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Published Article / The paper highlights the design, development and evaluation of a hybrid convective-far-infrared (FIR) dehydrator for the purpose of drying fruit. The methodology followed is based on an experimental and practical approach. The application of the dryer for this study is aimed at the production of apple chips as well as other types of fruit chips and the more common dried fruit. The fruit dryer proposed uses both infrared energy and convective heating to effectively and efficiently dehydrate apple slices to produce dried apple chips. The apple chips are produced in very short time frames and accomplished by using relatively low heater power. These types of apple chip snacks also contribute to the more healthy variety of snacks available on the market.

Drying of agricultural products using solar energy is a method for preservation that has been used for centuries all over the world. This method has been effective especially in tropical and subtropical climates, due to the great availability to solar energy. The village Edumafa in Ghana has great cultivation of pineapples but has no post harvest process. A post harvest process as drying of pineapples can increase cultivation and introduce a new product to be sold at the market. This thesis is investigating the possibility of drying pineapples in coastal Ghanaian climate including both experimental method and simulation. A well functioning solar dryer is constructed based on literature study, which after the dryer is studied in simulated environment. Modifications on the model based on the actual dryer are simulated focusing on the temperature and air velocity distribution. The experimental study results in drying pineapple slices corresponding to eight pineapples in two days. Simulation of the solar collector shows that increased temperature at the end of the solar collector can be achieved when decreasing inclination and decreasing the size of the energy storage layer. Simulation of the drying chamber results in improved distribution of temperature and air velocity inside the drying chamber, providing improved drying conditions with increased inlet size and added flow disturbance. Further studies based on this thesis would be a study of adjustable thickness of the energy storage, and transient simulation. Adjustable thickness of the energy storage and air duct on a experimental dryer could improve the drying in undesirable weather conditions, why a study of defining the optimal adjustment thicknesses for different weather conditions could be of interest. Transient simulation of the drying process accounting for the weather change could improve the drying, since the geometry changes could be made and the drying process studied directly in the simulation tool before building the actual dryer. Transient study of the drying process could even study the effect of different thicknesses of the pineapple slices during drying.

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ROCHA, Francisca de Oliveira. Secagem de polpa de manga (Mangifera indica, L.) cv. Palmer em spray-dryer: condições de secagem e estabilidade. 2017. 158 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Paulo Alencar (ppgcta@ufc.br) on 2017-07-03T18:51:36Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_forocha.pdf: 3160710 bytes, checksum: 13fe9efd905ce8c88fd5ee70f29e16af (MD5) / Approved for entry into archive by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-07-04T20:13:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_forocha.pdf: 3160710 bytes, checksum: 13fe9efd905ce8c88fd5ee70f29e16af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T20:13:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_forocha.pdf: 3160710 bytes, checksum: 13fe9efd905ce8c88fd5ee70f29e16af (MD5) Previous issue date: 2017 / The mango is a typically tropical fruit that has fallen in the taste of the Brazilian consumer. The Palmer variety is well accepted in the intern market because it has large, aromatic fruits and no fiber. The objective of this research was to obtain powder of mango pulp cv. Palmer through spray-dryer dehydration, as well as perform the study of drying conditions, quality parameters and product stability. For this, the pulp characterization was carried out, followed by the analysis of the influence of the maltodextrin concentration (%) and drying air