Com a proposta de selecionar a melhor conformação de um forno para redução carbotérmica com micro-ondas, dois tipos de cavidades com formatos paralepipédico e hexagonal foram projetadas e construídas. Os dois com uma característica em comum, o pleno controle da potência fornecida e da medida da energia de micro-ondas efetivamente aplicada à carga em processo de redução podendo assim realizar balanços de energia e determinação de taxa de reação com altos níveis de confiança. Eles permitem, sobretudo, a medida simultânea de temperatura e de massa do material sob redução, e a fácil reprodutibilidade das condições de ensaio. Os fornos paralepipédico e hexagonal operam com geradores de micro-ondas de 2,45 GHz e potência ajustável até 6 kW. Durante os ensaios as amostras foram mantidas sob atmosfera de argônio. Nos testes operacionais dos fornos procedeu-se à redução carbotérmica de minério de ferro de Carajás, utilizando carvão mineral Chipanga como redutor através de pelotas auto redutoras. Obtiveram-se curvas cinéticas de redução de minério de ferro, temperatura e de consumo de energia durante o processo. Os dados colhidos com estes fornos permitiram realizar análises estatísticas da eficiência de cada tipo de forno através da taxa de reação obtida além da energia de micro-ondas efetivamente consumida na redução do minério. Ainda, foi construído um forno cilíndrico, portanto extrapolando o formato hexagonal, com potência de 15 kW, com o objetivo de averiguar como o conjunto pelotas/cavidade se comporta em condições mais drásticas. / This work deals with two different types of microwave cavities to be used in carbothermic reduction that were designed and built in order to select a better furnace conformation. Parallepipedic and hexagonal shapes were used for this purpose. Both of them share some common characteristics: full control of the power supplied to the furnace, and measurement of the effective microwave power applied to the load under reduction process. These characteristics help to achieve energy balance and reaction rate with high confidence levels. Simultaneous measurements of mass and temperature versus time are also easily done and helps reproduction of each test condition. The parallelepiped and hexagonal ovens are excited by 2.45 GHz microwave generators with adjustable power up to 6 kW. Argon gas atmosphere was used when processing the samples. Operational tests of the carbothermic reduction of iron ore from Carajás were done by the use of self-reducing pellets of Chipanga coal. Temperature and other data collected during the processes allowed calculation of their kinetic curves and energy consumption. The efficiency of each kind of furnace was obtained from statistical analysis of the data using reaction rate as well as the microwave energy consumption. Finally, going further from the hexagonal shape, a cylindrical furnace was built in order to verify the behavior of the pellets/cavity groups in heavier conditions with applied power up to 15 kW.

A água de coco, como comercializada atualmente, é esterilizada e adicionada de conservante químico ou antioxidante, o que ocasiona a redução de suas qualidades sensorial e nutricional. Para evitar esses efeitos indesejados tem se estudado o aquecimento da água de coco através da radiação por micro-ondas, o que possibilitaria uma bebida de melhor qualidade sensorial e sem adição de conservante ou com menor quantidade dessa substância. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a viabilidade da pasteurização da água de coco por micro-ondas, utilizando esporos de B. coagulans como indicador biológico do processo. Esporos de B. coagulans CCGB (LFB-FIOCRUZ) 1433 foram inoculados em amostras de água de coco, obtida diretamente de frutos verdes (Cocos nucífera L.) e previamente acidificada (ácido ascórbico e cítrico), seguida de pasteurização em micro-ondas com frequência de 2450 MHz. Os ensaios, provenientes de um Delineamento Central Composto Rotacional, com 4 variáveis (temperatura, quantidade e composição dos ácidos e potência do aparelho de micro-ondas) foram realizados aleatoriamente, com tempo de processo de até 20 minutos. Os testes foram conduzidos com 3 repetições do ponto central. Também foi realizado o processo em manta de aquecimento a fim de comparar os dois métodos. Os resultados da inativação foram expressos em log número de esporos/mL de água de coco. A temperatura é o fator preponderante para o processo de pasteurização da água de coco através da análise dos resultados obtidos pela DCCR. Também foi possível observar que, nas seguintes condições: a) potência de 120 W; b) 76 mg de ácidos adicionados à bebida e c) composição dos ácidos de 22% ascórbico e 78% cítrico, houve uma separação dos resultados em dois grupos. Um grupo à temperatura de 86 °C, em que, a redução da população de esporos foi menor (entre 0,5 log e 3,7 log número de esporos/mL de água de coco), e outro à temperatura de 92 °C, que apresentou maiores reduções logarítimicas do micro-organismo (entre 3,4 log e 7,0 log número de esporos/mL de água de coco). Realizado o teste ANOVA, ficou comprovado que o aumento predito foi significativo. Houve diferença estatisticamente significativa na comparação entre o aquecimento por micro-ondas e o convencional. Porém, essa diferença não foi considerada uma vez que microbiologicamente pode ser desprezada. Quanto ao tempo de processo, são necessários, em média, 10 a 15 minutos de retenção na temperatura desejada para atingir o maior nível de inativação de esporos nas condições do ponto central (89 °C, 125 W, 75 mg de ácidos adicionados à água de coco e a composição desses ácidos de 75% cítrico e 25% ascórbico). A pasteurização da água de coco por micro-ondas mostrou-se viável, mas outros estudos são necessários para otimizar o processamento. / Coconut water, as currently marketed, is sterilized and added with chemical preservative or antioxidant, which reduces its sensory and nutritional qualities. In order to avoid these undesired effects, the heating of coconut water through microwaves radiation has been