O processo de microfiltração tangencial com membranas tubulares inorgânicas e tubos microporosos, respectivamente de origem importada e nacional, foi investigado tendo-se como objeto de separação as misturas macromoleculares preparadas com os agentes polissacarídeos gomas Xantana e Guar em suspensão aquosa. São evidenciados neste processo os efeitos de sinergia compreendidos nas misturas elaboradas puras e em diferentes proporções, na concentração final de 1000 ppm. A investigação experimental acompanha o comportamento reológico de cada mistura ao longo do processo e os resultados foram investigados a partir de propriedades físico-químicas relevantes como: concentração de carbono orgânico total (Total Organic Carbon - TOC) e análise de absorbância no espectômetro de infravermelho. Resultados de TOC indicaram que em apenas um meio filtrante tubular microporoso (C1T+), o desempenho do processo na retenção dos polissacarídeos foi acima de 90%, em relação ao processo com a membrana comercial importada cuja retenção de TOC foi da ordem de 80%. De acordo com as análises de absorbância, conclui-se que as membranas com tamanho do poro nominal de 0,2 \'mü\'m e 0,4 \'mü\'m tiveram uma retenção mais eficiente do que os tubos microporosos em estudo. A temperatura foi um parâmetro significativo, pois a retenção, na maioria dos casos, foi maior na temperatura de 25ºC, independente da pressão e da velocidade média. Na análise dos procedimentos envolvendo cada mistura, foi constatada a boa sinergia entre as gomas, sem modificação de estrutura (formação de gel) ou fenômenos de superfície que impedissem o processo de microfiltração. A vazão transmembrana das misturas ficou limitada entre os máximos valores para mistura pura de Xantana e mínimos para Guar. Todas as misturas apresentaram comportamento pseudoplástico, sem mudanças na reologia, reforçando a adequada sinergia quanto a este aspecto. / The present dissertation reports cross-flow microfiltration with national and imported inorganic tubular membranes and microporous tubes. The object of separation is the macromolecular mixtures prepared with polysaccharide agents Xanthan and Guar gum in aqueous solution. The process shows the synergism effects in pure and different mixture proportions, with 1000 ppm final concentration. The experiments established the rheologic behaviour of each mixture along the process and significant physical and chemical properties, such as Total Organic Carbon concentration (TOC) and absorbency analysis in infrared spectrometer were analyzed. TOC retention shows that only one microporous tubular filtering medium (C1T+) had better performance (retention 90%) than the imported commercial membrane (retention about 80%). Absorbency analysis show a better retention efficiency of membranes with pore size of 0,2 \'mü\'m and 0,4 \'mü\'m than microporous tube. The temperature was a significant parameter, as the better retention was obtained at 25ºC, independently of pressure and mean velocity. There is good synergism between Xanthan and Guar gums without structure modifications or surface phenomena that would impede the microfiltration process. The transmembrane flux of proportional mixtures has been limited between maximum values of pure Xanthan and minimum values of pure Guar mixtures. All mixtures have pseudoplastic behaviour, without changes in rheology, intensifying the good synergism.

A qualidade global da massa de pão congelada por um longo período é um desafio para indústria de panificação. O uso de diferentes técnicas pode ajudar a explicar os danos sofridos à massa de pão durante o congelamento e armazenamento congelado. A presença de água na forma de cristais de gelo foi vista como a principal causa de defeitos à estrutura da massa. Gomas guar e xantana foram incorporadas às massas para contornar os danos causados pelo congelamento. Das análises térmicas conduzidas em calorímetro de varredura diferencial foi possível quantificar a quantidade de gelo presente na massa. A adição de (0,125 a 0,250) g/100g de goma guar e de (0,214 e 0,250) g/100g de goma xantana diminuíram os valores de entalpia na massa ao longo do armazenamento congelado. A fração de gelo foi menor e mais estável nas massas contendo (0,125 e 0,250) g/100g de goma guar ou xantana. O valor da atividade de água diminuiu nas massas contendo goma guar e com níveis mais altos de goma xantana, após o ciclo de congelamento e descongelamento e 170 dias de armazenamento. Alterações na estrutura das massas foram medidas e visualizadas pela análise de textura e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Adição de goma xantana e principalmente de goma guar às massas aumentaram a resistência à extensão após 170 dias de armazenamento congelado. A extensibilidade não foi influenciada pela adição de gomas e manteve estabilidade nos períodos de armazenamento estudados. A MEV ajudou a explicar os danos causados à rede de glúten pelos cristais de gelo ao longo do armazenamento congelado. A massa sem gomas apareceu com pequenos danos na rede de glúten com 21 dias de armazenamento e estes danos aumentaram progressivamente por até 170 dias, mostrando um glúten menos contínuo, mais rompido e separado dos grânulos de amido. As massas contendo gomas minimizaram, mas não evitaram os danos causados ao longo do armazenamento congelado. / The global quality of the frozen bread dough for long periods of frozen storage is the challenge to bakery industry. The use of different techniques could help to explain the damages caused in the frozen dough during the freezing and along frozen storage time. The presence of water as ice crystals was the main cause of damage on the dough structure. In order to minimize the freezing damages, guar and xanthan gums were incorporated in the dough. From thermal analysis by DSC technique, the amount of ice present in the dough was determined. The addition of (0.125 to 0.250) g/100g guar gum and (0.214 and 0.250) g/100g xanthan gum presented lower values of fusion enthalpy. The addition of (0.125 and 0.250) g/100g of guar gum decreased or stabilized the frozen water content, suggesting minimal damage on the dough structure along frozen storage time. The water activity in the dough samples with guar gum and higher quantities of xanthan gum decreased after the freezing-thawed cycle and after a period of frozen storage of 170 days. The incorporation of xanthan gum and mainly the incorporation of guar gum increased the maximum resistance of the dough after 170 days. The extensibility was not affected by addition of gums along frozen storage time. The MEV technical helped to explain the damaged dough structure caused by ice crystals along frozen storage time. Dough samples without gums presented structure damage only after 21 days and increased after 170 days, resulting in less continuous gluten, more disrupted and separated from starch granules. The doughs with gums suffered less damage in the gluten matrix, but did not avoid the problems caused by frozen storage.

