decreases in 5-HT and NA contents in the prefrontal cortex, amygdala, hippocampus and nucleus accumbens occurred in saline and midazolam injected animals submitted to the first and second trials. Significant decreases in DA content were also observed in the amygdala after both trials. There was no change in the turnover of these monoamines in any structure studied. It is suggested that aversive stimuli inherent to the EPM cause primary changes in the neurochemical mechanisms of the amygdala and also influence the activity of monoaminergic neurotransmission in the prefrontal cortex, hippocampus and nucleus accumbens. The observed reduction in monoaminergic transmission in limbic structures after the first stressful experience in the EPM seems to represent adaptive changes and may be associated to the phenomenon of ?one-trial tolerance?.

Orientadores: Narcizo Marques de Souza Neto, Flávio Cesar Guimarães Gandra / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-27T10:57:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Veiga_LarissaSayuriIshibe_D.pdf: 10330689 bytes, checksum: 72bdd1a8fad1f82f880bb2c86fcd6a9e (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo a investigação de diversos mecanismos físicos provenientes das estruturas eletrônicas, magnéticas e cristalinas de sistemas ternários de terras raras e metais de transição 3d-5d através do uso das técnicas de espectroscopia de absorção de raios X e difração de raios X sob altas pressões. Dentre os fenômenos físicos estudados em função da compressão da rede cristalina induzida pela aplicação da pressão estão o magnetismo proveniente dos orbitais 4f e 5d nos sistemas ternários RERh4B4 (com RE = Dy e Er), os efeitos do campo elétrico cristalino e as interações de troca magnéticas nas perovskitas duplas 3d-5d (AFeOsO6, com A = Ca e Sr) e o acoplamento spin-órbita nos metais de transição 5d. As propriedades eletrônicas e magnéticas dos orbitais 4f e 5d das terras raras nos compostos da família RERh4B4 (RE = Dy e Er) foram investigadas através de experimentos de XANES e XMCD sob altas pressões na borda L3 do Dy e Er . Os sinais magnéticos das contribuições quadrupolar (2p3/2-> 4f) e dipolar (2p3/2->5d) presentes nos espectros de XMCD, em ambos os compostos, diminuem progressivamente em função da pressão. Este comportamento foi explicado em termos das interações de troca magnéticas entre os íons de terras raras, que são enfraquecidas pelas alterações locais da estrutura atômica induzidas pela compressão da rede cristalina. Já no sistema de perovskitas duplas, foi demonstrado que a compressão da estrutura Sr2FeOsO6, com um arranjo cristalino ordenado dos íons de Fe (3d) e Os (5d), permite o controle contínuo e reversível da coercividade e magnetização de saturação. Este efeito foi explicado em termos do aumento do campo elétrico cristalino em função da pressão, que altera as interações de troca magnéticas Fe-O-Os e transforma o material com magnetização remanente e coercividade praticamente nulas a pressão ambiente em outro com uma coercividade robusta (~0.5 T) e magnetização de saturação expressiva a pressões acima de ~10 GPa. Por fim, a última parte desta tese de doutorado foi dedicada ao uso da seletividade química e orbital da técnica de XANES na investigação do acoplamento spin-órbita nos elementos Pt (Pt0, 5d9) e Hf (Hf0, 5d2) sob altas pressões. Ao contrário do observado para a Pt, o cálculo do branching ratio a partir dos espectros de absorção nas bordas L2,3 do Hf revelaram que o acoplamento spin-órbita aumenta monotonicamente em função da pressão aplicada. Esse comportamento foi relacionado às propriedades supercondutoras e estruturais presentes nesse elemento sob altas pressões / Abstract: The scientific goal of this work has been the investigation of several physical mechanisms derived from the electronic, magnetic and structural properties of ternary rare earth and transition metal systems by means of X-ray absorption spectroscopy and X-ray diffraction techniques in a diamond anvil cell. Among the physical properties studied as a function of lattice compression induced by applied pressure are the magnetism of the 4f and 5d orbitals in tetragonal rare earth rhodium borides RERh4B4 (with RE = Dy e Er), the crystal electric field effects and magnetic exchange interactions in 3d-5d double perovskite systems (A2FeOsO6, with A = Ca e Sr) and the spin-orbit coupling in 5d transition metals. The electronic and magnetic properties of the rare earth 4f and 5d orbitals in the RERh4B4 (RE = Dy e Er) systems were investigated through high pressure XANES and XMCD experiments at Dy and Er L3 edges. For both compounds, the magnetic