studied, which would allow a drink of better sensorial quality and without addition of preservatives or with reduced amount of these substances. The objective of this study was to evaluate the viability of the pasteurization of coconut water by microwave, using spores of B. coagulans as biological indicator of the process. Spores of B. coagulans CCGB (LFB-FIOCRUZ) 1433 were inoculated in samples of coconut water, obtained directly from green fruits (Cocos nucífera L.) and previously acidified (ascorbic and citric acid), followed by pasteurisation using microwaves with frequency of 2450 MHz. The tests, from a Rotational Composite Central Design, with 4 variables (temperature, quantity and composition of the acids and power of the microwave apparatus) were carried out randomly, with a process time of up to 20 minutes. The tests were conducted with 3 replicates of the central point. The conventional heating process was also carried out in order to compare the two methods. Inactivation results were expressed as log of spores /mL of coconut water. Temperature is the preponderant factor for the process of pasteurization of coconut water through the analysis of the DCCR. It was also possible to observe that, under the following conditions: a) power of 120W; b) 76 mg of acids added to the beverage and c) composition of acids of 22% ascorbic and 78% citric acid, the results were separated into two groups: one group at a temperature of 86 °C, where the reduction of the spore population was lower (between 0,5 log and 3,7 log of spores/mL of coconut water), and another one at a temperature of 92 °C, which presented higher logarithmic reductions of the microorganism (between 3,4 log and 7,0 log of spores/mL of coconut water). Once the ANOVA test was performed, it was verified that the predicted increase was significant. There was a difference statistically significant between conventional and microwave heating. However, this difference was not taken into account because microbiologically it could be neglected. As for processing time, an average of 10 to 15 minutes of retention at the desired temperature is required to achieve the highest level of inactivation of spores at the center point conditions (89 °C, 125 W, 75 mg of acids added to the cocnut water and the composition of acids of 75% cítrico e 25% ascórbico). The pasteurisation of coconut water by microwave has proved to be feasible, but other studies are needed to optimize processing.

Introdução: O fisioterapeuta utiliza-se de vários equipamentos eletro-eletrônicos que emitem radiação eletromagnética para fins terapêuticos. Entre esses, o equipamento de diatermia por micro-ondas de alta frequência, sendo essa de 2,45 GHz. Nesse procedimento terapêutico, é possível ter perdas variáveis da energia irradiada por reflexão e por dispersão, desde o aplicador até a área a ser tratada. Assim, o profissional que opera o equipamento de diatermia por micro-ondas, é exposto a essa radiação diariamente durante anos. Adicionalmente a esse cenário ocupacional, observa-se que o fisioterapeuta, de modo geral, tem raras atitudes de proteção ocupacional durante essas aplicações, tornando o ambiente de trabalho, bem como a si mesmo, passivos de situações de riscos não controlados e, consequentemente, efeitos adversos podem ocorrer. Com a finalidade de contribuir na elucidação de indicadores que despertem o interesse das autoridades relacionadas com a vigilância e legislação em saúde no que se refere à segurança de profissionais envolvidos direta ou indiretamente com a terapia de diatermia por micro-ondas, realizou-se este estudo. Objetivo: Analisar a associação entre a prevalência de morbidades referidas por fisioterapeutas e a exposição destes profissionais à radiação emitida por equipamentos terapêuticos de diatermia por micro-ondas. Metodologia: Realizou-se estudo de corte transversal com 193 fisioterapeutas de quatro Municípios da Região Oeste do Estado do Paraná, Brasil. Aplicou-se, via eletrônica, questionário estruturado especialmente para a coleta de dados sobre a exposição ocupacional à radiação de diatermia por micro-ondas, potenciais fatores de confusão e morbidades, acrescido do questionário de Avaliação Multidimensional de Fadiga (MAF) e do Questionário de Avaliação da Incapacidade por Enxaqueca (MIDAS). A análise estatística incluiu regressão logística e Teste t de Student. Resultados: Observou-se associações significantes entre a exposição de fisioterapeutas à radiação de diatermia por micro-ondas e o uso de lentes de correção da visão (p = 0,02; OR: 3,56; IC 95%: 1,15 - 10,96), a fadiga (p= 0,04; OR: 4,93; IC 95%: 1,04 - 23,25) e a neoplasias (p = 0,008; OR: 32,05; IC 95%: 2,46 - 416,96). Os resultados obtidos no Teste t de Student, relacionados com exposição ocupacional à radiação de diatermia por micro-ondas e fadiga (p = 0,004), uso de lentes de correção da visão (p < 0,001) e neoplasias (p < 0,001), apresentaram-se consistentes com os resultados obtidos nas análises univariada e multivariada para esses desfechos. Conclusão: Os resultados demonstraram associação significante entre exposição ocupacional de fisioterapeutas à radiação de diatermia por micro-ondas e uso de lentes de correção da visão, fadiga e neoplasias. Portanto, são sugeridas orientações de segurança ocupacional, dirigidas a estes profissionais, como medida preventiva de possíveis efeitos adversos, e a replicação deste estudo. / Introduction: Various electroelectronic equipments that emit electromagnetic radiation for therapeutic purposes are employed by physiotherapists. Among these is the equipment for diathermy with microwave high frequency (2.45 GHz). During this procedure of treatment different levels of losses by reflection and scattering of the radiated energy from the applicator to the area to be treated are possible. Thus, the equipment operator is exposed to this radiation daily for years. In addition to this occupational setting, physiotherapists seldom do maintain occupational protection attitudes for these applications, doing the work environment, as themselves, passive