O conhecimento de propriedades termofísicas é importante na modelagem, na otimização e no projeto de equipamentos para processos como a fabricação de massa de pão congelada. Neste trabalho, as propriedades termofísicas condutividade térmica, difusividade térmica e calor específico foram determinadas experimentalmente ao longo do processo de congelamento da massa de pão, pois influenciam diretamente a cinética do processo que, por sua vez, determina a qualidade do pão produzido. Os resultados obtidos mostraram que algumas destas propriedades variaram em função do conteúdo inicial de água e principalmente devido à mudança da temperatura. O valor médio encontrado através da atividade de água das massas (aw = 0,950), para temperatura inicial de congelamento, pode explicar alguns desvios no ajuste dos dados experimentais a modelos disponíveis na literatura baseados na lei de Raoult, que são estritamente relacionados à fração de gelo formada. O uso combinado de goma guar e xantana reduziu a entalpia de fusão ao longo do tempo de armazenamento congelado (87,4 J.g-1 e 81,2 J.g-1 para a formulação sem gomas, não congelada e após 28 dias de armazenamento congelado; 84,4 J.g-1 e 76,9 J.g-1 para a formulação com 0,25% de goma guar e 0,25% de goma xantana na massa não congelada e após 28 dias de armazenamento congelado), indicando uma interação entre as gomas na capacidade de ligar água ao longo do tempo de congelamento. Porém, apesar do tempo de congelamento ter reduzido a entalpia de fusão, o processo de congelamento foi o principal fator na queda da taxa de fermentação e da produção de gás pelas leveduras independentemente do tempo de armazenamento congelado. / The knowledge of thermophysical properties is important to model and optimize equipment design for frozen food processes. In this work, the thermophysical bread dough properties, such as, thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat were experimentally determined during freezing process, due to their influence on the kinetics process, and therefore on bread quality. The results showed that some properties varied according to the initial water content and mainly due to temperature changes. The average value of initial freezing temperature found by water activity (aw = 0.950) explains the deviations between experimental data and available models in the literature based on Raoults law, which is related to the ice mass fraction. The combined use of guar and xanthan gums reduced the fusion enthalpy along frozen storage time (87.4 J.g-1 and 81.2 J.g-1 for formulation without gum, non-frozen and after 28 frozen storage days; 84.4 J.g-1 and 76.9 J.g-1 for formulation with 0.25 % of guar gum and 0.25 % of xanthan gum in non-frozen and after 28 frozen storage days). It indicated the interaction between gums and their ability to hold water along frozen storage. Despite frozen storage reduced the fusion enthalpy, the freezing process itself was the main factor in the decrease in proofing rate and gas production by yeast cells.

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:22:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_RodneyAlexandreFerreira_D.pdf: 5653563 bytes, checksum: 3722a3f854c6082410b047a12b90764c (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A microencapsulação em spray dryer tem sido amplamente empregada na indústria alimentícia, visando a proteção do recheio. Atualmente, a goma arábica e a maltodextrina são utilizadas como material de parede e a goma do cajueiro ainda não foi estudada para esta finalidade. Com isso, o objetivo deste trabalho, foi avaliar a retenção de voláteis, após a microencapsulação de extrato de café pela técnica de spray drying, utilizando-se maltodextrina, goma arábica e goma do cajueiro como agentes microencapsulantes. As microcápsulas obtidas foram caracterizadas por Karl Fischer, proteína, atividade de água e distribuição do tamanho de partículas. Além disso, foi avaliada a estabilidade física e química por microscopia eletrônica de varredura e Cromatografia Gasosa-Espectrometria de Massas (CG-EM). A extração assistida por microondas foi empregada para a extração do recheio, devido a sua simplicidade operacional, rapidez e por permitir a extração de várias amostras ao mesmo tempo. A identidade dos compostos contidos no recheio, foi sugerida por comparação dos espectros de massas com os da biblioteca NIST. O perfil cromatográfico obtido por CG-EM para as diferentes amostras de microcápsulas demonstrou uma similaridade na avaliação qualitativa. A análise sensorial foi realizada com 39 provadores, utilizando-se as microcápsulas em estudo, comparadas a um padrão de café instantâneo em pó, obtido em spray dryer. Foi observado que não houve diferença significativa entre as microcápsulas testadas e o padrão / Abstract: Microencapsulation using spray dryer has been widely used in food industry, seeking core protection. Nowadays, the gum arabic and maltodextrin have been used as wall material, but cashew gum was still not studied as a microcapsule for this purpose. This way, the objective of this work was studied the volatile retention of coffee extract during microencapsulation by a spray drying technique using maltodextrin, gum arabic and cashew gum as microencapsulating agents. The microcapsules obtained were characterizated by Karl Fischer, protein, water activity, particle size distribution. Besides, the physical and chemical stability were studied by scanning electron microscopy and Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS). Microwave assisted extraction was used for core extrraction, who allows operacional simplicity, rapid extraction and multiple extraction at same time. The identities of the compounds in the core were suggested by comparison of their mass spectra with those of the NIST¿s library spectra. The chromatographic profile of microcapsules samples obtained by GC-MS was similar in the qualitative evaluation. A sensory analysis was carried out with 39 consumers, comparing the studied microcapsules with instantaneous coffee powder standard obtained by spray drying. It was observed that there was not a significant difference between the microcapsules and the standard / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

