Neste trabalho é abordada a estimação de parâmetros de motores de indução trifásicos através de métodos diferentes daqueles normalizados por normas técnicas. Inicialmente é apresentada uma revisão bibliográfica dos principais métodos alternativos encontrados na literatura, onde são discutidas as vantagens e desvantagens de cada um deles. Também é abordado o problema da variação dos parâmetros durante a operação do motor devido a fenômenos como o efeito pelicular e a saturação no ferro. São propostos três métodos de estimação dos parâmetros da máquina de indução trifásica que utilizam apenas medições de tensões e correntes do estator. O primeiro método utiliza a impedância instantânea vista dos terminais do estator na estimação dos parâmetros. O segundo é baseado em ensaios de decaimento, visando a obtenção do valor de regime permanente da constante de tempo do rotor. Já o terceiro método proposto envolve a aplicação do primeiro método em segmentos do conjunto de dados, denominados de janelas móveis, a fim de se obter a variação dos parâmetros com a frequência das tensões e correntes induzidas no rotor. Esta variação ocorre principalmente devido ao efeito pelicular. São apresentados algoritmos para a estimação das grandezas não medidas porém necessárias nos métodos propostos, tais como a velocidade do rotor, fluxo do estator e torque eletromagnético. Também é realizada a estimação dos parâmetros mecânicos do motor. Os três métodos são validados através de simulações e experimentos envolvendo motores de diferentes potências, onde é possível observar os efeitos da variação dos parâmetros. Por fim, a eficácia dos métodos é avaliada através de comparações entre as correntes obtidas da simulação do motor com os parâmetros estimados e as correntes efetivamente medidas durante os ensaios. Observa-se que no caso do motor de baixa potência, admitir a variação dos parâmetros não melhora os resultados. Por outro lado, no caso dos motores de maior potência os erros envolvidos quando se admite variação nos parâmetros com a frequência do rotor é consideravelmente menor do que os erros obtidos através da simulação com parâmetros constantes. / In this work, the estimation of the parameters of three phase induction motor is approached through alternative methods. Firstly, it is presented a literature review of the commonly used methods, where the advantages and disadvantages of each one are discussed. The problem of parameter variation during the motor operation due to phenomena as skin-effect and iron saturation is also discussed. Three methods aiming at the estimation of the induction motors parameters are presented, where only stator voltages and currents measurements are required. The first method uses the instantaneous impedance as seen from the stator terminals for the parameter estimation. The second one is based on deceleration tests, aiming to obtain the steady-state value of the rotor time constant. The third method involves the application of the first method to segments of the data, named moving windows. The objective is to assess the parameter variation with the rotor frequency, mainly due to skin-effect. Algorithms for estimation of quantities such as rotor speed, stator flux and electromagnetic torque are presented. A method to estimate mechanical parameters is also presented. The three methods are validated through simulation and experimental tests with motors of different power. Using the proposed methods, it is possible to observe the parameter variation effects. Finally, the accuracy of the methods is evaluated through comparisons between the stator currents simulated with the estimated parameters and the measured currents. In the case of low power motor, no significant improvement in the results were observed when varying parameters are assumed. On the other hand, in the case of high power motors the errors considering varying parameters with the rotor frequency are considerably lower than those obtained through simulation with constant parameters.