in risk and not controlled situations. Therefore, adverse effects may occur. In order to contribute to elucidate indicators and arouse the authorities care over surveillance and health legislation regarding professional\'s security, directly or indirectly involved with the therapy by microwave diathermy, this study was conducted. Objective: To analyze the association between prevalence of morbidities referred by physiotherapists and their occupational exposure to radiation emitted by therapeutic microwave diathermy equipment. Methodology: A Cross-sectional study conducted in 193 physiotherapists from four cities of the west of Paraná State, Brazil. A specified structured web questionnaire was applied for collecting data about microwave diathermy exposition, potential confounders and morbidities, plus the Multidimensional Assessment of Fatigue (MAF) and the Migraine Disability Assessment (MIDAS). Statistical analysis included logistic regression and Student\'s t-Test. Results: It was observed significant associations between exposure of physiotherapists to microwave and the use of visual correction lens (p = 0.02; OR: 3.56; 95% CI: 1.15 - 10.96), fatigue (p = 0.04; OR: 4.93; 95% CI: 1.04 - 23.25) and neoplasms (p = 0.008; OR: 32.05; 95% CI: 2.46 - 416.96). The results obtained in the Student\'s t test, related to occupational exposure to radiation of microwave diathermy and fatigue (p = 0.004), use of visual correction lens (p < 0.001) and neoplasms (p < 0.001), were consistent with the results obtained in the univariate and multivariate analyzes for these outcomes. Conclusion: The results demonstrated a significant association between occupational exposure of physiotherapists to radiation of microwave diathermy and use of visual correction lens, fatigue and cancer. Therefore, occupational safety guidelines aimed at these professionals, as a prevention of possible adverse effects, and replication of this study are suggested.

Orientador: Aldario Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T14:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Benitez_JefersonLuiz_M.pdf: 1285150 bytes, checksum: f415e987beef32dcbeef939567c5c29c (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As propriedades do ganho cruzado em amplificadores ópticos semicondutores visando a geração de sinais de RF é investigada experimentalmente neste trabalho. Observou-se que a utilização de amplificadores ópticos altamente saturados e realimentados opticamente pode ter desempenho similar ao caso de vários amplificadores em cascata nas aplicações de geração de sinais de RF, oferecendo um ganho acima de 10 dB para duas portadoras ópticas moduladas e separadas de 8 nm. A saturação altera o mecanismo de ganho do amplificador, produzindo um efeito de mistura entre as componentes de modulação dos sinais ópticos. Para portadoras ópticas moduladas em 250 MHz e 400 MHz, produziu-se, após a fotodetecção, componentes eletrônicas com freqüências de batimento de 150 e 650 MHz. / Abstract: The gain-crossed properties of semiconductor optical amplifiers are experimentally investigated here. It was observed that optically feed-backed saturated amplifiers could achieve similar performance as that of cascaded amplifiers, offering up to 10 dB gain to two 8-nm-appart modulated optical carriers. Due to saturation the amplifier gain mechanism is altered leading to a mixing effect that causes the frequency components of the optical signals to be exchanged. For optical carriers modulated at 250 MHz and 400 MHz, this mixing effect produced, after photodetection, up and down-converted electronic components at 650 and 150 MHz, respectively. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T00:35:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_SuzaraSantos_D.pdf: 2453662 bytes, checksum: 74a76d8a6d1f902f8d52fc707be85a33 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Jambu (Acmella oleracea (L.) R. K. Jansen) é uma planta que está despertando o interesse de empresas e pesquisadores, devido a sua amida, espilantol. A extração assistida por micro-ondas é uma técnica de irradiação que tem revelado excelentes resultados em termos de desempenho do processo. O sistema de aquecimento fornece energia suficiente para romper as estruturas celulares, melhorando a introdução do solvente na matriz e aumentando o rendimento do processo. Este trabalho reporta a extração de espilantol assistida por micro-ondas. Avaliou-se o efeito da temperatura (40 ¿ 60 °C) e do tempo de extração (10 ¿ 30 min) no rendimento do componente majoritário, através de um planejamento composto central de face centrada (FCCCD), onde a variável resposta foi quantificada a partir de um padrão de espilantol obtido em escala de laboratório. Antes da execução do planejamento, um procedimento de calibração do forno foi desenvolvido. Além disso, determinou-se as propriedades dielétricas do sistema sólido-solvente, em diferentes níveis de frequência e temperaturas. Os modelos ajustados durante a calibração do forno, racional (R2 = 0,9988) e linear (R2 = 0,9999), foram capazes de atingir e manter a temperatura-objetivo constante na cavidade durante todo o processo e os valores preditos estiveram em concordância com os dados experimentais. GC/MS foi capaz de identificar o pico de espilantol e a biblioteca NIST confirmou a presença do composto através do seu espectro de massas. A equação linear ajustou muito bem os resultados (R2 = 99,8 %) e foi utilizada na quantificação dos resultados do planejamento experimental. Os rendimentos mínimos e máximos de espilantol obtidos a partir do FCCCD foram 1,71 e 4,47 g/ 100 g de matéria seca para as flores, 0,75 e 1,90 g/ 100 g de matéria seca para as folhas e 0,40 e 0,63 g/ 100 g de matéria seca para os caules. Os resultados foram reprodutíveis e indicaram baixa variabilidade para o rendimento de espilantol nos pontos centrais do planejamento, tais como, 3,85 ± 0,07 g/ 100g de matéria seca para as flores, 1,67 ± 0,15 g/ 100 g de matéria seca para as folhas e 0,45 ± 0,02 g/ 100 g de matéria seca para os caules. Os termos