temperature (°C) on the humidity (%), hygroscopicity, yield (%) and color (L *, a *, b *), through an experimental planning (DCCE). Physical, physical-chemical and morphological characterization were performed in the powder. The adsorption isotherms were determined at temperatures of 25, 35 and 45ºC. The stability of the powder was also evaluated for a period of 90 days under four storage conditions: laminated packaging with and without vacuum, and polyethylene with and without vacuum. The results revealed that the physico-chemical parameters of fresh pulp are in accordance with the legislation for fruit pulp except for acidity, the best drying conditions for mango pulp cv. Palmer and with addition of 30% dehydrated maltodextrin at a temperature of 150 °C. In the mango powder with 30% maltodextrin dehydrated at 150 ° C, there was an increase of ºBrix, of the total and reducing sugars, as well as a reduction in the content of ascorbic acid, carotenoids, moisture and water activity. The increased concentration of the adjuvant maltodextrin provided powders with lower wall friction angle, greater ease of flow, higher apparent densities, larger particles and more dispersed with each other. The GAB model was the one that better adjusted the experimental data of the isotherms of the mango powders with 10, 20 and 30% of maltodextrin at temperatures of 25, 35 and 45ºC. The stability study showed that vacuum-laminated packaging was more efficient against moisture gain, offering a greater barrier to water vapor and greater color retention. It was concluded that maltodextrin concentration influenced the physical, physical-chemical and morphological characteristics of mango powder, the spray-dryer dehydration process resulted in the loss of nutrients such as ascorbic acid and carotenoids, mango powder remained well during the 90 days of stability, with the laminated vacuum packaging being the most recommended for storage. / A manga é uma fruta tipicamente tropical que caiu no gosto do consumidor brasileiro. A variedade Palmer, é bem aceita no mercado interno, por apresentar frutos grandes, aromáticos e ausência de fibras. O objetivo desta pesquisa foi a obtenção do pó da polpa de manga cv. Palmer através da desidratação em spray-dryer, bem como realizar o estudo das condições de secagem, parâmetros de qualidade e estabilidade do produto. Para isso, realizou-se a caracterização da polpa, seguida da análise da influência da concentração de maltodextrina (%) e da temperatura do ar de secagem (ºC) sobre a umidade (%), higroscopicidade, rendimento (%) e cor (L*, a*, b*), através de um planejamento experimental (DCCE). No pó foi realizada caracterização física, físico-química e morfológica. Determinou-se as isotermas de adsorção nas temperaturas de 25, 35 e 45°C. Também avaliou-se a estabilidade do pó por um período de 90 dias, em quatro condições de armazenamento: embalagem laminada com e sem vácuo, e de polietileno com e sem vácuo. Os resultados revelaram que os parâmetros físico-químicos da polpa in natura estão de acordo com a legislação para polpa de frutas com exceção para acidez, as melhores condições de secagem para polpa de manga cv. Palmer e com adição de 30% de maltodextrina desidratado a uma temperatura de 150ºC. No pó de manga com 30% de maltodextrina desidratado a 150°C, verificou-se aumento do ºBrix, dos açúcares totais e redutores, bem como uma redução no conteúdo de ácido ascórbico, carotenoides, umidade e atividade de água. O aumento da concentração do adjuvante maltodextrina propiciou pós com menor ângulo de fricção da parede, maior facilidade de escoamento, maiores densidades aparentes, partículas maiores e mais dispersas entre si. O modelo de GAB foi o que melhor ajustou os dados experimentais das isotermas dos pós de manga com 10, 20 e 30% de maltodextrina nas temperaturas de 25, 35 e 45ºC. O estudo da estabilidade mostrou que a embalagem laminada a vácuo foi mais eficiente contra o ganho de umidade, ofertando maior barreira ao vapor de água e maior retenção da cor. Concluiu-se que concentração de maltodextrina influenciou nas características físicas, físico-químicas e morfológicas do pó de manga, o processo de desidratação em spray-dryer resultou na perda de nutrientes como ácido ascórbico e carotenoides, o pó de manga conservou-se bem durante os 90 dias da estabilidade, sendo a embalagem laminada a vácuo a mais recomendada para seu armazenamento.

