Tese de doutoramento. Engenharia Química. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-11-13T17:00:40Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1798486 bytes, checksum: 51bee792673f62bf3122ebb790b60e1d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T17:00:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1798486 bytes, checksum: 51bee792673f62bf3122ebb790b60e1d (MD5) Previous issue date: 2017-06-28 / O polissacarídeo goma xantana (GX) tem ganhado notável atenção e tem sido bastante estudado e frequentemente aplicado em formulações alimentícias, cosméticas, farmacêuticas, e até mesmo na indústria petrolífera. Com o objetivo de explorar ainda mais as funções desse polissacarídeo, muitos estudos têm se concentrado em verificar os efeitos de diversos tratamentos físicos e químicos, na relação estrutura-propriedades técnico-funcionais. Um dos tratamentos aplicados, vem sendo a adição de eletrólitos para mudar a força iônica do meio, que consiste no foco de estudo do presente trabalho de pesquisa. Em este estudo se pretendeu determinar as características físico-químicas e perfil reológico, de dispersões aquosas de goma xantana contendo sais de qualidade alimentar (NaCl, KCl, MgCl 2 e CaCl 2 ) em concentrações calculadas de modo a se obter diferentes forças iônicas (50 mM e 100 mM). No estudo, foi determinado o efeito da blindagem eletrostática dos cations dos sais, nas cargas elétricas das cadeias da goma xantana, o que foi verificado pela diminuição em modulo da grandeza potencial zeta. Também em termos estruturais, foram identificadas duas distribuições de tamanho de partículas de goma xantana, cuja polidispersidade ou grau de heterogeneidade foi ligeiramente incrementado pela presença de sais divalentes (MgCl 2 e CaCl 2 ). Esses aspetos estruturais geraram mudanças nos parâmetros reológicos avaliados para as dispersões. Especificamente, a viscosidade aparente foi ligeiramente diminuída para as dispersões contendo sais com cátions de maior raio atômico (K + e Ca 2+ ). O comportamento viscoelástico foi afetado pelos sais adicionados na maior força iônica (100 mM), sendo determinada a dispersão com a estrutura de um sólido elástico. Assim, o estudo pôde contribuir para se discutir e se compreender melhor como interações entre cadeias de goma xantana e diferentes cátions em meios aquosos levam a mudanças nas características reológicas desses meios. / Xanthan gum (XG) has received great attention, extensively studied and often applied in food, cosmetic, pharmaceutical formulations, and even in the oil industry. In order to further explore techno-functionalities of this polysaccharide, some studies have focused on verifying the effects of physical and chemical modifications on XG structure-function relationships. One of such modifications is the addition of electrolytes to change the ionic strength of the medium, which is the study focus of this research work. Here, we aimed to determine physicochemical and rheological characteristics of aqueous dispersions of XG, containing food grade salts (NaCl, KCl, MgCl 2 and CaCl 2 ) at concentrations adequately chosen to obtain different ionic strengths (50 mM and 100 mM). The electrostatic shielding effect of salts cations on the electrical charges of the XG chains was evaluated through zeta potential analyses. Also, in structural terms, two size distributions of XG particles were identified, whose polydispersity or degree of heterogeneity was slightly increased by the presence of salts formed by bivalent cations (MgCl 2 and CaCl 2 ). These structural aspects generated changes in the rheological parameters evaluated for the dispersions. Specifically, the apparent viscosity was slightly decreased for the dispersions containing salts with cations of greater atomic radius (K + and Ca 2+ ). The viscoelastic behavior was affected by the salts added at the highest ionic strength (100 mM). In such media, the material behaved as an elastic solid. From the study, it was interesting to have identified which characteristics of the salts present were preponderant in the generation of changes in the properties of XG dispersions. In this way, this study contributed to discuss and to understand how interactions between XG chains and different cations in aqueous media engender changes in rheological characteristics of such media.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-05Bitstream added on 2014-06-13T20:22:39Z : No. of bitstreams: 1 astolfifilho_z_dr_sjrp.pdf: 695490 bytes, checksum: 3adb947af709fd45408c6268fc657086 (MD5) / O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades termo-físicas e reologia do caldo de cana em diferentes etapas de processamento, avaliando o efeito destas propriedades em algumas aplicações para produção de biocombustível e otimização de processos de engenharia. Propriedades termo-físicas e reológicas foram avaliadas para caldos de cana bruto (USCJ), caldo de cana clarificado (CSCJ) e caldo misto (MSCJ), determinada em uma faixa de temperatura de 277,4 K a 373,4 K. Propriedades termo-físicas foram determinadas experimentalmente nesta faixa de temperatura e um modelo polinomial foi empregado, resultando em bons ajustes aos dados experimentais. A densidade e condutividade térmica variaram de (1.044,5 a 1.189,5) kg/m³ e (0,475 a 0,493) W/m.K, respectivamente. O calor específico variou de (3.601,8 a 3.802,9) J/kg.K. As medidas