Neste trabalho são propostos métodos para a estimação de parâmetros de motores de indução através do método dos Mínimos Quadrados com medição apenas de tensões, correntes e resistência do estator em um ensaio de partida em vazio. São detalhados os procedimentos para o tratamento dos sinais medidos, além das estimações do fluxo magnético e da velocidade mecânica do motor. Para a estimação dos parâmetros elétricos, são propostos métodos que diferem nos requisitos e no tratamento dos parâmetros como invariantes ou variantes no tempo. Em relação a esse último caso, é empregado um método de estimação de parâmetros por janelas de dados, aplicando um modelo com parâmetros invariantes no tempo localmente em diversas partes do ensaio. São feitas simulações para validar os métodos propostos, e dados de ensaio de três motores de diferentes potências são utilizados para analisar a escala de variação paramétrica durante a partida. É feita uma comparação entre os resultados obtidos com e sem consideração de variação nos parâmetros. / In this work, methods are proposed to estimate the parameters of induction motors through the Least Squares method with the measurement of only voltages, currents and resistance of the stator in a no-load startup test. Procedures are detailed to process the measured signals, as well as to estimate magnetic flux and rotor mechanical speed. In order to estimate the electrical parameters, methods are proposed which differ in their requisites and in the treatment of parameters as time invariant or time-varying. For the latter, a methodology for parameter estimation through data windows is used, applying a model with time invariant parameters locally to different parts of the test. Simulations are made to validate the proposed methodology, and data from tests of three motors with different powers are used to analyze the scale of parameter variation during startup. A comparison is made between the results obtained with and without the consideration of variation in the parameters.

Neste trabalho, é apresentado, de acordo com o conhecimento atual da estrutura e características da Camada Limite Planetária, um novo conjunto de parametrizações da turbulência para ser usado em modelos de transferência atmosférica. Isto é, são propostas expressões para o perfil vertical do desvio padrão de velocidade, para a escala de comprimento Lagrangiana, para a escala de tempo Lagrangiana e para o coeficiente de difusão, usando a teoria clássica de difusão estatística, as propriedades espectrais observadas e as características observadas de energia contida nos turbilhões. Estas parametrizações fornecem valores contínuos com a altura na CLP para todas as condições de estabilidade, desde um estado dinâmico instável até um estável. / This work presents, according to the current knowledge of the PBL structure and characteristics, a new set ofturbulence parametrizations to be used in dispersion models. It means, expressions for the vertical profiles of the velocity standard deviation, Lagrangian length and time scales, and diffusion coefficient, are proposed. The classical statistical diffusion theory, the observed spectral properties and observed characteristics of energy containing eddies are used to estimate these parameters. These parametrizations give continuous values for the PBL at ali elevations and ali stability conditions from unstable to stable.

Neste trabalho, é apresentado, de acordo com o conhecimento atual da estrutura e características da Camada Limite Planetária, um novo conjunto de parametrizações da turbulência para ser usado em modelos de transferência atmosférica. Isto é, são propostas expressões para o perfil vertical do desvio padrão de velocidade, para a escala de comprimento Lagrangiana, para a escala de tempo Lagrangiana e para o coeficiente de difusão, usando a teoria clássica de difusão estatística, as propriedades espectrais observadas e as características observadas de energia contida nos turbilhões. Estas parametrizações fornecem valores contínuos com a altura na CLP para todas as condições de estabilidade, desde um estado dinâmico instável até um estável. / This work presents, according to the current knowledge of the PBL structure and characteristics, a new set ofturbulence parametrizations to be used in dispersion models. It means, expressions for the vertical profiles of the velocity standard deviation, Lagrangian length and time scales, and diffusion coefficient, are proposed. The classical statistical diffusion theory, the observed spectral properties and observed characteristics of energy containing eddies are used to estimate these parameters. These parametrizations give continuous values for the PBL at ali elevations and ali stability conditions from unstable to stable.