lineares e quadráticos, combinados ou não, da temperatura e tempo de extração mostraram um efeito estatístico significante para todas as partes da planta, utilizando 90 % de confiança e ? = 0,1. As propriedades dielétricas foram afetadas pela frequência (0,45 ¿ 10,45 GHz) e temperatura (20 ¿ 60 °C) / Abstract: Jambu (Acmella oleracea (L.) R. K. Jansen) is a plant, which is gaining attention both from research community and Brazilian companies, due to its great value, spilanthol. The microwave extraction is an irradiation technique that has shown excellent results in terms of process performance. Its heating system provides enough energy to rupture the cell structure improving the solvent penetration in the matrix and increasing the process recovery. This work reports a microwave extraction of the jambu. The effect of temperature (40 ¿ 60 °C) and time of extraction (10 ¿ 30 min) for the spilanthol yield were evaluated following a face-centered central composite design (FCCCD), where the response variable was quantified by the spilanthol yield that was obtained at a laboratory scale. Before the experimental design, a calibration procedure of the oven was developed. Besides, the dielectric properties of the system solid-solvent were determined for different frequency and temperature levels. The adjusted models during the calibration, rational (R2 = 0.9988) and linear (R2 = 0.9999), were able to attain and maintain the temperature constant in the cavity throughout the process and the predicted values were in accordance with the experimental data. GC/MS was able to identify the spilanthol peak and the NIST library showed a high match for the compound, confirmed by its mass spectrum. The linear equation fitted very well the results (R2 = 99.8 %) and it has been used in the experimental design results. The minimum and maximum spilanthol yields obtained from the FCCCD were of 1.71 and 4.47 g/ 100g of dry matter for flowers, 0.75 and 1.90 g/ 100 g of dry matter for leaves, and 0.40 and 0.63 g/ 100 g of dry matter for stems. The results were reproducible and indicated low variability for the spilanthol yield in the central points of the design, such as, 3.85 ± 0.07 g/ 100g of dry matter for flowers, 1.67 ± 0.15 g/ 100g of dry matter for leaves and 0.45 ± 0.02 g/ 100 g of dry matter for stems. Linear and quadratic terms, combined or not, of temperature and time of extraction showed a statistical significant effect for flowers, leaves and stems, using 90 % of confidence and ? = 0.1. The dielectric properties were influenced by frequency (045 ¿ 10,45 GHz) and temperature (20 ¿ 60 °C) / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutora em Engenharia Quimica

Orientador: Adriana Zerlotti Mercadante / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T12:01:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bentes_AdriadeSousa_D.pdf: 1114101 bytes, checksum: 01c7b622801719d19ba492f29a102dc1 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A ingestão de alimentos ricos em compostos bioativos, tais como iridoides, compostos fenólicos e carotenoides, está relacionada à redução do risco de desenvolvimento de doenças crônico-degenerativas. Para identificar as melhores fontes destes compostos é necessário o desenvolvimento de métodos adequados de extração que preservem a composição original da amostra. Os perfis de iridoides e de ácidos clorogênicos do endocarpo e do mesocarpo de jenipapo (Genipa americana L.) foram determinados nos estádios de maturação verde e maduro. Foram identificados ao todo, 17 compostos por HPLC-DAD-MSn (14 iridoides e 3 compostos fenólicos). O geniposídeo foi o composto majoritário encontrado no jenipapo verde, tanto no endocarpo quanto no mesocarpo. No jenipapo maduro, a genipina-gentiobiosídeo foi o composto majoritário encontrado no endocarpo. O teor de iridoides encontrado no jenipapo maduro reduziu mais de 90% em relação ao jenipapo verde. Esta grande redução nos teores de geniposídeo que ocorre com a maturação, pode explicar a não formação de pigmento azul no jenipapo maduro. Não foram detectados compostos fenólicos no jenipapo maduro. Uma nova metodologia de extração assistida por micro-ondas (MAE) para compostos fenólicos foi desenvolvida utilizando laranja cv. Pera [Citrus sinensis (L.) Osbeck], com diferentes teores de umidade: congelada e seca. O método MAE otimizado consistiu nos seguintes parâmetros: massa de 2,0 g para amostra congelada e de 0,2 g para amostra liofilizada, razão metanol:água de 8:2, volume de solvente de 25 mL, rampa de 30 s para atingir a temperatura de 50 °C, mantida por 10 min, utilizando como potência máxima 400 W e agitação de 200 rpm, seguido por um período de resfriamento de 10 minutos. Não houve diferença (P > 0,05) entre os teores de compostos fenólicos totais obtidos para ambas as amostras pelo novo método. Além disso, a MAE não provocou alterações no perfil de compostos fenólicos da amostra. O método de MAE desenvolvido apresentou ótima repetibilidade (RSD < 5%) e boa recuperação (> 92 %); foi 2,5 vezes mais rápido, consumiu 75 % menos solvente e utilizou metade da massa de amostra em relação à SLE, além de permitir a extração de várias amostras simultaneamente. Uma nova metodologia para extração de carotenoides foi desenvolvida. Para isso, três formas de extração foram avaliadas: MAE, agitação magnética e extração tradicional por maceração, utilizando manga cv. Haden (Mangifera indica L.) liofilizada como matriz. Além disso, também foi avaliada a eficiência de extração dos solventes acetona e da mistura acetato de etila:metanol (1:1 v/v). Os teores de carotenoides totais obtidos com acetato de etila:metanol foram superiores (P < 0,05) aos obtidos com acetona em todos os métodos avaliados. A comparação dos resultados obtidos pelos diferentes métodos mostrou que as micro-ondas não exerceram influência na extração, e também não provocaram alterações no perfil de carotenoides da amostra. Assim, o método utilizando apenas agitação magnética foi escolhido para ser validado utilizando os seguintes parâmetros: 0,2 g de amostra, 20 