reológicas dos caldos de cana foram realizadas no mesmo intervalo de temperatura e a reometria efetuada em um reômetro rotacional com geometria cone e placa e tensão controlada. Estes fluidos apresentaram um comportamento Newtoniano e, na faixa de temperatura estudada, os valores das viscosidades dos caldos de cana variaram na faixa de (5,0 a 0,04) mPa.s. A dependência da viscosidade com a temperatura foi evidenciada por meio de uma equação do tipo de Arrhenius. Para determinar o fator de atrito, os valores experimentais de perda de carga do caldo de cana fluindo nos tubos foram utilizados a viscosidade dinâmica. Os fatores de atrito experimentais foram correlacionados com o número de Reynolds generalizado e resultaram em bons ajustes. Houve boa concordância entre os valores preditos e medidos confirmando a confiabilidade das equações propostas para descrever o comportamento do fluxo dos caldos de cana. Neste trabalho, os fatores de atrito (f) e o número de Nusselt (Nu) foram determinados para os caldos de cana em diferentes etapas... / The objective of this work was to evaluate the thermophysical properties and rheology of sugarcane juice at different processing steps, evaluating the effect of these properties in some applications for biofuel production and optimization of engineering processes. Thermophysical and rheological properties were evaluated for untreated sugarcane juice (USCJ), clarified sugarcane juice (CSCJ), and mixed sugarcane juice (MSCJ), determined in a temperature range of 277,4 K to 373,4 K. Thermophysical properties were experimentally determined at this temperature range and a polynomial model was used, resulting in good fits to experimental data. The density and thermal conductivity varied from (1044,5 to 1189,5) kg/m³ and (0,475 to 0,493) W/m.K, respectively. The specific heat ranged from (3601,8 to 3802,9) J/kg.K. The rheological measurements for sugarcane juices were carried out in the same range of temperature and rheometry was performed in a rotational rheometer with cone and plate geometry and controlled stress. These fluids presented a Newtonian behavior and in the temperature range studied, the values of viscosity of sugarcane juices were in the range of (5,0 to 0,04) mPa.s. The dependence of viscosity with temperature was evidenced through an Arrhenius type equation. To determine the friction factor, experimental values of pressure drop from sugarcane juice flowing in tubes and the dynamic viscosity were used. The experimental friction factors were correlated with the generalized Reynolds number and resulted in good adjustments. There was good agreement between predicted and measured values confirming the reliability of the proposed equations to describe the flow behavior of sugarcane juices. In this work, friction factors (f) and Nusselt number (Nu) were determined for sugarcane juice in different steps of its processing (untreated sugarcane juice, clarified sugarcane juice and mixed... (Complete abstract click electronic access below)

The objective of this study was to evaluate the reduction on the levels of mycotoxins in wheat products and by-products: deoxynivalenol (DON) in whole wheat flour, wheat bran and the efluent from wet milling of wheat flour, and zearalenone (ZEN) in wheat bran. Firstly, the reduction of DON contamination was studied on whole wheat flour, naturaly contaminated, and considering different moisture levels, as well as in wet milling effluent of wheat flour. Further, the impact of the ozonation process on the rheological properties of the processed flour was evaluated. Secondly, the wheat bran naturally co-contaminated with DON and ZEN was studied, considering the degradation of both mycotoxins and the impact of the ozonation process on the bran phenolic compound content and on the antioxidant capacity. The DON degradation in the whole wheat flour increased with both processing time and moisture content. By changing these process parameters, it was possible to obtain products in accordance with the legal limits of Brazil and the European Union, even starting with concentration 2-4 times higher than the legal limits. However, the rheological properties of the whole wheat flour were affected by the process, probably due to protein modifications. The DON concentration on the wet milling effluent was linearly reduced by the ozonation. In wheat bran naturally contaminated and in its equilibrium moisture, the ozonation reduced both DON and ZEN contamination. The degradation of ZEN was higher and faster than the degradation of DON, which could be explained by their molecular structures. It was also observed that the ozonation process did not negatively affect the phenolic compounds and the antioxidant capacity, which is high desirable from a nutritional point of view. Consequently, this work concludes that the ozonation process was effective in reducing DON and ZEN in different wheat products and efluent. It is noteworthy that the results obtained are promising for future studies and to elucidate the mechanism of action of ozone on mycotoxins and constituents of food. / O objetivo deste estudo foi avaliar a redução nos níveis de micotoxinas em produtos e subprodutos de trigo: desoxinivalenol (DON) em farinha de trigo integral, farelo de trigo e efluente de moagem da farinha de trigo e zearalenona (ZEA) em farelo de trigo. No primeiro momento, a redução da