Orientador : Jose Manoel Balthazar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T23:43:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fenili_Andre_D.pdf: 18185379 bytes, checksum: fddc2744a71feafa254174f2fedc7df2 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho desenvolve-se modelos matemáticos para sistemas dinâmicos denominados estruturas flexíveis de rastreamento. Dois tipos diferentes de abordagem são utilizados: abordagem de sistema ideal e abordagem de sistema não ideal. Dois diferentes modelos matemáticos são propostos para a deflexão da estrutura flexível de rastreamento ( tipo viga ) : curvatura linear e curvatura não linear. Um protótipo experimental é projetado e construído com o intuito de levantar características que auxiliem na modelagem de tais sistemas. Um novo modelo matemático para o atrito interno do motor de corrente contínua utilizado experimentalmente é obtido através da identificação de seus parâmetros físicos e ajuste do modelo matemático. Simulações numéricas são efetuadas comparando os modelos propostos e sua aplicabilidade ou não em determinadas situações. Técnicas de perturbação são utilizadas para a obtenção da solução analítica das equações govemantes do movimento, obtidas através do Princípio Estendido de Hamilton, para cada um dos modelos matemáticos propostos. Os resultados desse trabalho são da maior importância no estudo de estruturas leves tais como painéis solares em satélites e manipuladores robóticos delgados e rápidos / Abstract: In this investigation are developed mathematical models for the dynamical systems named slewing flexible structures. Two different approaches are proposed: the ideal system approach and the nonideal system approach. Two different mathematical models are proposed for the beam-like slewing flexible structure deflection: linear curvature and nonlinear curvature. An experimental prototype is designed and built with the objective of obtaining data that may help in the modeling of such systems. A new mathematical model for the experimental dc motor internal damping is obtained through the identification of its physical parameters and mathematical model fitting. Numerical simulations are realized comparing the proposed models and its applicability or not under determined situations. Perturbation techniques are used for obtaining the analytical solution of the governing equations of motion, derived through the Hamilton Extended Principle, for each one of the proposed models. The results presented in this work are very important in the study of light structures such as solar panels in satellites and long and fast robotic manipulators / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Adriana Zerlotti Mercadante / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimento / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:24:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gurak_PolianaDeyse_D.pdf: 2576170 bytes, checksum: 75f41dadc16bd530f6cea22fa2213682 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Muitos processos utilizados na indústria de alimentos empregam altas temperaturas e proporcionam o contato dos alimentos com substâncias pró-oxidantes. Tais condições tornam a sequência de ligações duplas conjugadas presente nos carotenoides susceptível à isomerização geométrica, oxidação e degradação. Portanto, o objetivo principal deste trabalho foi estudar a degradação térmica e química do b-caroteno, através da identificação dos compostos primários de degradação e sua relação com a capacidade antioxidante e as propriedades de cor. Os experimentos realizados foram: a) aquecimento a 120 °C na presença de ar; b) aquecimento a 120 °C sob fluxo de oxigênio, c) aquecimento a 120 °C na presença de ar e adição de galato de propila; d) aquecimento a 150 °C na presença de ar; e) aquecimento a 150 °C sob fluxo de oxigênio; f) aquecimento a 150 °C sob fluxo de nitrogênio; g) clivagem oxidativa com permanganato de potássio (KMnO4) e h) reação de epoxidação com ácido meta-cloro-perbenzóico (MCPBA). A degradação do b-caroteno foi monitorada através da análise de carotenóides totais por espectrofotometria, a avaliação da cor por colorimetria (parâmetros CIELAB) e análise do perfil de carotenóides por cromatografia líquida de alta eficiência com detectores de arranjo de fotodiodos e espectrometria de massas (HPLC-DAD-MS/MS). As alterações na capacidade antioxidante foram avaliadas por meio da capacidade de desativação do radical ABTS¿+ (2,2¿-azinobis-(3-etilbenzotiazolina-6-sulfonato)) e da proteção contra o oxigênio singlete (1O2) utilizando o 9,10-dimetil-antraceno como actinômetro e azul de metileno como sensibilizador. Foram identificados 16 carotenóides gerados pela degradação térmica e química do b-caroteno. O aquecimento resultou na diminuição da concentração de all-trans-b-caroteno com a formação de isômeros (13-cis, 9-cis, 15-cis, 9,13-di-cis, 9,15-di-cis, 9,13¿-di-cis, 13,15-di-cis-ß-caroteno), epóxidos (5,6 e 5,8-epóxi-ß-caroteno) e, em menor quantidade, apocarotenóides (ß-apo-8¿-carotenal, ß-apo-10¿-carotenal, ß-apo-12¿-carotenal). Na oxidação química com KMnO4, o