Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1043734 bytes, checksum: 3e87f139c35734fda483ad3de2892d0b (MD5) Previous issue date: 2009-02-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The aim of this work was to evaluate and model the water absorption process of corn grain submitted to soaking process at different levels of mechanical damage at different temperatures, as well to determinate and model its mechanical behavior during the process. Behavior of some physical properties was investigated in function of moisture content. Corn grain of AG 1510 variety were utilized, with initial moisture content of 0.142 (decimal d.b.) obtained at a small producer from Viçosa (MG) city area. Different mechanical damage levels were induced at grains, correlating with electrical conductivity. At soaking process, solution of 0.2 % of sulfur dioxide (SO2 ) and 0.55 % of lactic acid (C3H6O3) in distilled water were used, referring to wet milling conventional process of corn grain, at temperatures of (40, 50, 60 and 70) ºC and mechanical damage levels analyzed indirectly through electrical conductivity of (2.847, 14.077, 22.261, 29.194 and 32.971) μS cm-1 g-1. Soaking process modeling was performed by Peleg s model. Effective diffusivity coefficient to hydration process of corn grain was obtained through observed data adjustment of liquid diffusivity model based on Fick s second law, and its relationship with temperature was described by Arrhenius equation. Bulk and real densities, porosity, circularity, sphericity and volumetric expansion were evaluated to corn grain without induced mechanical damage (witness) in function of moisture content. Mechanical properties were also determined: force to a specific deformation of 0.001 m, proportional deformity modulus, deformation energy and resilient modulus, evaluating the force-deformation curve, to different moisture content and physical damage levels. Was concluded, according to obtained results: (a) structural alterations caused by induced mechanical damage at corn grain altered product water absorption rates; (b) Peleg s model adequately adjusted to observed data to entire conditions utilized; (c) effective diffusivity coefficients values increased with temperature and damage level increase, presenting magnitudes between (2.403 × 10-10 and 19.220 × 10-10) m2 s-1; (d) activation energy referred to water diffusivity of corn grain varied from (14.533 to 28.366) kJ mol-1, being that higher values is correlated to higher product physical integrity; (e) porosity increased linearly until achieve a certain level, and its behavior was described by a bi-segmented model. Bulk and real densities varied by a quadratic relation, where by values decreased until attain a minimal value, increasing afterwards. Circularity and sphericity of corn grain didn t varied with moisture content; (f) Unit volumetric expansion was best represented by Rahman s model. None of the conventional models used to predict volumetric variation of agricultural products adjusted satisfactorily to apparent volumetric expansion observed data of corn grain, therefore a new model was proposed; (g) The mechanical properties evaluated decreased significantly only with regard to moisture content variation. Force, proportional deformity modulus, energy and resilient modulus values acquired varied respectively between (446.1 and 144.60) N; (532.76 and 165.9) MPa; (279.32 and 36,24) mJ, and (1.4687 and 0.1923) mJ mm-3, with the moisture content ranging from (0.2585 to 0.5878) (decimal d.b.) and mechanical damage level obtained indirectly through electrical conductivity between (2.8466 and 32.971) μS cm-1 g-1; (h) sigmoid model, expressed by Taylor series, satisfactorily described the force-deformation relationship data displayed by corn grain with a moisture content below 0.57 (decimal d.b.). / O objetivo deste trabalho foi avaliar e modelar o processo de absorção de água em grãos de milho submetidos ao processo de embebição com diferentes níveis de danificação mecânica em diferentes temperaturas, além de determinar e modelar seu comportamento mecânico durante o processamento. Buscou-se ainda estudar o comportamento de algumas propriedades físicas em função do teor de água. Foram utilizados grãos de milho da variedade AG 1510, com teor de água inicial de 0,142 (decimal b.s.) obtidos de um produtor rural da cidade de Viçosa (MG). Induziram-se diferentes níveis de danificação mecânica nos grãos, correlacionando-os com a condutividade elétrica. No processo de embebição foi utilizada uma solução de 0,2 % de dióxido de enxofre (SO2) e 0,55 % de ácido lático (C3H6O3) em água destilada, referindo-se ao processamento convencional via úmida dos grãos de milho, nas temperaturas de (40, 50, 60 e 70) °C e com o produto com níveis de danificação mecânica analisados indiretamente pela condutividade elétrica de (2,847; 14,077; 22,261; 29,194 e 32,971) μS cm-1 g-1. Para a modelagem do processo de embebição utilizou-se o modelo de Peleg. O coeficiente de difusão efetivo para o processo de hidratação dos grãos de milho foi obtido pelo ajuste do modelo da difusão líquida baseado na segunda lei de Fick aos dados observados e sua relação com a temperatura foi descrita pela equação de Arrhenius. As massas específicas aparente e unitária, a porosidade, a circularidade, a esfericidade e a expansão volumétrica foram avaliadas para os grãos de milho sem danificação mecânica induzida (testemunha) em função do teor de água. Foram determinadas ainda as propriedades mecânicas: força para uma deformação específica de 0,001 m, módulo proporcional de deformidade, energia necessária para a deformação e o módulo de resiliência avaliando a curva deformação-força para diferentes teores de água e níveis de danificação física. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que: (a) As alterações estruturais causadas pela danificação mecânica induzida nos grãos de milho alteraram as taxas de absorção de água no produto; (b) O modelo de Peleg se ajustou adequadamente aos dados observados para todas as condições utilizadas; (c) Os valores do coeficiente de difusão efetivo aumentaram com o aumento da temperatura e do nível de danificação, apresentando valores entre (2,403 × 10-10 e 19,220 × 10-10) m2 s-1; (d) A energia de ativação referente à difusão de água nos grãos de milho variou entre (14,533 e 28,366) kJ mol-1, sendo os maiores valores obtidos quanto mais íntegro fisicamente o produto se apresentava; (e) A porosidade aumentou linearmente até atingir um patamar, e seu comportamento foi descrito por um modelo bi- segmentado. As massas específicas aparente e unitária variaram segundo uma relação quadrática, em que os valores diminuíram até atingir um valor mínimo, quando voltaram a aumentar. A circularidade e a esfericidade dos grãos de milho não variaram com o teor de água; (f) O modelo de Rahman foi o que melhor representou os dados da expansão volumétrica unitária. Nenhum dos modelos tradicionalmente usados para predizer a variação volumétrica de produtos agrícolas se ajustou satisfatoriamente aos dados observados da expansão volumétrica aparente dos grãos de milho, sendo proposto um novo modelo; (g) As propriedades mecânicas estudadas diminuíram significativamente com o aumento do teor de água. Os valores encontrados para a força, o módulo proporcional de deformidade, a energia e o módulo de resiliência variaram respectivamente entre (144,60 e 446,1) N; (532,76 e 165,9) MPa; (279,32 e 36,24) mJ e entre (1,4687 e 0,1923) mJ mm- 3, para uma faixa de teor de água entre (0,2585 e 0,5878) (decimal b.s.) e níveis de danificação mecânica obtidos indiretamente pela condutividade elétrica variando de (2,8466 a 32,971) μS cm-1 g-1; e (h) O modelo sigmoidal, descrito pela série de Taylor, descreveu satisfatoriamente os dados da relação deformação-força exibida pelos grãos de milho para teores de água inferiores a 0,57 (decimal b.s.).

Orientador: Maria Helena Moraes / Banca: Maria de Fátima Guimarães / Banca: Kátia Luciene Maltoni / Resumo: A cultura da batata requer especial atenção no preparo do solo, sendo necessário descompactar o solo antes do plantio a fim de que se proporcione uma estrutura adequada para permitir o crescimento das raízes e para que não ocorra o acúmulo de água. A estrutura condiciona o arranjo das partículas que, por sua vez, determina a distribuição dos poros. O monitoramento da qualidade do solo é necessário e pode ser realizado mediante avaliação dos seus atributos físicos, que são importantes para a sustentabilidade dos sistemas agrícolas. O emprego da técnica de análise de imagens permite o estudo de amostras de solo não deformadas e a identificação dos constituintes elementares e suas associações. Este trabalho teve por objetivo avaliar e quantificar, por meio da análise de imagens, as modificações na porosidade de um Latossolo Vermelho, no município de Paranapanema, no estado de São Paulo, cultivado com batata sob dois manejos de irrigação. Os tratamentos foram constituídos de: cultivo convencional de batata, em produção agrícola a três anos, irrigado via pivô central (CCP), cultivo convencional de batata, em produção agrícola a três anos, irrigado via canhão (CCC) e, como referência da estrutura do solo, foram utilizadas, também, as áreas de pastagem e mata nativa. Nas áreas de cultivo empregava-se a rotação de culturas com feijão/batata/milho/batata na área CCP e feijão/trigo/milho/batata na área CCC.O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com três repetições. As amostras de solo foram coletadas na linha da batata, antecedendo a colheita, nos meses de setembro e outubro de 2006. Três amostras deformadas foram retiradas em cada área para análise química do solo. Para avaliação da resistência do solo à penetração, da porosidade e da densidade do solo, foram abertas três trincheiras de 1,00m x 0,50m em cada parcela...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Potato crop requires special attention to soil preparation, there being necessary soil decompactation before sowing, so that there could be a suitable structure to allow root growth and for the water accumulation not to occur. The structure limits the arrangement of the particles that, as well, determines pore distribution. The monitoring of soil quality is necessary and it can be done through the evaluation of its physical attributes, which are important for the sustainability of the crop systems. The use of the technique consisted of image analysis allows the study of undisturbed samples of soil and the identification of the elementary components and their associations. The research had as objective to evaluate and quantify, through image analysis, the modifications in porosity of a Red Latossol in the city of Paranapanema, state of São Paulo, cultivated with potato under two irrigation systems. The treatments consisted of the following: conventional cropping system of potato, in crop production for 3 years, irrigated by a center pivo (CCP); conventional cropping system of potato, in crop production for 3 years, irrigated by a gun sprinkler (CCC), natural pasture and native forest. In the crop areas, rotation crop system was used. The completely randomized design was used, with three replications. The samples of soil were collected in the potato row before harvest, in the months of September and October of 2006. Three disturbed samples were collected from each plot for soil chemical analysis. Three trenches with 1,00m x 0,50m were open in each plot to evaluate soil penetration resistance, porosity and density. For the interpretation of the porosity data, obtained from the thin sections, the program KS 300 Zeiss was used. All data obtained was submitted to the Tukey test at a probability level of 5%, using the SISVAR program...(Complete abstract, click electronic access below) / Mestre