signals of the quadrupole (2p3/2->4f) and dipole (2p3/2->5d) contributions to the XMCD spectra progressively decrease as a function of pressure. This behavior was explained in terms of the magnetic exchange interactions between the rare earth ions, which are weakened by changes in the local atomic structure induced by compression of the crystal lattice. In the double perovskite system, it has been shown that compression of Sr2FeOsO6 structure with an ordered crystalline arrangement of iron (3d) and osmium (5d) transition metal ions, allows for continuous and reversible control of magnetic coercivity and saturation magnetization. This effect was explained in terms of enhanced crystal electric fields under high pressure, which alter the Fe-O-Os magnetic exchange interactions and transform the material with an otherwise mute response to magnetic fields into one with a strong coercivity (~0.5 T) and substantial saturation magnetization at pressures above ~10 GPa. Finally, the last part of this thesis is dedicated to the use of chemical and orbital selectivity of XANES technique as a tool to investigate the spin-orbit coupling in Pt (Pt0, 5d9) and Hf (Hf0, 5d2) elements under high pressures. Unlike observed for Pt, the calculated branching ratio determined from the integrated intensities of the Hf L2,3 white lines shows that the spin-orbit coupling increases monotonically as a function of applied pressure. This behavior was related to the superconducting and structural properties displayed by this element at high pressures / Doutorado / Física / Doutora em Ciências

Orientador: Marcelo Cristianini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_ThalesLeandroCoutinhode_D.pdf: 2386676 bytes, checksum: bc4655fa6960e3332639a4ca75c75545 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A redução do cloreto de sódio nas formulações de alimentos processados representa um grande desafio para indústria moderna, tendo em vista a relação estabelecida entre o consumo elevado de sódio e a ocorrência da hipertensão arterial, principal fator de risco associado à ocorrência de distúrbios do cérebro e cardiovasculares. Em produtos cárneos, além de atuar sobre aspectos sensoriais e de textura, o sal desempenha papel chave sobre sua estabilidade microbiológica. Uma simples redução pode resultar em produtos instáveis durante sua vida de prateleira. Logo, para que estratégias de redução de sal sejam implementadas de maneira segura, faz-se necessário a aplicação de tecnologias ou agentes de preservação complementares. Tecnologias emergentes não-térmicas de inativação microbiana como o processamento à Alta Pressão (HPP - High Pressure Processing) surgem como opções factíveis para tal propósito, eliminando a dependência de conservantes químicos em face à redução de sal. A adição de agentes antimicrobianos naturais como barreiras adicionais à HPP (Tecnologia de Múltiplas Barreiras), visando potencializar os efeitos conservadores, têm sido apontada como uma promissora tendência na literatura moderna. Diante deste exposto, após determinação da formulação de trabalho com teor reduzido de sódio, a pesquisa objetivou ajustar as variáveis de processo "carga de pressão" e "tempo de residência" (utilizando baixas temperaturas de 25°C) para o processamento de embutido de peito peru fatiado embalado a vácuo (tipo "Blanquet"). Foram avaliadas respostas de inativação microbiana pós-processo (reduções logarítmicas) para populações inoculadas do patógeno Listeria monocytogenes e bactérias ácido láticas deterioradoras incluindo as espécies Leuconostoc mesenteroides e Lactobacillus sakei; também foram avaliados os atributos de qualidade incluindo cor, atividade de água, pH, sinerese, textura e oxidação lipídica. Em adição, visando à utilização de tecnologia de múltiplas barreiras para conservação, foi estudado o efeito da adição do componente bioativo carvacrol em concentrações de 200ppm, na formulação do produto. Empregando estratégia de simples redução, sem a adição sais substitutos, após avaliação de aspectos físico-químicos, sensoriais e microbiológicos, concluiu-se que níveis de 30% de redução de sal (cerca de 25% menos sódio) sobre o controle formulado com 20g/kg, são viáveis; entretanto, foi evidenciada redução da estabilidade microbiológica. Após avaliação de diferentes faixas de pressão e tempo de processo, seguindo os critérios exigidos de desempenho para inativação pós-processo de Listeria monocytogenes (4-5 reduções logarítmicas), um valor de 600MPa/180 segundos a 25°C se apresentou como um tratamento adequado para o produto com baixo teor de sódio estudado, promovendo reduções logarítmicas eficazes contra