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Orientadores: Mary Ann Foglio, João Ernesto de Carvalho, Rodney Alexandre Ferreira, Rodrigues / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-15T16:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Servat-Medina_Leila_M.pdf: 3025088 bytes, checksum: aa495f96cd7e554ebadfda7401c5b4bb (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As plantas medicinais têm sido fonte de agentes medicinais há milhares de anos para o tratamento de um amplo espectro de doenças. Entre as alternativas que podem ser utilizadas para preservar as características do material vegetal, destaca-se a encapsulação em micropartículas. Estudos prévios com espécie Pterodon pubescens Benth. (sucupira) avaliaram a eficácia (ação antiinflamatória e antinociceptiva) e a segurança (eventuais efeitos toxicológicos) dos extratos, frações ativas e compostos isolados de P. pubescens. No presente trabalho, avaliou-se o benefício do processo de microencapsulação por spray drying para preservação das características químicas, aliado a ações biológicas in vitro e in vivo dos extratos e compostos isolados. Extratos brutos produzidos com sementes provenientes de Minas Gerais (EBMG), Bahia (EBBA), Mato Grosso (EBMT) ou São Paulo (EBSP) apresentaram perfil químico distinto, demonstrando a variabilidade química da espécie de diferentes procedências. A partir dos extratos EBMG e EBSP foram isolados os vouacapanos C1 e C2, ambos com atividade antinociceptiva, sendo que a atividade de C1 esteve mais relacionada a componente de dor neurogênica. C1 e os extratos EBBA, EBSP e EBMT foram microencapsulados por spray drying e, juntamente com as amostras livres, armazenados em câmara climática com umidade e temperatura controladas para o estudo de estabilidade. Os resultados dos ensaios de atividade anticâncer in vitro em células tumorais humanas e atividade antinociceptiva em modelos com camundongos, demonstraram que a técnica de microencapsulação por spray drying preservou a ação, tanto do composto isolado quanto dos extratos demonstrando ser uma alternativa útil para prolongar o tempo de estocagem, principalmente do extrato bruto.As vantagens apresentadas pelo processo de microencapsulação dos produtos obtidos a partir de P. pubescens, motivam a continuidade dos estudos de padronização com esta espécie, para viabilizar um produto que atenda a parâmetros de reprodutibilidade, eficácia e segurança. / Abstract: Over the years natural products, especially plants, have demonstrated to play a dominant role for drug discovery to treat human diseases. Micro encapsulation is an important approach to preserve natural products characteristics. Previous studies with Pterodon pubescens Benth., (sucupira) evaluated the efficacy (anti-inflammatory and antinociceptive) and safety (possible toxicological effects) of the extracts, active fractions and compounds isolated from P. pubescens. In the present study we evaluated the benefit of the microencapsulation process by spray drying to preserve the chemical characteristic monitored by in vitro and in vivo biological activities. Crude extracts obtained from Minas Gerais (EBMG), Bahia (EBBA), Mato Grosso (EBMT) or São Paulo (EBSP) seeds showed different quimical profiles. Vouacapans C1 and C2, isolated to EBMG and EBSP crude extracts, demonstrated antinociceptive activity, C1 activity related to neurogenic pain. The crude extracts EBBA, EBSP, EBMT and compound C1 were microencapsulated by spray drying and, along with control samples, stored in a climatic chamber with controlled humidity and temperature for the accelerated stability studies. The test results of in vitro anticancer activity in human tumor cells and antinociceptive activity in mice models, showed that the microencapsulation technique by spray drying preserve both the isolated compound and extracts. This technique is a useful alternative to extend storage time, especially of the crude extract. The advantages presented by P. pubescens microencapsulated products prompt to continue studies with this species, for the production of a product that meets reproductively, efficacy and safety parameters. / Mestrado / Farmacologia, Anestesiologia e Terapeutica / Mestre em Odontologia