mL de acetato de etila:metanol, 200 rpm por 5 min a temperatura ambiente. O novo método apresentou elevada precisão (RSD < 3%) e exatidão (recuperação entre 101 % e 109 %). Além disso, o método foi cerca de 20 vezes mais rápido, consumiu 80 % menos amostra e 67 % menos solvente, quando comparado à extração por maceração / Abstract: The intake of foods rich in bioactive compounds, such as iridoids, phenolic compounds and carotenoids, is related to the decreased risk of chronic degenerative diseases. To identify the best sources of these compounds is necessary to develop efficient quantitative extraction methods which are able to preserve the original composition of the sample. The composition of iridoids and chlorogenic acids from endocarp and mesocarp of unripe and ripe genipap (Genipa americana L.) were determined by HPLC-DAD-MSn and a total of 17 compounds were identified (14 iridoids and 3 phenolic compounds). Geniposide was the major compound in both the endocarp and the mesocarp of unripe genipap, while genipin-gentiobioside was the major one in the endocarp of ripe genipap. A reduction above 90 % of the iridoid content was observed in ripe genipap in comparison with the unripe fruit. The large reduction in the levels of geniposide that occurred during ripening could explain the lack of formation of blue pigment in the ripe genipap. No phenolic compounds were detected in ripe genipap. A new microwave-assisted extraction (MAE) method for the extraction of phenolic compounds was developed and validated using orange cv. Pera [Citrus sinensis (L.) Osbeck] in physical states with different moisture contents: frozen and dried. The optimized MAE method consisted of the following parameters: 2.0 g of frozen sample or 0.2 g of lyophilized sample; methanol:water ratio of 8:2; solvent volume of 25 mL; microwave program: 30 s ramp to reach 50 °C, this temperature was maintained for 10 min using the maximal power of 400 W; and 200 rpm of agitation, followed by a cooling period of 10 min. No differences were found (P > 0.05) between the total phenolic contents of both liophilized and fresh samples using the new MAE method. In addition, MAE did not cause any alterations in the phenolic compound profile. The MAE method developed showed excellent repeatability (RSD < 5%) and good recovery (> 92 %). It was 2.5 faster than SLE; consumed 75 % less solvent and used half the mass of sample when compared with SLE. In addition, MAE allows the simultaneous extraction of several samples. A new methodology for the extraction of carotenoids was developed. For this purpose, three methods of extraction were evaluated using lyophilized mango cv. Haden (Mangifera indica L.) as food matrix: MAE, magnetic stirring and conventional extraction by maceration. In addition, the extraction efficiency of the solvents acetone and a mixture of ethyl acetate:methanol (1:1 v/v) was also evaluated. The contents of total carotenoids obtained with ethyl acetate:methanol were higher (P < 0.05) than those obtained with acetone in all the methods evaluated. The comparison of the results obtained from the different methods showed that the microwaves did not influence the carotenoid extraction and did not significantly change the profile of carotenoids of the sample. Therefore, the method using only magnetic stirring was chosen to be validated using the following parameters: 0.2 g of sample, 20 mL of ethyl acetate:methanol, 200 rpm for 5 min at room temperature. The new method for carotenoid extraction showed high precision (RSD < 3%) and accuracy (recoveries between 101 % and 109%). Moreover, the new method was almost 20 times faster, consumed 80% less sample and 67% less solvent than to the conventional extraction by maceration / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Orientador: Neura Bragagnolo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T18:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_HugoAntonioLima_D.pdf: 1444066 bytes, checksum: 3d5347772ea33b0d3de910de803f9d23 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O camarão é um dos principais produtos da pesca e da aquicultura mundial. A salga e a secagem constituem um dos métodos de preservação mais comuns e baratos utilizados para pescados, contudo, esse método de preservação pode levar à oxidação dos lipídios do camarão, principalmente pela presença de ácidos graxos poli-insaturados. Durante a oxidação lipídica podem ser formados vários produtos, entre eles destacam-se os produtos voláteis de oxidação lipídica que são os principais responsáveis pelo "off-flavor" dos alimentos oxidados. Além dos ácidos graxos poli-insaturados, o camarão, ainda apresenta altos teores de colesterol, que também são suscetíveis à oxidação e os produtos dessa oxidação são associados a várias doenças degenerativas. Assim, os objetivos deste trabalho foram: desenvolver um método para a determinação de produtos voláteis da oxidação lipídica (PVOLs) por micro-extração em fase sólida do headspace (HS-SPME); desenvolver um método de saponificação direta assistida por micro-ondas para a determinação simultânea de colesterol e óxidos de colesterol e avaliar o efeito da salga e da secagem na formação dos PVOLs, na oxidação dos ácidos graxos, e na formação de óxidos de colesterol. Um novo método para a determinação de PVOLs por HS-SPME foi desenvolvido utilizando a fibra com recobrimento de divinilbenzeno/carboxen/polidimetilsiloxano (DVB.CAR.PDMS). A melhor condição de análise obtida através de uma otimização sequencial foi a homogeneização de amostra em água destilada na proporção 1:3 em turrax e extração a 40 ºC por 30 minutos. O método otimizado e validado permitiu a extração rápida e simples dos PVOLs, com baixos limites de detecção (? 0,15 ng.g-1) e quantificação (? 0,50 ng.g-1), com alta precisão (? 12,67%) e eficiência de extração (? 