V teoretické části práce by shrnuty chemické a fyzikální vlastnosti, chemická struktura a využití přírodního polysacharidu gum karaya. Hlavním cíle diplomové práce byla alkalická modifikace původní nerozpustné gum karayi na rozpustný produkt, který může být v budoucnu využit pro další aplikace například v medicíně. Nerozpustnost gum karayi je způsobena přítomností acetylových skupin a vícemocných iontů ve struktuře polysacharidu. Byly zkoumány optimální podmínky pro modifikační proces. Pro modifikaci byl použit hydroxid sodný, draselný nebo amonný a čas modifikace od 1 minuty po 24 hodin pro roztok originální gum karayi s koncentrací od 0,1 do 3 %. Pro určení chemického složení originálního a modifikovaných vzorků byla využita FTIR. Bylo prokázáno, že vzorky A2, B1 - 7, C1 - 8 a E1 - 2 byly zcela deacetylovány, protože pás pro acetylovou skupinu nebyl v FTIR spektrech pozorován. Odstranění acetylových skupin alkalickou modifikací bylo taktéž potvrzeno 13C CP MAS NMR. Pomocí XRD byl prokázán amorfní charakter originálního vzorku. Množství vlhkosti a teplotní stabilita vzorků byly zkoumána pomocí TGA. Bylo zjištěno, že termální stability originální gum karayi je vyšší než u modifikovaných vzorků. Termální stabilita modifikovaných vzorků byla ovlivněna reakčními parametry. Entalpické změny vzorků byly studovány pomocí DSC, nicméně nebyly pozorovány žádné významné rozdíly mezi modifikovanými vzorky a originální gum karayou. Prvkové složení bylo určeno pomocí ICP-OES a byla potvrzena přítomnost vápníku, draslíku a hořčíku ve struktuře polysacharidu. Molekulová hmotnost modifikovaných vzorků byla měřena pomocí GPC a byla stanovena na 8 milionů g·mol-1. Reologické měření roztoků gum karayi bylo provedeno pro určení lineární viskoelastické oblasti. Dále byl sledován efekt NaCl na viskozitu originálního vzorku. Viskozita klesala s vyšším množstvím NaCl. Pokles viskozity originálního vzorku je způsoben výměnou vápenatých iontů za sodné, což vede k uvolnění fyzikálně vázané struktury a tím k vyšší rozpustnosti vzorku ve vodě.

Neste trabalho estudamos a geometria do campo magnético e algumas propriedades da poeira interestelar em duas regiões do Meio Interestelar da Galáxia: a Nuvem Escura de Musca e uma parte da IRAS Vela Shell, na direção de HD62542. Empregamos a técnica da polarimetria de imagem CCD. Na primeira parte desta tese mostramos nosso aporte no aprimoramento do hardware e software do grupo de polarimetria do IAGUSP. Basicamente, um código de controle da gaveta polarimétrica do IAG foi desenvolvido e explicamos em detalhe um pacote (PCCDPACK) de redução semi-automática e análise de imagens polarimétricas para objetos pontuais criado especificamente para este fim. Na segunda parte desta tese aplicamos a técnica de polarimetria de imagem CCD para um estudo observacional em duas regiões selecionadas: a nuvem escura de musca (NEM) e a região IRAS Vela Shell (IVS) / nebulosa de Gum (NG) na direção de HD62542. Nosso interesse foi explorar a técnica polarimétrica desenvolvida para a redução e análise de campos estelares densos. O produto deste estudo foi a construção de dois catálogos polarimétricos, um para cada região, de ao redor de 2500 objetos para a NEM e quase 900 objetos para a região IVS/NG. Mostramos também como tais medidas podem ser utilizadas para mapear o campo magnético em regiões densas do meio interestelar, especificamente em nuvens escuras e frentes de ionização/shocks onde a presença de grãos de poeira é prevista. Informamos sobre a intensidade do campo magnético e das razões de energia cinética turbulenta a magnética é obtida do estudo das dispersões do ângulo de polarização dos vetores de polarização em cada uma das regiões. Paralelamente, um estudo de extinção utilizando a técnica de contagem automática de estrelas foi feito em cada uma das regiões e sua correlações com os dados polarimétricos são exploradas. Combinando as medidas polarimétricas com as de extinção, a eficiência da polarização é ) investigada assim como suas implicâncias na determinação do tipo de grãos presentes ao serem comparados com aqueles próprios do meio interestelar difuso. A análise da polarimetria na NEM mostra um limite inferior de polarização de aprox. 2% ao longo da estrutura filamentar da nuvem, com picos de polarização de 6-7% na região central. A geometria do campo magnético, como é inferida do mapa de polarização, é quase perpendicular ao filamento, sugerindo um colapso ao longo das linhas do campo. No entanto, uma análise em pequena escala angular mostra variações no ângulo de polarização de aprox. 30% ao redor do valor médio de 110º. O campo magnético estimado ao longo da nuvem se encontra dentro de uma faixa de 0.05 mgauss a o.30 mgauss. Um limite inferior para a massa da nuvem de 139 M SOL é encontrado e um grande numero de condensações foram detectadas na estrutura filamentar com uma escala típica de tamanho \'L\' aprox. 0.26pc. As correlações entre polarização e extinção sugerem que a poeira na NEM possui diferentes propriedades que as do meio interestelar difuso e que uma privilegiada visão geométrica do campo magnético pode estar presente ao longo da nuvem. O estudo da região IVS/NG permitiu estabelecer uma geometria do campo magnético que parece acompanhar, em algumas regiões, a borda da parede de emissão Halfa. No entanto, em outras regiões, parece evidente uma tendência perpendicular parede. O campo magnético estimado ao longo da frente de ionização está na faixa de 0.02 mgauss a 0.11 mgauss e a pressão magnética parece dominar a pressão turbulenta do gás em algumas regiões. Uma evidência de estruturas tipo clumpy foi detectada com limites inferiores típicos de (1-4) masas solares e uma escala de tamanho de L\' aprox. 