o patógeno-alvo estudado e a microbiota deteriorante. Alterações instrumentais (p<0.05) em alguns dos atributos de qualidade avaliados puderam ser destacadas principalmente sinerese, oxidação lipídica e textura; porém são necessários estudos mais amplos de análise sensorial. Adicionalmente, dados apresentados demonstraram que os consumidores não foram capazes de diferir o produto low-sodium processado por alta pressão isostática (600MPa/180sec/25°C) de um não pressurizado; de fato, apesar dos efeitos instrumentais significativos, estas alterações parecem não ser identificadas pelos consumidores. A adição de uma barreira natural complementar, o carvacrol, em níveis sensorialmente aceitáveis, foi capaz de potencializar os efeitos de inativação pós-processo (reduções logarítimicas) dos grupos microbianos alvo; efeitos benéficos combinados ao longo da estocagem refrigerada do produto também foram evidenciados por meio de reduzidas taxas de crescimento e fase lag aumentada, maximizando assim o potencial de conservação. A utilização combinada de HPP e carvacrol representou uma alternativa promissora contra fenômenos de injúrias sub-letais e recuperação celular. Sugere-se que a intensidade do processo HPP (em termos de carga de pressão, tempo de processo e temperatura) necessária para inativar microrganismos em níveis requeridos, possa ser reduzida na presença de barreiras antimicrobianas adicionais, garantindo a qualidade total do produto processado em condições mais amenas. Em adição, uma série de vantagens industriais podem ser destacadas tais como a redução de custos para a instalação de equipamento inicial e de manutenção (equipamentos operando em cargas mais baixas); e maximização da produção de processamento por ciclos efetivamente encurtados (ciclos de produtividade mais elevados por hora) / Abstract: The reduction of sodium chloride in processed food formulations represents a great challenge for modern industry, considering the relationship established between high sodium intake and the occurrence of arterial hypertension, the major risk factor associated with the occurrence of cardiovascular diseases and strokes. In meat products, in addition to acting on sensory quality and texture, salt plays a key role on the microbiological stability. A simple reduction can result in unstable products during their shelf-life. Therefore, for the success of salt reduction strategies implemented safely, it is necessary the application of complementary technologies or alternative preservatives. Non-thermal emerging technologies for microbial inactivation, such as High Pressure Processing (HPP), appear as feasible alternative for this purpose, eliminating the dependence of chemical preservatives considering the reduction of salt barrier. The addition of natural antimicrobial agents as additional hurdles (Multi Hurdle Technology) to the HPP, aiming to enhance the preservative effects, has been identified as a promising trend in modern literature. Given this exposed, after determination of low-sodium working formulation, this research aimed adjust the processing variables "pressure load" and "dwell time" (using low-processing temperatures of 25°C) for sliced vacuum-packaged ready-to-eat turkey breast. Post-processing microbial inactivation responses were evaluated (by logarithmic reductions) against inoculated populations of the target pathogen Listeria monocytogenes and spoilage lactic acid bacteria including Leuconostoc mesenteroides and Lactobacillus sakei; were also evaluated quality-attributes including color, water activity, pH, syneresis, texture and lipid oxidation. In addition, in order to use multiple barriers for preservation technology, was studied the effect of adding bioactive component, carvacrol at concentrations of 200ppm in the product formulation. Employing a simple reduction strategy, without adding salt substitutes, after evaluation of physicochemical aspects, sensory and microbiological, it was concluded that levels of 30% NaCl reduction (aproximatelly 25% less sodium) on the control made with 20g/kg, are viable; however, problems with microbiological stability were evidenced. After evaluation of different pressure ranges and processing time, following the performance criteria required for post-inactivation process Listeria monocytogenes (4-5 log reduction), a value of 600MPa/180 seconds at 25°C was presented with an adequate treatment for studied product with low sodium content, promoting effective logarithmic reductions against the studied target pathogen and spoilage LAB. Instrumental changes (p<0.05) in some of the evaluated quality attributes could be revealed mainly in