96,11%). Para a determinação simultânea de colesterol e óxidos de colesterol com saponificação assistida por micro-ondas foi realizado um planejamento experimental seguido de uma cinética de saponificação. A melhor condição de saponificação foi utilizando 0,5 g de amostra com 20 mL de solução etanólica de KOH (1 mol/L) com as seguintes condições no micro-ondas: temperatura mantida a 45 °C, por 15 min, com potência máxima fixada em 200 w e velocidade de agitação magnética de 120 rpm. O método otimizado e validado permitiu uma redução significativa do tempo saponificação (75 vezes), com baixos limites de detecção (? 0,57 ?g.g-1) e quantificação (? 1,73 ?g.g-1), com boa precisão (? 10,50% intradia e ? 8,56% interdia) e eficiência de extração (? 87,67%). Com os resultados obtidos pode-se concluir que os métodos desenvolvidos foram rápidos, simples, precisos e com boa eficiência de extração. Além disso, os processos de salga e secagem afetaram negativamente a qualidade dos lipídios do camarão, reduzindo o teor de ácidos graxos, além de aumentar os produtos voláteis de oxidação lipídica, principalmente o hexanal. Durante a salga também se observou um aumento significativo nos óxidos de colesterol, os quais sofreram redução após a etapa de secagem / Abstract: Shrimp is one of the main products of world fishing and aquaculture. Salting and drying are two common and inexpensive preservation methods used for fish products; however, these preservation methods can favor lipid oxidation in shrimp, especially of the polyunsaturated fatty acids. Several products can be formed during lipid oxidation, and among them the volatile products of lipid oxidation should be highlighted because they are the main responsible for the off flavor in oxidized food. In addition to the polyunsaturated fatty acids, shrimp also has a high content of cholesterol, which is also prone to oxidation and the cholesterol oxidation products have been associated to several degenerative diseases. Thus, the aims of this work were: develop a method to determinate the volatile lipid oxidation products (VLOPs) by headspace solid phase microextraction (HS-SPME); develop a direct microwave assisted saponification to determine cholesterol oxides and cholesterol simultaneously and evaluate the effects of salting and drying on the formation of VLOPs, on the oxidation of fatty acids, and on the formation of cholesterol oxides. A new method to determine the VLOPs by HS-SPME was developed using a divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane (DVB.CAR.PDMS) fiber, which was the most adequate among the four evaluated fibers. The best analysis condition achieved by a sequential optimization was sample homogenization with water (1:3) in a turrax and extraction at 40 ºC for 30 min. The optimized method was validated and allowed the simple and fast extraction of the VPLO with low detection (? 0.15 ng.g-1) and quantification (? 0.50 ng.g-1) limits, high precision (? 12.67%) and extraction efficiency (? 96.11%). An experimental design followed by saponification kinetics was carried out for the simultaneous determination of cholesterol and cholesterol oxides by microwave assisted saponification. The best extraction condition was achieved by using 0.5 g of sample with 20 mL of a 1 mol/L ethanolic KOH solution and the following microwave conditions: temperature held at 45 ºC for 15 min at maximum potency fixed at 200 W and magnetic stirring at 120 rpm. The optimized method was validated and allowed a significant reduction of the saponification time (75 times), with low detection (? 0.57 ?g/mL) and quantification (? 1.73 ?g/mL) limits, good precision (? 10.50% intermediate precision and ? 8.56% intraday) and extraction efficiency (? 87.67%). In conclusion, the developed methods were fast, simple, precise and showed good extraction efficiency. Salting and drying process negatively affected the quality of the shrimp lipids, decreasing the content of fatty acids and increasing the content of volatile products of lipid oxidation, mainly hexanal. After salting process a significant increase of cholesterol oxides was also observed, which were reduced after drying step / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Michel Zamboni Rached / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T18:12:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Assis_MarianaCarolinade_M.pdf: 4298872 bytes, checksum: ce27e2667f0fc22efc1e8f0c842bebc1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O fenômeno da difração gera o alargamento espacial gradativo de feixes e pulsos não guiados durante a propagação, sendo, portanto, um fator limitante para qualquer aplicação onde se deseja que a onda em questão mantenha sua localização transversal - como em Pinças Ópticas, Comunicações Ópticas do Espaço Livre (FSO), entre outros. As chamadas ondas não difrativas são soluções especiais da equação de onda que se mostram resistentes ao fenômeno da difração por longas distâncias. Porém, as versões ideais destas ondas apresentam fluxo de potência infinito através do plano perpendicular à direção de propagação, portanto, impossibilitando sua geração. No entanto, é possível gerar as versões truncadas destes feixes que, apesar de não serem totalmente isentos da difração, eles se mostraram bem resistentes a este fenômeno, mantendo-se ao longo de distâncias consideráveis antes de perderem sua concentração transversal (por exemplo, quando comparados a um feixe gaussiano ordinário, podendo apresentar uma profundidade de campo dezenas de vezes maior). Neste trabalho, propõe-se a geração de feixes não difrativos usando um refletor parabólico tendo uma fonte de ondas esféricas posicionada num ponto ligeiramente deslocado de seu foco (no sentido de afastamento do refletor), a partir de uma abordagem escalar que se mostrou satisfatória como primeira aproximação. E apesar de serem analisados os regimes de infravermelho (comprimento de onda de 850nm) e limiar entre micro-ondas e ondas milimétricas (comprimento de onda de 1cm, 2cm e 3cm) - que, além da ampla aplicabilidade, propiciam uma montagem experimental relativamente simples dado que as dimensões apropriadas para o refletor podem ser encontradas em uma antena parabólica ordinária - os resultados obtidos também podem ser extrapolados para o espectro