0.47pc. A eficiência da polarização muda ao longo da frente de ionização e parece claro que em algumas regiões as propriedades da poeira diferem daquelas ) observadas no meio interestelar difuso. Um ótimo alinhamento é observado em algumas regiões o que sugere uma ótima visão geométrica do campo magnético com respeito à frente de ionização vista edge on. / We have used CCD imaging polarimetry to study the geometry of the magnetic field and some properties of the interstellar dust in two regions of the Interstellar Medium of the Galaxy: the Musca Dark Cloud and a section of the IRAS Vela Shell towards HD62542. We initially describe the instrument employed with the Musca cloud, the IAG polarimeter, for which we developed control software. A very similar instrument was used at CTIO for the Vela Shell. We have also developed an IRAF software package to reduce and analyze polarimetric images in crowded fields (PCCDPACK). We next apply the technique to study two selected regions: the Musca Dark Cloud (MDC) and a section of IRAS Vela Shell (IVS). The end product is the construction of two catalogues, of approximately 2500 objects for MDC and 900 objects for IVS. For MDC, the analyses of the polarimetric data show a polarization lower limit of ~2% along the filamentary structure of the cloud, with peaks of 6-7% in the central regions. The geometry of the magnetic field is approximately perpendicular to filament, suggesting collapse along the field lines. However, when looked in detail, we detect variations in the polarization angle of ~30deg respect to the mean value of 110deg. The estimated strength of the magnetic field is in a range of 0.05-0.30 mgauss. The star count technique yields a lower limit of the total mass of the cloud of 139 solar masses. A large number of condensations are found, with a typical length scale L ~ 0.26 pc. The observed correlation between polarization and extinction suggests that the dust in MDC have different properties with respect to the dust in the diffuse Interstellar Medium. It also appears that the magnetic field along the cloud is viewed favorably so as to produce the observed polarization. The study in the section of the IVS towards HD 62542 allows us to detect a magnetic field parallel to the ionization front in sections of the cloud. However, in others regions, a perpendicular geometry is also evident. The estimated magnetic field is in the range of 0.02-0.11 mgauss and the magnetic pressure may dominate the turbulent pressure of gas in some regions. Evidence of clumpy structure is found with typical masses (1-4) solar masses and a length scale L ~ 0.47 pc. The polarization efficiency changes along the ionization front. It is clear that the properties of the dust are different of the interstellar medium in some regions. An optimum alignment of the polarization vectors is seen in some regions and it may reflect a favorable viewing geometry of the magnetic field with respect of the ionization front seeing edge on.

Neste trabalho estudamos a geometria do campo magnético e algumas propriedades da poeira interestelar em duas regiões do Meio Interestelar da Galáxia: a Nuvem Escura de Musca e uma parte da IRAS Vela Shell, na direção de HD62542. Empregamos a técnica da polarimetria de imagem CCD. Na primeira parte desta tese mostramos nosso aporte no aprimoramento do hardware e software do grupo de polarimetria do IAGUSP. Basicamente, um código de controle da gaveta polarimétrica do IAG foi desenvolvido e explicamos em detalhe um pacote (PCCDPACK) de redução semi-automática e análise de imagens polarimétricas para objetos pontuais criado especificamente para este fim. Na segunda parte desta tese aplicamos a técnica de polarimetria de imagem CCD para um estudo observacional em duas regiões selecionadas: a nuvem escura de musca (NEM) e a região IRAS Vela Shell (IVS) / nebulosa de Gum (NG) na direção de HD62542. Nosso interesse foi explorar a técnica polarimétrica desenvolvida para a redução e análise de campos estelares densos. O produto deste estudo foi a construção de dois catálogos polarimétricos, um para cada região, de ao redor de 2500 objetos para a NEM e quase 900 objetos para a região IVS/NG. Mostramos também como tais medidas podem ser utilizadas para mapear o campo magnético em regiões densas do meio interestelar, especificamente em nuvens escuras e frentes de ionização/shocks onde a presença de grãos de poeira é prevista. Informamos sobre a intensidade do campo magnético e das razões de energia cinética turbulenta a magnética é obtida do estudo das dispersões do ângulo de polarização dos vetores de polarização em cada uma das regiões. Paralelamente, um estudo de extinção utilizando a técnica de contagem automática de estrelas foi feito em cada uma das regiões e sua correlações com os dados polarimétricos são exploradas. Combinando as medidas polarimétricas com as de extinção, a eficiência da polarização é ) investigada assim como suas implicâncias na determinação do tipo de grãos presentes ao serem comparados com aqueles próprios do meio interestelar difuso. A análise da polarimetria na NEM mostra um limite inferior de polarização de aprox. 2% ao longo da estrutura filamentar da nuvem, com picos de polarização de 6-7% na região central. A geometria do campo magnético, como é inferida do mapa de polarização, é quase perpendicular ao filamento, sugerindo um colapso ao longo das linhas do campo. No entanto, uma análise em pequena escala angular mostra variações no ângulo de polarização de aprox. 30% ao redor do valor médio de 110º. O campo magnético estimado ao longo da nuvem se encontra dentro de uma faixa de 0.05 mgauss a o.30 mgauss. Um limite inferior para a massa da nuvem de 139 M SOL é encontrado e um grande numero de condensações foram detectadas na estrutura filamentar com uma escala típica de tamanho \'L\' aprox. 