all-trans-b-caroteno foi totalmente degradado após 30 min de reação com formação de b-apo-8¿-carotenal, b-apo-10¿-carotenal, b-apo-12¿-carotenal, b-apo-15-carotenal e semi-b-carotenona. Já na reação com MCPBA, o all-trans-b-caroteno não foi completamente degradado e os produtos de degradação formados em maior proporção foram 5,6-epóxi-b-caroteno, 5,6:5¿,6¿-diepóxi-b-caroteno, 5,6:5¿,8¿-diepóxi-b-caroteno e 5,8-epóxi-b-caroteno, além de pequena quantidade de 13-cis-b-caroteno e 9-cis-b-caroteno. Em todos os experimentos foi observada a existência de correlação superiores a 0,91 entre alguns parâmetros físicos de cor (b* e C*ab) e o parâmetro químico (teor de carotenóides totais), indicando que estes parâmetros de cor podem ser utilizados para monitorar a degradação de carotenóides. O mecanismo proposto para os dois tipos de degradação (térmica e química) envolveu reações reversíveis e irreversíveis, para formação de compostos de isomerização e de oxidação, respectivamente. A análise da capacidade antioxidante mostrou que a presença isolada de b-caroteno ou a mistura de b-caroteno com produtos de degradação térmica apresentaram valores similares de TEAC (capacidade antioxidante equivalente a trolox) e de porcentagem de proteção contra 1O2. Por outro lado, os produtos de oxidação gerados na reação química com KMnO4 resultaram em um aumento nos valores de TEAC e maior eficiência da desativação do 1O2 com o aumento do tempo de reação / Abstract: Many processes in the food industry aplly high temperatures and allow the contact with pro-oxidant substances, such conditions in which the sequence of conjugated double bonds, present in carotenoids, is susceptible to geometric isomerization, oxidation and degradation. Therefore, the main aim of this work was to study the thermal and chemical degradation of b-carotene, identifying the primary degradation compounds and its relation with the antioxidant capacity and colour properties. The experiments were: a) heating at 120 °C with air exposure; b) heating at 120 °C under flow of pure oxygen; c) heating at 120 °C with air exposure and addition of propyl gallate; d) heating at 150 °C with air exposure; e) heating at 150 °C under flow of pure oxygen; f) heating at 150 °C under a flow of pure nitrogen; g) oxidative cleavage with potassium permanganate (KMnO4); and h) epoxidation with meta-chloroperbenzoic acid (MCPBA). In all experiments, the degradation and formation of isomerization and oxidation products were monitored by analysis of total carotenoids by spectrophotometer, colour evaluation by colorimetry and carotenoid profile analysis by high-performance liquid chromatography with photodiode array detector and mass spectrometry (HPLC-DAD-MS). Changes in the antioxidant capacity were monitored by the scavenging capacity against the ABTS¿+ (2,2-azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)), and protection against singlet oxygen (1O2) using 9,10-dimethyl-anthracene as actinometer and methylene blue as sensitizer. A total of sixteen carotenoids were identified in both the chemical and thermal degradation of b-carotene. Heating caused a decrease in the all-trans-b-carotene content with the formation of cis isomers (13-cis, 9-cis, 15-cis, 9,13-di-cis, 9,15-di-cis, 9,13¿-di-cis, 13,15-di-cis-b-carotene), epoxides (5,6 and 5,8-epoxy-b-carotene) and apocarotenoids (b-apo-8'-carotenal, b-apo-10'-carotenal, b-apo-12'-carotenal). The chemical degradation with KMnO4 completely degraded the all-trans-b-carotene in 30 minutes of reaction, with the formation of b-apo-8'-carotenal, b-apo-10'-carotenal, b-apo-12'-carotenal, b-apo-15-carotenal and semi-b-carotenone. In the reaction with MCPBA, all-trans-b-carotene was not completely degraded and the major products were 5,6-epoxy-b-carotene, 5,6:5¿,6¿-diepoxy-b-carotene, 5,6:5¿,8¿-diepoxy-b-carotene and 5,8-epoxy-b-carotene, with small amounts of 13-cis-b-carotene and 9-cis-b-carotene. All experiments showed correlations above 0.91 between some physical colour parameters (b* and C*ab) and chemical parameters (content of total carotenoids), indicating that some colour parameters can be used to monitor carotenoid degradation. The proposed mechanism in both types of degradation (thermal and chemical) involved reversible and irreversible reactions, to the formation of isomerization and oxidation compounds, respectively. The analysis of the antioxidant capacity showed that both pure b-carotene and the mixture of b-carotene with thermal degradation products had similar values of TEAC (trolox equivalent antioxidant capacity), as well as similar protection percentage against 1O2. On the other hand, the products formed in the chemical reaction with KMnO4 resulted in increase in both the TEAC values and protection against 1O2 with the increase in reaction time / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