óptico / Abstract: The phenomenon of diffraction causes gradual spatial broadening of beams and pulses during propagation, and is characterized as a limiting factor for any application where it is desired that the wave maintains its transverse localization - as in Optical Tweezers, Freespace Optical Communications (FSO), among others. The so called nondiffracting waves are special solutions of the wave equation able to resist the diffraction effects for long distances. But the ideal versions of these waves have an infinite power flow through the perpendicular plane to the propagation direction, so being impossible their generation. However, it is possible generate the truncated versions of these beams that, although not being completely free of diffraction, they proved be quite resistants to this phenomenon, sustaining themselves over considerable distances before losing their transverse concentration (for example, when compared to an ordinary Gaussian beam, whose field depth can be dozens of times greater). In this work, we propose the generation of nondiffracting beams using a parabolic reflector having a source of spherical waves positioned at a point slightly displaced from its focus (moving away from the reflector), from a scalar approach which has proven to be satisfactory as first approximation. And despite being analyzed infrared (wavelength of 850nm) and threshold between microwave and millimeter wave spectra (wavelength of 1cm, 2cm and 3cm) - that, besides the wide applicability, allow a relatively simple experimental setup since the proper dimensions to the reflector can be found in an ordinary parabolic antenna - the results can be extrapolated to the optical spectrum / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestra em Engenharia Elétrica

Orientador: Neura Bragagnolo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T21:30:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medina_AlineLisboa_D.pdf: 1555099 bytes, checksum: 5e3406d24ad9cc9e5db186ae2c4b697b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso da energia de micro-ondas tem sido explorado para extração de compostos e para aceleração de reações químicas em diferentes amostras. Os métodos convencionais utilizados para extração de lipídios possuem limitações, como longo tempo, grande volume de solventes, e ainda a possibilidade de degradação dos compostos de interesse. Neste estudo foram desenvolvidos, com o uso de delineamento composto central rotacional, novos métodos de extração de lipídios e de transesterificação de triacilgliceróis em carnes, assistidos por micro-ondas. As condições utilizadas no procedimento para extração de lipídios foram: 300 mg de amostra, 54 °C e 15 minutos. O método de extração de lipídios em carnes assistido por micro-ondas resultou na obtenção de teores de lipídios sem diferença estatística do método de Folch. Além disso, não foi observada alteração na composição de ácidos graxos e formação de produtos de oxidação lipídica durante a extração, o que permite o uso do método sem a possibilidade de alteração química dos compostos. Para a transesterificação dos triacilgliceróis foram desenvolvidos dois métodos, sendo que no primeiro, a transesterificação é realizada no lipídio previamente extraído e no segundo método, a transesterificação é realizada diretamente nas amostras de carne. Em ambos os métodos foi excluído o uso de trifluoreto de boro, utilizado em metodologias convencionais como catalizador da reação. Nesse estudo, o hidróxido de sódio em metanol a 0,5 % foi utilizado como catalizador, sendo a reação acelerada pela energia de micro-ondas. Para a transesterificação dos triacilgliceróis da amostra de lipídios foram necessários 5 minutos de irradiação a 60 °C enquanto que na transesterificação direta de triacilgliceróis da amostra de carne, 30 minutos a 60 °C porém, no último caso, não é necessária a etapa da extração dos lipídios. Com o uso da energia de micro-ondas foi possível desenvolver métodos precisos e exatos para a extração de lipídios e obtenção de ésteres metílicos de ácidos graxos em carne / Abstract: Microwave energy has been used for compound extractions and for accelerating chemical reactions in different samples. The conventional methods used for lipid extraction has limitations like long time required, large solvent volume, and the possibility of compound degradation. In this study were developed, with response surface method, new methods for microwave-assisted lipid extraction and microwave-assisted triacylglycerols transesterification from meat. The parameters used in this procedure were: 300 mg of sample, 54 °C and 15 minutes. The microwave-assisted lipid extraction method resulted in lipid content with no difference when compared to the Folch method. Furthermore, no oxidation products were observed during the extraction, enabling the use of this method with no chance of chemical alteration of the compounds. For the triacylglycerols transesterification were developed two methods, being the first one a lipid transesterification with a lipid previously extracted, and a second method that allows a direct sample transesterification. In both methods it was excluded the use of boron trifluoride, originally used in conventional methods as a reaction catalyst. In this study, methanol sodium hidroxide (0,5 %) was used as catalyst, with the reaction being accelerated by the microwave energy. For lipid transesterification it was necessary 5 minutes of irradiation at 60 °C, and for direct transesterification, 30 minutes at 60 °C, however, in the latter case, it is not necessary the lipid extraction step to obtain the fatty acids methyl esters. It can be concluded that the use of microwave energy provides accurate and precise methods, faster, with less solvent volumes and sample mass when compared to conventional methods / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Orientador: Osvaldir Pereira Taranto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T21:38:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andreola_Kaciane_M.pdf: 3188317 bytes, checksum: 937f50d9c69fbd22b5433bec186c084b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A cenoura está entre as hortaliças com maior cultivo no cenário nacional consumida tanto na forma in natura quanto processada. Esta hortaliça apresenta elevado valor nutritivo e destaca-se pelo alto teor de ?