0.26pc. As correlações entre polarização e extinção sugerem que a poeira na NEM possui diferentes propriedades que as do meio interestelar difuso e que uma privilegiada visão geométrica do campo magnético pode estar presente ao longo da nuvem. O estudo da região IVS/NG permitiu estabelecer uma geometria do campo magnético que parece acompanhar, em algumas regiões, a borda da parede de emissão Halfa. No entanto, em outras regiões, parece evidente uma tendência perpendicular parede. O campo magnético estimado ao longo da frente de ionização está na faixa de 0.02 mgauss a 0.11 mgauss e a pressão magnética parece dominar a pressão turbulenta do gás em algumas regiões. Uma evidência de estruturas tipo clumpy foi detectada com limites inferiores típicos de (1-4) masas solares e uma escala de tamanho de L\' aprox. 0.47pc. A eficiência da polarização muda ao longo da frente de ionização e parece claro que em algumas regiões as propriedades da poeira diferem daquelas ) observadas no meio interestelar difuso. Um ótimo alinhamento é observado em algumas regiões o que sugere uma ótima visão geométrica do campo magnético com respeito à frente de ionização vista edge on. / We have used CCD imaging polarimetry to study the geometry of the magnetic field and some properties of the interstellar dust in two regions of the Interstellar Medium of the Galaxy: the Musca Dark Cloud and a section of the IRAS Vela Shell towards HD62542. We initially describe the instrument employed with the Musca cloud, the IAG polarimeter, for which we developed control software. A very similar instrument was used at CTIO for the Vela Shell. We have also developed an IRAF software package to reduce and analyze polarimetric images in crowded fields (PCCDPACK). We next apply the technique to study two selected regions: the Musca Dark Cloud (MDC) and a section of IRAS Vela Shell (IVS). The end product is the construction of two catalogues, of approximately 2500 objects for MDC and 900 objects for IVS. For MDC, the analyses of the polarimetric data show a polarization lower limit of ~2% along the filamentary structure of the cloud, with peaks of 6-7% in the central regions. The geometry of the magnetic field is approximately perpendicular to filament, suggesting collapse along the field lines. However, when looked in detail, we detect variations in the polarization angle of ~30deg respect to the mean value of 110deg. The estimated strength of the magnetic field is in a range of 0.05-0.30 mgauss. The star count technique yields a lower limit of the total mass of the cloud of 139 solar masses. A large number of condensations are found, with a typical length scale L ~ 0.26 pc. The observed correlation between polarization and extinction suggests that the dust in MDC have different properties with respect to the dust in the diffuse Interstellar Medium. It also appears that the magnetic field along the cloud is viewed favorably so as to produce the observed polarization. The study in the section of the IVS towards HD 62542 allows us to detect a magnetic field parallel to the ionization front in sections of the cloud. However, in others regions, a perpendicular geometry is also evident. The estimated magnetic field is in the range of 0.02-0.11 mgauss and the magnetic pressure may dominate the turbulent pressure of gas in some regions. Evidence of clumpy structure is found with typical masses (1-4) solar masses and a length scale L ~ 0.47 pc. The polarization efficiency changes along the ionization front. It is clear that the properties of the dust are different of the interstellar medium in some regions. An optimum alignment of the polarization vectors is seen in some regions and it may reflect a favorable viewing geometry of the magnetic field with respect of the ionization front seeing edge on.

Orientador: Marcelo Cristianini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T00:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Porto_BrunaCastro_M.pdf: 1622072 bytes, checksum: 6514e53552e6ebb0dd11ed91b7443580 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A goma do cajueiro (GC) é um produto isolado do exsudado bruto do cajueiro e tem sido mencionada como uma possível alternativa a substituir a goma arábica na indústria de alimentos. A alta pressão dinâmica (APD) é apresentada como uma opção a modificação física dos polissacarídeos a fim de melhorar suas propriedades tecnológicas. Dessa forma, o trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da APD nas características tecnológicas da GC. O exsudado bruto foi purificado e a goma caracterizada quanto à composição centesimal, potencial zeta e reologia. Em seguida GC nativa (sem processamento-controle) e processada a APD foram investigadas quanto suas características tecnológicas (solubilidade e capacidade de absorção de água (CAA) nas temperaturas 30, 60 e 90ºC, capacidade de absorção de óleo (CAO), reologia e propriedades emulsificantes) comparando-as com os resultados obtidos para goma arábica (GA). A GC apresentou 10,5% de umidade, 0,8% de cinzas, 0,9% de proteínas, 0,01% de lipídios e 87,7% de carboidratos. O ponto isoelétrico encontrado foi de 3,2. A CAA para a GC controle foi no mínimo 50% maior que a da GA em todas as temperaturas avaliadas. Entretanto, apresentou CAO 35% menor, solubilidade 4% menor e consistência inferior. A APD aumentou a solubilidade da GC em 5% a 30°C, 4% a 60°C e 12% a 90°C, e reduziu a CAA em 66% a 30°C, 44% a 60°C e 25% a 90ºC. A APD também reduziu a CAO da GC em 63%. Quanto as características reológicas, o processamento da GC por APD a 30 MPa quando comparada com a GC controle resultou em diminuição do índice de consistência (k) em 69% e elevação do índice de fluxo (n) em 16%, aproximando o comportamento ao fluxo da goma ao de um fluido Newtoniano. O efeito da APD nas emulsões produzidas com GC promoveu redução de 14% no diâmetro médio volumétrico (D4,3) e 17% no diâmetro médio de área superficial (D3,2). O potencial zeta permaneceu constante