syneresis, lipid oxidation and texture; however, a sensory confirmation needs to be established. Additionally, data presented showed that consumers have not been able to differ low-sodium products processed by HPP (600MPa/180sec/25°C) and unpressurised; in fact, despite significant instrumental effects, these changes seems to be not identified by consumers. The addition of natural barrier, such as carvacrol at acceptable sensory levels (200ppm), was able to potentiate the effects of post-process inactivation (logarithmic reductions) of the target microbial groups; combined benefit effects along the refrigerated product storage were also evidenced by reduced growth rates and increased lag phases, thus maximizing their potential for conservation. The combination of HPP and carvacrol represented a promising weapon against phenomena of sub-lethal injuries and cell recovery. It is suggested that the intensity of the HPP process (in terms of pressure load, process time and temperature) required to inactivate microorganisms in required levels, may be reduced in the presence of additional microbial barriers, ensuring the overall quality of the processed product under mild processing conditions. In addition, a number of industrial advantages can be highlighted such as reduced costs for the initial installation and maintenance equipment (low required pressure loads) and maximization of production by effectively processing cycles shortened (higher productivity cycles per hour) / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The study of the best utilization of high intensity discharge lamps deals with the great global concern with energy efficiency. Electronic ballasts are the current devices that can make the good use of high luminous efficacy and the long useful life of these lamps. This work aims to develop an electronic ballast to supply high intensity discharge lamps. In order to avoid the acoustic resonance phenomenon occurrence, the lamp is supplied with low frequency square waveform. Power control and voltage inversion stage in the lamp are developed by the biflyback inverter topology. The analysis and design of this topology were performed, as well as the development of resonant inversion methodology of the lamp voltage. It is proposed one study, qualitative and quantitative, of active converters to provide the power factor correction, and their integration with the biflyback inverter topology. Buck biflyback inverter topology is chosen to the implementation of practical experiments, in order to validate the present work. The converter modeling, considering the lamp dynamic, such as the stability analysis and theoretical control strategy of current and lamp power are presented. Experimental results show that the proposed electronic ballast has the follow characteristics: high power factor (0.97), low input current harmonic distortion, high efficiency (88%) and not visible occurrence of acoustic resonance phenomenon. / O estudo do melhor aproveitamento das características das lâmpadas de descarga em alta pressão vem ao encontro da grande preocupação mundial com a eficientização energética. Reatores eletrônicos são os dispositivos atuais que melhor aproveitam a alta eficácia luminosa e longa vida útil dessas lâmpadas. Este trabalho visa o desenvolvimento de um reator eletrônico para a alimentação de lâmpadas de descarga em alta pressão. De modo a não excitar a ocorrência do fenômeno de ressonância acústica, a alimentação da lâmpada é realizada através de forma de onda de corrente quadrada em baixa frequência. Os estágios de controle de potência e inversão da tensão na lâmpada são realizados pela topologia biflyback inversora. A análise e projeto desta topologia foram realizados, assim como o desenvolvimento de uma metodologia de inversão ressonante da tensão da lâmpada. É proposto um estudo, qualitativo e quantitativo, dos conversores ativos para correção do fator de potência, e a integração destes, com a topologia biflyback inversora. A topologia buck biflyback inversora foi escolhida para a realização de experimentos práticos para a validação do trabalho. A modelagem do conversor, considerando a dinâmica de uma lâmpada de descarga em alta pressão de sódio foi realizada. Assim como a análise da estabilidade e estratégias de controle da corrente e da potência na lâmpada. Os resultados experimentais comprovam que o reator eletrônico proposto apresenta as características desejadas de: alto fator de potência (0,97), atendimento da norma IEC61000-3-2 para o nível das harmônicas da corrente de entrada, elevado rendimento (88%) e não excitação visível do fenômeno de ressonância acústica.