[pt] A utilização de tubos poliméricos, em sistemas de drenagem e instalações de linhas de gás está sendo cada vez mais aplicada devido à diversas características positivas desses materiais. Existem várias aplicações nas quais o material polimérico pode substituir o metálico com vantagem, pois possuem maior flexibilidade (em comparação aos tubos de aço), menor peso (consequente facilidade de manuseio), maior resistência química a diversos fluidos e ao ambiente, resistência a abrasão, baixa densidade, baixa condutividade térmica, não necessitam de pintura, além de possuírem custos menores. Porém, apesar desse tipo de tubo despertar interesse crescente em consequência da possibilidade de diversificação de formas e de suas propriedades atraentes, atualmente diversas indústrias ainda consideram sua utilização como algo não tão vantajoso, optando pela utilização de tubos como os de aço. Algumas das desvantagens dos polímeros levadas em consideração no momento da escolha entre o tipo de material a ser aplicado (comparados ao aço), podem ser: baixa resistência à altas temperaturas, baixa resistência mecânica e alto coeficiente de dilatação térmica. Um ponto crucial para as indústrias que utilizam os tubos poliméricos é o processo de soldagem dos mesmos. A forma mais tradicional de soldagem desses tubos é realizada através do processo por termofusão ou hot plate welding (soldagem por chapa quente), onde os tubos são soldados face a face (solda de topo). O estudo das variações dos parâmetros de soldagem permite que algumas das exigências e requisitos padronizados possam ser reavaliados através de experimentos, de forma a obter melhor compreensão ou até mesmo a otimização dos resultados gerados. Os procedimentos que foram utilizados na execução das soldas a serem analisadas neste trabalho são embasados na norma alemã DVS 2207, sendo o padrão mais utilizado atualmente nas indústrias como base para a aplicação dos parâmetros e requisitos do processo. Apesar desse processo oferecer grande segurança e confiabilidade, a divulgação na literatura ainda é limitada e algumas questões precisam ser discutidas, como por exemplo, a eficácia das faixas de trabalho pré-definidas. Este trabalho tem por objetivo identificar as combinações de parâmetros que permitam gerar juntas soldadas de tubos de poliamida 12 que possuam melhor qualidade e consequentemente bom desempenho. As juntas foram realizadas no Centro de Tecnologia Senai Solda (CTS). Foram estudadas diferentes configurações dos parâmetros de processo, variando pressão de preaquecimento, pressão de aquecimento e temperatura da chapa. Mudanças como, a variação da massa e a degradação do material, influenciadas por tais parâmetros, foram analisadas através dos ensaios de análise termogravimétrica. As respostas mecânicas foram analisadas por testes de rigidez e tração. / [en] The use of polymeric pipes in drainage systems and gas lines facilities are increasingly being applied due to several positive characteristics of these materials. There are several applications in which the polymeric material can replace metallic advantageously because they have greater flexibility (compared to steel pipes), lower weight (consequent ease of handling), increased chemical resistance to various fluids and to the environment, abrasion resistance, low density, low thermal conductivity, doesn t require painting, in addition to having lower costs. However, despite of such tube are awakening growing interest as a result of the possibility of diversification of forms and their attractive properties, currently several industries still consider it as something not so advantageous, opting for the use of pipes as the steel. Some of the disadvantages of the polymers taken into account in the choice of the type of material to be applied (compared to steel) can be: low resistance to high temperatures, low mechanical strength and high thermal expansion coefficient. A crucial point for the industries that use polymer pipes is their welding process. The most traditional way welding of these pipes is performed through the process by thermal fusion. It s called hot plate welding, where the pipes are welded face to face (butt-weld). The study of changes of welding parameters allows some of the requirements and standards can be reviewed through experiments in order to obtain a better understanding or even optimizing the results generated. The procedures used in the execution of the joints analyzed in this work are grounded in the German standard - DVS 2207. It s the most used standard in the industries as a basis for the application of parameters and process requirements. Although this process offer great safety and reliability, the disclosure in the literature is still limited and some issues need to be discussed, such as the effectiveness of pre-defined working range. This work aims to identify the combinations of parameters to generate welded joints of 12 polyamide pipes that have better quality and therefore good performance. The joints were made in the Centro de Tecnologia Senai - Solda (CTS). Different settings of processing parameters were studied. The microstructural changes like union of surfaces, mass variation and degradation of the material, were analyzed by the thermogravimetric analysis tests and the macro-structural changes (mechanical response) to the influence of these parameters were analyzed by stiffness and tensile tests.

Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-26T11:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_MoysesNavesde_D.pdf: 11795880 bytes, checksum: 816fd6cdb3996f8cf9ea868d729c0050 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A busca por produtos naturais que apresentem elevado grau de pureza tem impulsionado pesquisas por processos de extração e, preferencialmente, que não agridam o meio ambiente. Assim, processos de extração com fluido supercrítico (SFE ¿ Supercritical Fluid Extraction) vêm ganhando espaço por propiciar extratos diferenciados. O resíduo obtido da SFE é a matriz sólida livre do extrato de interesse, sendo que esse resíduo pode ser utilizado como matéria-prima em outros processos. Atualmente há grande interesse também em processos que utilizem integralmente a matéria-prima, minimizando a produção de resíduo, e garantindo uma produção mais diversificada oriunda de uma mesma matéria-prima, mas não se pode desconsiderar o processo industrial, e para isso, é necessário desenvolver processos que possam ser integrados sem perder a continuidade da produção, mesmo que o processo, por definição, seja intitulado pseudocontínuo. Para a implementação da SFE em escala industrial uma opção é a operação pseudocontínua de extração com CO2 supercrítico (ScCO2), para que isso seja possível é necessário que a unidade de extração possua no mínimo n+1 extratores, tal que n seja um número inteiro positivo. Então, neste trabalho foi estudada a obtenção de dois tipos de extratos em operação pseudocontínua: (1) óleo volátil de cravo-da-índia, para a validação do processo de extração em modo pseudocontínuo e (2) extrato rico em tocotrienóis de sementes de urucum. Nos dois casos as matrizes vegetais após a SFE podem ser utilizadas para obtenção de outros produtos. No caso do urucum, as sementes desengorduradas possuem grande quantidade de bixina, a qual tem grande aceitabilidade no mercado devido ao seu poder corante, e por isso, utilizou-se esse resíduo como matéria-prima para a obtenção de bixina, promovendo, uma integração de processo. Ademais, o resíduo da extração da bixina e o material lignocelulósico obtido após a SFE do cravo-da-índia podem ser hidrolisados a alta pressão catalisada ou não por CO2 para produzir biopolímeros úteis para serem utilizados na fabricação de nanoestruturas porosas. Para que o processo pseudocontínuo pudesse ser desenvolvido foi necessário o conhecimento atual da área supercrítica, principalmente a nível regional (América Latina e Brasil), além da necessidade de entender as limitações que as diferentes técnicas de extração apresentam para as diferentes classes de compostos de interesse. Então o processo de extração pseudocontínuo foi avaliado, e se mostrou eficaz, permitindo aproveitamento do tempo, pois durante o período de carga e descarga de um leito extrativo o outro estava em período de extração. Deste modo, houve a manutenção de ao menos um extrator em período de extração, caracterizando-se assim a operação pseudocontínua. A extração pseudocontínua do óleo de cravo-da-índia apresentou uma taxa média 3,6 vezes maior que o processo em batelada. A manutenção da razão S/F e do tempo de extração iguais pode ser usada satisfatoriamente para mudança de escala para o cravo e o urucum, ao se utilizar extratores de relação Hb/Db distintas. Por fim, a composição química do óleo de cravo-da-índia foi distinta, sendo então aconselhado uma avaliação prévia dessa composição química antes de definir qual a relação Hb/Db será utilizada / Abstract: The demand for natural products with high purity is promoting studies focused on extraction processes that avoid environmental damages. Supercritical fluid extraction (SFE) processes are gaining emphasis because they afford the extraction of selective compounds when compared with conventional techniques. The residue from SFE is the solid matrix free of target compounds; this residue can be a raw material in other processes. Recently, the appeal for green technologies and the searching for integral use of raw materials are receiving attention. These green technologies minimize the residue generation and promote a diversified production of bioactive compounds from the same raw material. Regarding