quando a GC foi processada a 20 MPa, mas reduziu quando processada a 40 MPa. A reologia das emulsões permaneceu constante, já o processamento com APD melhorou a estabilidade da emulsão (menor índice de cremeação e maior turbidez). A turbidez das emulsões aumentou em 25%. Por fim, conclui-se que a GC apresenta boa capacidade de absorção de água, alta solubilidade em água (acima de 80%), baixa capacidade de absorção de óleo e baixa viscosidade aparente mesmo em soluções mais concentradas (20% m/v) quando comparada com a goma arábica. A APD é capaz de modificar as características tecnológicas da GC (solubilidade, CAA, CAO e reologia) e melhorar suas propriedades emulsificantes (menor tamanho médio de partículas, maior turbidez e redução no índice de cremeação) / Abstract: The cashew tree gum (CG) is a product isolated by exudate of cashew tree and has been mentioned as possible replacer to arabic gum in food industry. The dynamic high pressure (DHP) is presented as option to physical modification on polysaccharides to improve their technological properties. Thus, this work aimed to evaluate the effect of DHP on technological properties of CG. The exudate was purified and centesimal composition, zeta potential and rheology of the gum were determined. After that, native CG (without processing-control) and processed at DHP were evaluated in terms of its technological properties (solubility and water absorption capacity (WAC) at 30, 60 and 90ºC, oil absorption capacity (OAC), rheology and emulsifying properties) comparing it with the results obtained from arabic gum (AG). CG presented 10,5% of moisture, 0,8% of ash, 0,9% of proteins, 0,01% of fat and 87,7% of carbohydrates. The isoeletric point encountered was 3,2. The WAC for the control CG was at least 50% higher than AG in all temperatures evaluated. However, it presented lower values regarding to OAC (35%), solubility (4%) and consistency. The DHP increased the solubility of CG in 5% at 30ºC, 4% at 60ºC and 12% at 90ºC, decreased the WAC in 66% at 30ºC, 44% at 60ºC and 25% at 90ºC. The DHP decreased the OAC of CG in 63% as well. In terms of rheological characteristics, the processing of CG by DHP at 30 MPa when compared with control CG resulted in decrease of consistency index (k) with a increment of pressure in 69% and elevation of flow index (n) in 16%, making the behavior to the gum flow closer to the Newtonian fluid. The effect of DHP on CG emulsions resulted in a reduction of 14% on average volumetric diameter (D4,3) and 17% on average superficial area diameter (D3,2). The zeta potential remained constant when the GC was processed at 20 MPa, but decreased when processed at 40 MPa. The rheology of the emulsions remained constant, but the processing with APD improved emulsion stability (lower creaming index and higher turbidity). The turbidity of emulsions increased in 25%. Finally, CG presented good WAC, high solubility (up 80%), low OAC and low apparent viscosity even in more concentrated solutions (20% w/v) when compared with arabic gum. The DHP is capable to modify the technological properties of CG (solubility, WAC, OAC and rheology) and improve their emulsifying properties (lower average particle size and creaming index and higher cloudiness) / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestra em Tecnologia de Alimentos

The water sorption of the films of polyacrylic acid, guar gum, gellan gum and PAA-guar, PAA-gellan mixtures of different compositions, prepared at 25°C and 70°C, was studied. The chemical potentials of water Δμ1, polymer component Δμ2, the average Gibbs energy of interaction of polymers and mixtures with water Δgm, the average Gibbs mixing energy of PAA and guar, PAA and gellan Δgx have been determined. It is established that the increase in the preparation temperature significantly enhances the films’ sorption capacity in relation to water. It is determined that the Gibbs mixing energy of polyacrylic acid with guar and gellan are negative for all component ratios (Δgx <0). The second derivative of Gibbs energy for PAA-guar mixtures has different signs, and in a wide range of concentrations of the mixture it is negative. This indicates the absence of compatibility and the formation of two-phase colloidal systems in mixtures of guar with PAA. In contrast to this for PAA-guar mixtures the second derivative of Gibbs energy is positive for all component ratios. This indicates the polymer compatibilityю The increase in the preparation temperature of mixtures leads to an increase in the interaction of the components in the two-phase system, which may be related to the reduction in size of the associates of macromolecules of guar in aqueous solutions. / Изучена равновесная сорбция паров воды пленками полиакриловой кислоты ПАК, гуара геллана и смесями ПАК-гуар разного состава, приготовленными при 25 °C и 70 °C. Рассчитаны разности химических потенциалов воды Δμ1, полимерных компонентов Δμ2, средние удельные энергии Гиббса взаимодействия полимеров и смесей с водой Δgm и друг сдругом Δgx. Установлено, что повышение температуры приготовления пленок значительно увеличивает их сорбционную способность по отношению к воде. Обнаружено, что энергии Гиббса смешения гуара и геллана с полиакриловой кислотой отрицательны при всех соотношениях компонентов (Δgx < 0). Вторая производная энергии Гиббса по составу имеет разные знаки, и для системы гуар – ПАК в широкой области концентраций смеси она отрицательна. Это свидетельствует об отсутствии совместимости и образовании двухфазных коллоидных систем в смесях гуара с ПАК. В противоположность этому для системы ПАК-геллан величина положительна во всей области составов. Это свидетельствует о совместимости полимеров. При этом повышение температуры приготовления смесей приводит к усилению взаимодействия компонентов в двухфазной системе, что может быть связано с уменьшением размеров ассоциатов макромолекул гуара в водных растворах при повышении температуры.