Os objetivos do estudo foram elaborar iogurtes com a cultura tradicional e a cultura probiótica de Bifidobacterium animalis subsp. lactis, desidratar os produtos em spray dryer utilizando maltodextrina como carreador e caracterizar os pós obtidos, bem como determinar a resistência dos probióticos ao processo de atomização. O presente estudo avaliou três temperaturas de entrada do ar de secagem (130, 150 e 170°C) em iogurtes com duas diferentes concentrações de maltodextrina (10 e 20%), totalizando 6 tratamentos: T1 (10%malto/130°C), T2 (20%malto/130°C), T3 (10%malto/150°C), T4 (20%malto/150°C), T5 (10%malto/170°C) e T6 (20%malto/170°C). A secagem do iogurte foi realizada em spray dryer piloto e a enumeração das células viáveis de Bifidobacterium animalis subsp. lactis foi realizada através de plaqueamento em profundidade. Os pós apresentaram baixos valores de umidade e elevada higroscopicidade. A atividade de água (Aw) dos pós variou de 0,09 a 0,19 e aumentou após 30 dias de armazenamento, comprovando o caráter higroscópico dos pós obtidos. Verificou-se que após a desidratação dos iogurtes, apesar deles apresentarem contagens inferiores que os produtos integrais, ainda apresentaram contagens acima de 106 UFC/g, ou seja, ainda estavam dentro do limite estabelecido pela legislação para um produto ser considerado probiótico. Os tratamentos que passaram por maiores temperaturas durante o processamento de secagem (T5 e T6) foram os que tiveram maiores perdas de micro-organismos probióticos, sugerindo que as altas temperaturas exerceram forte influência na viabilidade dos probióticos. O T1 obteve maiores contagens do micro-organismo analisado, com contagens acima de 106 UFC/g, com até 60 dias de armazenamento, indicando ser o melhor tratamento entre os estudados, em relação à obtenção de um iogurte caprino probiótico em pó com maior período de vida de prateleira. De maneira geral, conclui-se que o processo de atomização possibilitou a obtenção de iogurte de leite de cabra em pó estável do ponto de vista microbiológico. Além disso, obteve-se um produto que pode ser uma alternativa para incrementar o consumo de leite de cabra, bem como o de probióticos. / The aim of this study was to develop yogurts with the traditional culture and Bifidobacterium animalis subsp. lactis probiotic culture, dehydrate products in spray drying using maltodextrin as a carrier and characterize the powders, as well as determining the resistance of probiotics to atomization process. The present study evaluated three different inlet air temperatures of spray dryer (130, 150 and 170°C) in yoghurts with two different maltodextrin concentrations (10 and 20%), totaling six treatments: T1 (10%malto/130°C), T2 (20%malto/130°C), T3 (10%malto/150°C), T4 (20%malto/150°C), T5 (10%malto/170°C) e T6 (20%malto/170°C). The yogurt drying was performed in a pilot spray dryer and the viable cells of Bifidobacterium animalis subsp. lactis enumeration was performed by pour plate. The powders showed low levels of humidity and high hygroscopicity. The water activity (Aw) of the powders ranged from 0.09 to 0.19 and increased after 30 days of storage, showing the hygroscopic powders character. It was found that after yogurt dehydration, despite their counts were less than integral products, still had counts above 106 CFU/g, therefore were still within regulation limits for a product to be considered as probiotic. The treatments that have undergone higher temperatures during the drying process (T5 and T6) were those who had higher losses of probiotic microorganisms, suggesting that high temperatures had a strong influence on the viability of probiotics. The T1 (130°C/10%) obtained higher counts of the microorganism analyzed, with counts above 106 CFU/g, during 60 days of storage, indicating that is the best treatment among those studied in relation to obtaining a goat probiotic yoghurt powder with longer shelf life. In general, it is concluded that the atomization process allows the obtention of stable goat milk yogurt powder, in a microbiological point of view. Furthermore, it was obtained a product that can be an alternative for increasing the consumption of goat milk as well as probiotics.