the industrial scale, integrated processes with continuous productive lines are needed, even that in some cases the processes are named pseudo continuous. Thus, the pseudo continuous extraction using supercritical CO2 (ScCO2) is an important issue for implementing SFE processes in industrial scales. To make it possible, the extraction equipment needs to contain at least n+1 extractors, where n should be a positive integer number. Based on these aspects, we performed in this study the pseudo continuous extraction of two classes of compounds: (1) volatile oil from clove buds for validating the process and (2) tocotrienol rich-extracts from annatto seeds. In both cases the material from SFE can be used to obtain other products. Defatted annatto seeds contain bixin, a coloring pigment that finds several applications. Then, we selected annatto to obtain bixin by using process integration. Furthermore, the residue from the extraction of bixin and the lignocellulosic fraction from the extraction of clove compounds can be hydrolyzed applying high pressure. The reaction can be catalyzed with CO2 to produce biopolymers useful for manufacturing porous nanostructures. To become the pseudo continuous process feasible, we evaluated the information available on the scientific community, especially in Latin America and Brazil. With this search, we could find some limitations about extracting different classes of compounds. Then, we performed the proposed operation, and it yielded good results with respect to optimizing the time. While one bed was in extraction step, the other was in charge/discharge step, characterizing the pseudo continuous extraction mode. In this case, at least one bed was maintained in extraction step along the time. The pseudo continuous extraction of clove oil presented an extraction rate 3.6-fold higher when compared with batch extraction. Besides, process scale up using the studied raw materials might be accomplished by maintaining the S/F ratio equal (for a fixed time) in different Hb/Db ratios. Finally, we observed significant difference (5 % of probability) in the chemical composition of clove oil obtained in both extractors. An evaluation of the oil composition is needed to define the suitable Hb/Db ratio for extraction processes / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

[pt] Para compreender as inúmeras variáveis que regem o comportamento tensão-deformação-resistência dos resíduos sólidos urbanos (RSU) muito se têm feito em laboratório na tentativa de modelar o que de fato acontece dentro das células de resíduos, com vários níveis de sucessos e insucessos. Entretanto, dificuldades na obtenção de amostras indeformadas ou na fabricação de amostras representativas da real condição de campo, podem ser fatores limitantes. Por outro lado, as técnicas diretas de investigação de campo trazem consigo o potencial de obter informações reais sobre um meio que é altamente heterogêneo e de comportamento dependente do tempo. Contudo, dadas as dificuldades operacionais e de interpretação estas não têm sido empregadas em RSU de maneira freqüente. Uma destas técnicas é o pressiômetro que, apesar de já consagrada, não tem sido usada em RSU a contento, sendo no Brasil inovadora. Considerando esta lacuna, a presente pesquisa engloba todas as fases de construção de um pressiômetro de cravação (Full Displacement) e a sua aplicação na investigação de parâmetros de deformabilidade de resíduos. Um sistema diferenciado de medição de deformações radiais foi projetado para tentar compatibilizar os níveis de deformações necessários e que emprega sensores do tipo Hall. Estes sistemas são colocados ao longo do corpo da sonda em direções ortogonais para avaliar o comportamento da membrana durante a expansão e contabilizar efeitos da heterogeneidade e anisotropia dos RSU. A aplicação do pressiômetro foi realizada no aterro da Muribeca-PE, onde se realizaram ensaios pressiométricos juntamente com sondagens à percussão, ensaios de penetração de cone e análises laboratoriais, cujos resultados foram interpretados com técnicas convencionais fornecendo propriedades mecânicas dos resíduos sólidos. / [en] In order to understand the countless variables governing Municipal