-caroteno. Contudo, como a cenoura in natura é um produto perecível este vegetal tem sido utilizado na forma desidratada como ingrediente para a formulação de produtos industrializados. A secagem é uma operação unitária que possibilita maior vida de prateleira, além de redução dos custos com armazenamento e transporte. Um método alternativo para a secagem de alimentos é a secagem com aplicação de micro-ondas, pois o calor é gerado no interior do material diferente da secagem convencional com ar quente, o que resulta em menor tempo de processamento. Este trabalho teve como objetivo o estudo da secagem convectiva de cenoura combinada com aplicação de micro-ondas em secador de leito fixo. Para tanto, técnicas de planejamento experimental e análise estatística dos resultados foram empregadas para avaliar a influência da temperatura do ar de secagem e da potência de micro-ondas na qualidade do produto em termos de umidade final, cor, textura e encolhimento. Foram efetuados dois planejamentos experimentais, sendo que no Planejamento A, a energia de micro-ondas foi aplicada durante todo o processo de secagem, enquanto que para o Planejamento B, a radiação foi aplicada após 30 minutos iniciais de secagem convectiva a 80 °C. Além disso, foi realizada a secagem de cenoura somente por convecção a 70 e 80 °C. A cinética de secagem apresentou um período de taxa constante, seguido de um período de taxa decrescente, tanto para a secagem com aplicação de micro-ondas quanto para a secagem puramente convectiva. A secagem com aplicação contínua de micro-ondas acelerou a retirada da umidade em relação à secagem convectiva, reduzindo o tempo de processo em pelo menos 60%. Já para o Planejamento B, em que a radiação foi aplicada a partir dos 30 minutos iniciais de secagem, o tempo de processo foi reduzido em pelo menos 50% comparado ao processo convectivo. O Planejamento A resultou em menor tempo de processo e maiores taxas de secagem em relação ao Planejamento B, sendo que em ambos foram obtidos valores para o conteúdo final de umidade, na faixa de 7,18 a 14,57% (b.u.). O aumento da potência de micro-ondas proporcionou menor encolhimento e umidade final, porém foi observada maior degradação da cor e textura mais dura, para ambos os planejamentos. A temperatura do ar, por sua vez, apresentou uma influência secundária na secagem quando micro-ondas foram incorporadas ao processo. As melhores condições de secagem obtidas para o Planejamento A, de acordo com a análise das curvas de nível e função desejabilidade global foram: temperatura do ar de 50 °C e potência de micro-ondas de 100 W. O segundo planejamento diferiu apenas quanto à temperatura do ar, apresentando como melhores condições de secagem: temperatura do ar de 45 °C e potência de micro-ondas de 100 W, mantendo-se a secagem inicial convectiva a 80 °C durante 30 minutos / Abstract: Carrot is among the most cultivated vegetables on the national scenery, being consumed fresh or in the processed form. This vegetable presents a high nutritional value and is distinguished by its high content of ?-carotene. However, since carrot is a perishable product, it has been used in dried form, as an ingredient in the formulation of industrial products. Drying is a unit operation which allows longer shelf-life and reduces storage and transportation costs. Microwave drying represents an alternative method for food drying, once that the heat is generated inside the material differing from conventional drying by hot air, which results in shorter processing time. The aim of this work was to investigate microwave assisted convective air drying of carrots in a fixed bed dryer. Therefore, experimental design techniques and statistical analysis of the results were performed to analyze the influence of the air temperature and microwave power level on the product quality in terms of final moisture content, color, texture and shrinkage. Two experimental designs were performed which in the experimental design A, microwave power was applied during the whole drying process, while in the experimental design B, radiation was applied after 30 minutes of convective drying with air temperature at 80 °C. Moreover, it was also performed the drying of carrot only by convective drying with air at 70 and 80 °C. Drying kinetics showed a constant drying rate period, followed by decreasing drying rate period for both microwave and convective drying. Microwave continuous drying accelerated the removal of moisture content compared to convective drying, reducing at least 60% of the process time. In which the application of radiation was carried out after 30 minutes of drying, the process time was reduced by at least 50% compared to the convective drying. The experimental design A resulted in shorter process time and higher drying rates in relation to experimental design B, once that both were obtained values for the final moisture content in the range from 7.18 to 14.57% (w.b.). The increase on microwave power level provided less shrinkage and final moisture, however greater color degradation and harder texture were observed for both experimental designs. On the other hand, the air temperature showed a secondary effect on the drying process when the microwaves were incorporated into the process. The best conditions obtained for experimental design A, according to the analysis of contour curves and global desirability function were: air temperature at 50 °C and microwave power level of 100 W. The second experimental design differed only in the air temperature, presenting the best drying conditions: air temperature at 45 °C and microwave power level of 100 W, maintaining initial convective drying at 80 °C for 30 minutes / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestra em Engenharia Química