A jabuticaba é uma fruta originalmente brasileira e que começa a ser explorada comercialmente para produção de polpa congelada, geleia, licor, dentre outros produtos. O processamento da jabuticaba gera uma grande quantidade de resíduos, oriundos da casca e da semente, que normalmente são descartados em aterros, contribuindo para poluição ambiental. Todavia, esses resíduos são ótimas fontes de ingredientes funcionais, tais como antocianinas (pigmentos roxos) e elagitaninos, ambos potentes antioxidantes. Assim, o objetivo deste estudo foi extrair o pigmento do resíduo do despolpamento da jabuticaba e caracteriza-lo; estudar o processo de secagem por atomização do pigmento;caracterizar os pós obtidos, bem como sua propriedade antioxidante e estabilidade durante o armazenamento. Para tanto, a jabuticaba foidespolpada, e do resíduo (cascas e sementes) foi obtido um extrato aquoso, o qual foi caracterizado quanto ao teor de sólidos solúveis, pH, umidade, cinzas, proteínas, lipídeos, fibras, açúcares e acidez, e, em seguida, foi desidratado em spray-dryer com os agentes carreadores maltodextrina DE10 e goma arábica. Os pós obtidos foram caracterizados quanto à umidade, higroscopicidade, cor instrumental, morfologia e tamanho das partículas, teor de antocianinas, estabilidade e propriedade antioxidante pelos métodos ORAC e DPPH, estabilidade durante estocagem e isotermas de sorção. O extrato aquoso obtido apresentou 10% de sólidos solúveis totais, pH 3,54, acidez de 0,71 g ácido cítrico/100g amostra e teor de antocianinas de 79,3 mg de antocianinas/100g de amostra. Os pós obtidos com maltodextrina em condições otimizadas apresentaram retenção média de antocianinas de 77%, umidade média de 4,0%, higroscopicidade média de 34,9 g de água absorvida/100 g de pó, rendimento médio do processo de 32,1% e em média 11,5 mg/g pó de antocianinas totais. Os valores médios para a atividade antioxidante variaram de 826,9 a 266,0 µmoles equivalentes de Trolox/g pelos métodos ORAC e DPPH, respectivamente. Já para os pós obtidos com goma arábica em condições otimizadas a retenção média de antocianinas foi de 86%, umidade média de 3,9%, higroscopicidade média de 56,1 g água absorvida/100g pó, rendimento médio do processo de 35,7% e em média 14,8 mg/g pó de antocianinas totais. Os valores médios para a atividade antioxidante variaram de 227,2 a 1152,7 µmoles equivalentes de Trolox/g de pó pelos métodos DPPH e ORAC, respectivamente. Os pós obtidos apresentaram valores altos para antocianinas, fenólicos totais e atividade antioxidante, mostrando o grande potencial do resíduo do despolpamento da jabuticaba para produção de um pigmento funcional. A presença do carreador foi efetiva para manter a estabilidade do pigmento durante a estocagem e quanto maior a sua concentração, maior a estabilidade do pigmento. / The jabuticaba is originally a Brazilian fruit and begins to be exploited commercially for the production of frozen pulp, jelly, liquor, among oth er products. The processing of jabuticaba generates a lot of waste, from the peel and seeds, which are usually discarded in landfills, contributing to environmental pollution. However, these residues are good sources of functional ingredients, such as anthocyanins (purple pigments) and elagitannins, both potent antioxidants. The objective of this study was to extract the pigment from the pulping of jabuticaba\'s waste and characterized it, to study the process of spray drying the pigment; characterize the po wders, as well as its antioxidant properties and storage stability. To this aim, jabuticaba was pulped, and the residue (peel and seeds) was obtained from an aqueous extract, which was characterized as the soluble solids, pH, moisture, ash, protein, lipid, fiber, sugars and acidity, and then was dried in a spray-dryer with agents carriers of 10 maltodextrin and gum arabic. The powders were characterized for moisture, hygroscopicity, instrumental color, morphology and particle size, anthocyanins, stability and antioxidant properties by ORAC and DPPH methods and stability during storage. The aqueous extract obtained showed 10% of total soluble solids, pH 3.54, acidity 0.71 g citric acid/100g sample and anthocyanin content of 79.3 mg anthocyanin/100g sample. The powders obtained under optimized conditions with maltodextrin showed retention of 77% anthocyanins, 4.0% of humidity, hygroscopicity of 34.9 g water absorbed/100g powder, yield of the process 32.1% and on average 11.5 mg/g of anthocyanins. The mean values for the antioxidant activity ranged from 826.9 µM Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder to 266.0 µM Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder for ORAC and DPPH methods, respectively. The gum arabic powders obtained under optimized conditions showed average retention of 86% anthocyanins, 3.9% average humidity, hygroscopicity average of 56.1 g water absorbed/100g powder, average yield of 35.7% of the process and an average of 14.8 mg/g powder anthocyanins. The mean values for the antioxidant activity ranged from 1152.7 µM Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder to 227.2 µM Trolox equivalents/g jabuticaba\'s powder for ORAC and DPPH methods, respectively. The powders obtained showed high concentration of anthocyanins, phenolic compounds and antioxidant activity, showing the great potential of the residue of jabuticaba\'s waste for production of a functional pigment. The presence of the carrier was effective for maintaining stability of the pigment during storage and the higher the concentration, the greater the stability of the pigment