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Bestimmung der Messunsicherheit bei der experimentellen Spannungsanalyse mittels Metallfoliendehnungsmessstreifen. Trotz langjähriger Verfügbarkeit von Dehnungsmessstreifen und den Kenntnissen über deren Wirkungsmechanismen, inklusive der damit verbundenen Abweichungen, existieren nur wenige Betrachtungen hinsichtlich der Messunsicherheit. Vor allem die große Anzahl möglicher Einflüsse und die daraus resultierenden systematischen Abweichungen, in Kombination mit einer fehlenden Möglichkeit zur Kalibrierung, stellen eine Herausforderung und meist einen hohen Aufwand dar. Diese komplexe Ausgangssituation wird anhand theoretischer und praktischer Untersuchungen analysiert und bewertet. Dabei wird das Ziel verfolgt, eine möglichst große Menge von Messaufgaben abzudecken, ohne zugleich eine übermäßig große Messunsicherheit hinnehmen zu müssen. Nach einer umfassenden Darstellung verschiedener Abweichungen werden zunächst die Einflüsse systematisiert. Darauf aufbauend werden Randbedingungen für häufig auftretende Messaufgaben abgeleitet und als Standardszenario zusammengefasst. Im anschließenden Abschnitt werden alle Einflüsse, die im Rahmen der Arbeit nicht empirisch untersucht werden können, mit Hilfe der Randbedingungen theoretisch betrachtet. Einen wesentlichen Anteil an der resultierenden Messunsicherheit besitzen dabei die Ermüdungserscheinungen und die Rückwirkung. Relevant, jedoch von untergeordneter Bedeutung, sind die Hysterese, das Kriechen und die Querempfindlichkeit. Im empirischen Teil wird ein modifizierter Versuchsstand zur Bestimmung des k-Faktors dargestellt, mit dem zeitgleich bis zu 36 Dehnungsmessstreifen untersucht werden können. Einen Schwerpunkt dabei bildet die Mechanik des verwendeten breiten Biegebalkens. Die Auswertung zeigt, dass die Richtungsabweichung der 72 untersuchten Dehnungsmessstreifen weniger als 1° beträgt. Die Messunsicherheit bezüglich des Nullpunktes bei der Dehnungsmessung resultiert vor allem aus der temperaturbedingten Scheindehnung. Deren Korrektur mit dem Polynom laut Datenblatt ist aufgrund der Unsicherheit der thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Temperaturbereich von 0-30 °C von geringer Wirkung. Bei Langzeitmessungen ab etwa 30-50 Tagen ist trotz Abdeckung mit Polyurethan-Lack zudem die feuchtigkeitsspezifische Nullpunktdrift von Bedeutung. Die Empfindlichkeit der Dehnungsmessung wird durch die losspezifische Streuung des k-Faktors dominiert und ist nicht zeitabhängig. Abschließend werden alle untersuchten Einflüsse zusammengefasst und verglichen. Dadurch wird offensichtlich, dass durch gezielte Einschränkung der zulässigen Lastwechselzahl und der mechanischen Eigenschaften des Messobjektes im Standardszenario die Messunsicherheit um 23 % reduzierbar ist. Zusätzlich wird die Anpassung der Randbedingungen an eine Langzeitmessung mit erweitertem Temperaturbereich demonstriert.:1 Einleitung 1.1 Motivation und Zielstellung 1.1.1 Motivation 1.1.2 Zielstellung und Abgrenzung der Arbeit 1.2 Verfahrensweise und Aufbau der Arbeit 2 Grundlagen 2.1 Abschätzung der Messunsicherheit 2.1.1 Systematik der Messabweichungen 2.1.2 Grundlagen der Messunsicherheit 2.1.3 Messunsicherheit nach GUM und GUM S1 2.1.4 Messaufgabenspezifische Messunsicherheit 2.2 Metallfolien-DMS 2.2.1 Messprinzip 2.2.2 Ursachen für Messabweichungen 2.2.3 Maßnahmen zur Reduzierung von Abweichungen 2.3 Statistische Methoden 2.3.1 Design of Experiments (DoE) 2.3.2 Statistische Methoden zur Versuchsauswertung 3 Entwurf eines Standardszenarios 3.1 Definition des Standardszenarios 3.2 Randbedingungen für das Standardszenario 3.2.1 Mensch 3.2.2 Messmittel 3.2.3 Versuchsdurchführung 3.2.4 Messobjekt 3.2.5 Umgebungsbedingungen 3.3 Ursachen und Effekte im Standardszenario 3.3.1 Applikation 3.3.2 Messmittel 3.3.3 Versuch 3.3.4 Umgebung 3.4 Angewandte Methoden zur Reduzierung von Abweichungen 3.4.1 Kompensationsverfahren 3.4.2 Korrektion von Abweichungen 4 Theoretische Betrachtung der Messunsicherheiten 4.1 Vorgehensweise bei der Abschätzung der Messunsicherheit 4.2 Messmittel 4.2.1 Messverstärker 4.2.2 Rauschen 4.3 Versuch 4.3.1 Querdehnungsempfindlichkeit 4.3.2 Ermüdungsverhalten 4.3.3 Hysterese 4.3.4 Kriechen 4.3.5 Rückwirkung 4.3.6 Linearität 4.4 Umgebungseinflüsse 4.4.1 Thermospannung 4.4.2 Thermische Drift 5 Empirische Untersuchung zur Messunsicherheit 5.1 Versuchsplanung 5.1.1 Versuchsbeschreibung 5.1.2 Versuchsmaterial und Personal 5.1.3 Versuchsplan 5.1.4 Versuchsablauf 5.2 Versuchsaufbau zur Bestimmung des k-Faktors 5.2.1 Theoretische Grundlagen zum Versuch 5.2.2 Probenmechanik des breiten Biegebalkens 5.2.3 Praktische Umsetzung der 4-Punkt-Biegung 5.3 Langzeitversuch 5.3.1 Versuchsaufbau und Datenerfassung 5.3.2 Umgebungsbedingungen 5.4 Auswertung der Versuche 5.4.1 Richtungsabweichung 5.4.2 Grundwiderstand 5.4.3 Nullpunkt 5.4.4 k-Faktor 6 Messunsicherheit für das Standardszenario und Zusammenfassung 6.1 Zusammenfassung des Standardszenarios 6.1.1 Messunsicherheit Standardszenario 6.1.2 Anpassung des Standardszenarios 6.2 Zusammenfassung und Ausblick 6.2.1 Zusammenfassung 6.2.2 Ausblick Literaturverzeichnis Anhang A Nichtlinearität der Wheatstoneschen Messbrücke B Tabellen zum Standardszenario C Herleitungen zur theoretischen Abschätzung D Bestimmung der Materialkennwerte E Daten der einzelnen