Solid Waste (MSW) stress-strain-strength behavior, much has been done in laboratory in the attempt of modeling what in fact happens inside the waste cells, with several levels of successes and failures. However, difficulties in obtaining undeformed samples or in preparing samples that represent real field conditions, given the high rank of heterogeneity in MSW landfills, could be limiting factors. On the other hand, direct field investigation techniques bring along great potential in obtaining in situ real information about an environment that is highly heterogeneous and time dependent. Unfortunately, operational and interpretation difficulties are limiting factors to a more common use of such techniques. One of these techniques is the Pressuremeter, which, despite of being already successfully applied in soils, has not been fairly used in MSW, particularly in Brazil which it has not been tested yet. Considering this gap, this research deals with the construction of a new full displacement pressuremeter and its application in MSW investigations. Unlike the prebored and self-boring techniques, the pressuremeter developed here can be directly pushed in the underground. During its construction and assembly stages a system to measure radial displacements was conceived, which makes use of Hall effect sensor in order to measure higher cavity strains. These systems are mounted along the probes` length in orthogonal directions in order to evaluate the membrane behavior during expansion, therefore accounting heterogeneity and anisotropy in MSW landfills. The application of such pressuremeter was carried out in the Muribeca (PE) landfill, where 16 pressuremeter tests were carried out along with standard penetration test, cone penetrometer tests and laboratory analyses, whose results were interpreted with conventional methodologies providing mechanical waste properties.

[pt] Esta dissertação tem como objetivo avaliar algoritmos de segmentação para imagens de sensoriamento remoto. Quatro algoritmos de segmentação foram considerados neste estudo. Esses algoritmos têm abordagens diferentes tais como baseado em agrupamento, em crescimento de regiões, em modelos bayesianos e em grafos. Como cada algoritmo tem os seus próprios parâmetros, o processo de encontrar seus parâmetros ótimos foi feito usando um algoritmo de otimização, Nelder - Mead. O algoritmo Nelder - Mead procura os melhores parâmetros para cada algoritmo de segmentação, isto é, os parâmetros que proporcionam os resultados mais exatos com respeito a uma referência dada. A função objetivo foi definida a partir de sete métricas diferentes. Eles avaliam qualitativamente o resultado da segmentação baseadas na sua referência. Os experimentos foram realizados ao longo de três imagens de sensoriamento remoto de diferentes localidades do Brasil. Isso envolveu um total de 84 experimentos. Os resultados mostraram que as abordagens baseadas em grafos produzem os melhores resultados baseados em todas as métricas. As abordagens baseadas no crescimento de regiões e agrupamento apresentaram-se como boas opções para imagens de sensoriamento remoto. / [en] This dissertation aims to evaluate segmentation algorithms for remote sensing images. Four segmentation algorithms were considered in this study. These algorithms have different approaches such as clustering-based, region growing-based, bayesian-based and graph-based. As each algorithm has its own parameters, the process to find their optimum values was done using an optimization algorithm, Nelder - Mead. Nelder - Mead algorithm looks for the best parameters for each segmentation algorithm, i.e. the parameters that provide the most accurate results with respect to a given reference. The objective function was defined by seven different metrics. These metrics assess qualitatively the segmentation result based on its reference. The experiments were performed over three remote sensing images from different locations of Brazil. A total of 84 experiments have been performed. The results have shown that graph-based approaches produce the best results based on each metric. The region growing- and clustering-based approaches have shown to be good alternatives for remote sensing images.