Com o grande aumento da população mundial, maior demanda por alimentos e de áreas cultiváveis é necessário uma maior eficiência da agricultura. Dentro deste cenário, um material que libere nutrientes de forma lenta/controlada em níveis necessários para a nutrição da planta garantiria o desenvolvimento da cultura sem carecer de várias aplicações do fertilizante. O aumento da eficiência do fertilizante, a redução da toxicidade no solo pelo uso de biopolímero e a diminuição dos efeitos negativos associados à sobredosagem são algumas das vantagens de materiais de liberação lenta/controlada. O objetivo principal do presente estudo foi a preparação, caracterização e aplicação de estruturas biopolímericas na liberação lenta/controlada de fertilizantes (fertiliberadores) em solo. A motivação principal esteve no preparo de estruturas de quitosana aditada com nutrientes, utilizando a técnica de secagem por atomização (spray drying), e a avaliação da aplicação em solo. O acompanhamento in situ da liberação do nutriente foi feito pela técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR), que monitora a movimentação iônica em sistemas particulados, como é o caso do solo. As estruturas foram preparadas por spray drying, utilizando bico atomizador de duplo fluido ou 2-fluid nozzle (2FN) para o preparo de esferas tipo matricial e, triplo fluido ou 3-fluid nozzle (3FN) para obter cápsulas tipo reservatório (casca-núcleo). As condições e parâmetros de processo em função das características químicas e físicas dos materiais obtidos foram objetos de estudo. As partículas obtidas com sucesso apresentaram diâmetro médio entre 10 e 35 µm, apresentando um retardo na liberação de nutriente em relação ao fertilizante convencional, de 100% para 40 - 60% nas primeiras leituras de teor de potássio durante ensaio de liberação. É importante destacar que o uso da técnica da TDR no monitoramento in situ da liberação do nutriente é inovador na área de materiais aplicados à agricultura e forneceu informações de forma rápida e precisa sobre a eficiência do material no solo. Adicionalmente, foi estudada a relação do tipo de estrutura produzida (cápsula ou esfera) com o mecanismo de liberação em solo e em água. A estrutura casca- núcleo mostrou ser de grande interesse para produzir materiais de liberação controlada de fertilizante. / The large growth in world population and the greater necessity of food and cultivable areas demand an increase on agricultural efficiency. In this scenario, a material which releases nutrientat slowly/controlled levels for plant nutrition would ensure the development of the crop without the multiple fertilizer applications. Some of the advantages of slow/controlled release material are the increase of fertilizer efficiency use, reduce toxicity in soil by use of biopolymer and decrease the negative effects associated with over dosing.The main purpose was the preparation, characterization and application of biopolymers structures in slow/controlled release fertilizer (ferti releasers) in soil. The main motivation of this work was to obtain structures of chitosan and nutrients using the spray drying method. Also, the application and in situ soil monitoring of the nutrient release by time domain reflectometry technique (TDR) was considered. TDR measures the electromagnetic ion movement in particulate systems such as the soil. The structures were prepared by spray drying technique. It was used 2-fluid nozzle (2FN) to prepare sphere or sponge balls structures and 3-fluid nozzle (3FN) to obtain capsule or core-shell structures. Both types of structure were studied. The conditions and process parameters were also studied as a function of chemical and physical characteristics of the materials. The obtained particles had a mean diameter between 10 and 35 µm and it was observed a nutrient release delay in comparison with conventional fertilizer, from 100% to 40 - 60% in the first potassium measurements during the releasing assay. It is noteworthy the use of TDR technique to monitor the in situ nutrient release in the soil is innovative in the area of materials applied to agriculture and it provided information quickly and accurately about material efficiency in the soil, from short to long period. Additionally, it was studied the relationship of the produced structure (capsule or sphere) with the release mechanism in soil and water. The shell-core structure has shown to be of great interest for producing controlled release fertilizer materials.