Messstellen des Versuchs F Ergänzungen zum Versuch G Ergänzungen zur Auswertung des Versuchs / This thesis deals with the determination of the measurement uncertainty in experimental stressanalysis using metal foil strain gauges. Despite the availability of strain gauges for many years and the knowledge of their mechanisms of action, including the associated errors, only a few considerations exist with regard to the measurement uncertainty. Particulary the large number of possible influences and the resulting systematic errors, in combination with a lack of possibility for calibration, represent a challenge and usually a high expense. This complex initial situation is analysed and evaluated on the basis of theoretical and practical investigations. The aim is to cover as many measurement tasks as possible without having to accept an excessively high measurement uncertainty at the same time. After a comprehensive presentation of various errors, the influences are first systematized. Based on this, boundary conditions for frequently occurring measurement tasks are derived and summarized as a standard scenario. In the following section, all influences that cannot be investigated empirically within the scope of the work are considered theoretically with the help of the boundary conditions. The fatigue damage and the reinforcement effect have a significant share in the resulting measurement uncertainty. Relevant, but of secondary importance, are hysteresis, creep and transverse sensitivity. In the empirical part, a modified test rig for determining the k-factor is presented, with which up to 36 strain gauges can be measured simultaneously. One focus is on the mechanics of the wide bending beam used. The evaluation shows that the error due to misalignment of the 72 examined strain gauges is less than 1°. The measurement uncertainty with regard to the zero-point in the strain measurement results primarily from the thermal output of the strain gauge. Its correction with the polynomial according to the data sheet is of little effect due to the uncertainty of the thermal expansion coefficients in the temperature range of 0-30 °C. In the case of long-term measurements from about 30-50 days, the moisture-specific zero-point drift is also significant despite covering in polyurethane lacquer. The sensitivity of the strain measurement is dominated by the batch-specific scatter of the k-factor and is not time-dependent. Finally, all examined influences are summarised and compared. This illustrates that the measurement uncertainty can be reduced by 23 % in the standard scenario by specifically limiting the permissible number of load cycles and mechanical properties of the test object. In addition, the adaptation of the boundary conditions to a long-term measurement with extended temperature range is demonstrated.:1 Einleitung 1.1 Motivation und Zielstellung 1.1.1 Motivation 1.1.2 Zielstellung und Abgrenzung der Arbeit 1.2 Verfahrensweise und Aufbau der Arbeit 2 Grundlagen 2.1 Abschätzung der Messunsicherheit 2.1.1 Systematik der Messabweichungen 2.1.2 Grundlagen der Messunsicherheit 2.1.3 Messunsicherheit nach GUM und GUM S1 2.1.4 Messaufgabenspezifische Messunsicherheit 2.2 Metallfolien-DMS 2.2.1 Messprinzip 2.2.2 Ursachen für Messabweichungen 2.2.3 Maßnahmen zur Reduzierung von Abweichungen 2.3 Statistische Methoden 2.3.1 Design of Experiments (DoE) 2.3.2 Statistische Methoden zur Versuchsauswertung 3 Entwurf eines Standardszenarios 3.1 Definition des Standardszenarios 3.2 Randbedingungen für das Standardszenario 3.2.1 Mensch 3.2.2 Messmittel 3.2.3 Versuchsdurchführung 3.2.4 Messobjekt 3.2.5 Umgebungsbedingungen 3.3 Ursachen und Effekte im Standardszenario 3.3.1 Applikation 3.3.2 Messmittel 3.3.3 Versuch 3.3.4 Umgebung 3.4 Angewandte Methoden zur Reduzierung von Abweichungen 3.4.1 Kompensationsverfahren 3.4.2 Korrektion von Abweichungen 4 Theoretische Betrachtung der Messunsicherheiten 4.1 Vorgehensweise bei der Abschätzung der Messunsicherheit 4.2 Messmittel 4.2.1 Messverstärker 4.2.2 Rauschen 4.3 Versuch 4.3.1 Querdehnungsempfindlichkeit 4.3.2 Ermüdungsverhalten 4.3.3 Hysterese 4.3.4 Kriechen 4.3.5 Rückwirkung 4.3.6 Linearität 4.4 Umgebungseinflüsse 4.4.1 Thermospannung 4.4.2 Thermische Drift 5 Empirische Untersuchung zur Messunsicherheit 5.1 Versuchsplanung 5.1.1 Versuchsbeschreibung 5.1.2 Versuchsmaterial und Personal 5.1.3 Versuchsplan 5.1.4 Versuchsablauf 5.2 Versuchsaufbau zur Bestimmung des k-Faktors 5.2.1 Theoretische Grundlagen zum Versuch 5.2.2 Probenmechanik des breiten Biegebalkens 5.2.3 Praktische Umsetzung der 4-Punkt-Biegung 5.3 Langzeitversuch 5.3.1 Versuchsaufbau und Datenerfassung 5.3.2 Umgebungsbedingungen 5.4 Auswertung der Versuche 5.4.1 Richtungsabweichung 5.4.2 Grundwiderstand 5.4.3 Nullpunkt 5.4.4 k-Faktor 6 Messunsicherheit für das Standardszenario und Zusammenfassung 6.1 Zusammenfassung des Standardszenarios 6.1.1 Messunsicherheit Standardszenario 6.1.2 Anpassung des Standardszenarios 6.2 Zusammenfassung und Ausblick 6.2.1 Zusammenfassung 6.2.2 Ausblick Literaturverzeichnis Anhang A Nichtlinearität der Wheatstoneschen Messbrücke B Tabellen zum Standardszenario C Herleitungen zur theoretischen Abschätzung D Bestimmung der Materialkennwerte E Daten der einzelnen Messstellen des Versuchs F Ergänzungen zum Versuch G Ergänzungen zur Auswertung des Versuchs