contaminação por DON foi estudada em farinha de trigo integral, naturalmente contaminada e considerando diferentes níveis de umidade, bem como no efluente de moagem úmida da farinha. Além disso, o impacto do processo de ozonização nas propriedades reológicas da farinha processada foi avaliado. Em segundo lugar, estudou-se o farelo de trigo naturalmente co-contaminado com DON e ZEA, considerando a degradação de ambas as micotoxinas e o impacto do processo de ozonização no conteúdo do composto fenólico do farelo e na capacidade antioxidante. A degradação de DON na farinha de trigo integral aumentou tanto com o tempo de processamento quanto com o teor de umidade. Ao alterar esses parâmetros de processo, foi possível obter produtos de acordo com os limites legais do Brasil e da União Européia, mesmo com a concentração 2-4 vezes superior aos limites legais. Contudo, as propriedades reológicas da farinha de trigo integral foram afetadas pelo processo, provavelmente devido a modificações de proteínas. A concentração de DON no efluente de moagem úmida foi linearmente reduzida pela ozonização. Em farelo de trigo naturalmente contaminado e em sua umidade de equilíbrio, a ozonização reduziu a contaminação DON e ZEA. A degradação do ZEA foi maior e mais rápida que a degradação do DON, o que poderia ser explicado pelas suas estruturas moleculares. Observou-se também que o processo de ozonização não afetou negativamente os compostos fenólicos e a capacidade antioxidante, o que é altamente desejável do ponto de vista nutricional. Consequentemente, este trabalho conclui que o processo de ozonização foi efetivo na redução de DON e ZEA em diferentes produtos de trigo e efluentes. Vale ressaltar que os resultados obtidos são promissores para futuros estudos e elucidar o mecanismo de ação do ozônio sobre micotoxinas e constituintes dos alimentos.

Neste estudo foram sintetizados copolímeros de butadieno e estireno (SBR) através do processo de polimerização em emulsão a quente. Foi avaliada a influência das condições reacionais sobre as principais propriedades dos copolímeros, como grau de encolhimento no moinho, massas molares numérica média (Mn) e ponderal média (Mw), distribuição de massa molar (Mw/Mn) e propriedades reológicas das diferentes SBRs. Os copolímeros obtidos foram avaliados quanto aos módulos elástico (G) e viscoso (G) e tangente delta pelo equipamento Analisador de Processamento de Borracha (RPA) e pelo viscosímetro Mooney MV 2000. Foi verificado no copolímero obtido a influência da adição do agente de reticulação, em que pequena variação da quantidade adicionada do mesmo ao sistema de polimerização, proporcionou grande alteração nas propriedades do copolímero. Os copolímeros obtidos a diferentes conversões da reação de polimerização apresentaram aumento da viscosidade Mooney e massas molares numérica e ponderal médias com o aumento da conversão. A avaliação reológica pelo equipamento RPA de copolímeros comerciais confirmou os resultados obtidos pelo viscosímetro Mooney MV 2000 no teste de relaxação de tensão / In this study copolymers of butadiene and styrene were synthesized by a hot emulsion polymerization process. The influence of the reaction conditions was evaluated on the main properties of the copolymers, as degree of shrinkage in the mill, number (Mn) and weight-average (Mw) molecular weight, molecular weight distribution (Mw/Mn) and the rheological properties of the copolymers. The copolymers were evaluated by the elastic (G) and viscous (G) modulus and tan delta by the Rubber Process Analyser (RPA) and Mooney viscosimeter MV 2000. It was verified that the addition of small quantities of crosslinking agent in the copolymer has a higher influence on its properties. The Mooney viscosity and the number and weight-average molecular weight increased as polymerization conversion increased. The rheological evaluation by the RPA of several commercial copolymers has confirmed the results obtained by the Mooney viscosimeter MV 2000 during the stress relaxation test

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2884.pdf: 1427579 bytes, checksum: 15c73529ac62953165468877687fa6d3 (MD5) Previous issue date: 2004-05-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / The growing concern with the solid residues management, observed in the last decade, due to its huge amount and impact, has motivated the search for recycling processes, where these residues can be reprocessed to generate new products, enlarging the cycle of materials and energy which are present in them. Special attention is given to the recycling of PET from containers of carbonated drinks. During the recycling of PET, the action of degradative fenomena creates a recycled resin with inferior properties, when compared to the original one, which difficults the use in new cycles of processing. The use of processing additives can overcome this effect. The improvement on the processability and modifications in the final properties of products made with blends of branched and linear resins have been reported in the literature. The branched resin could act as a processing additive. Even though some studies have characterized branched PET resins, the mixture of branched PET with recycled PET has not been reported before. Therefore, this study has as objective the characterization of a branched PET resin for use as processing additive in recycled PET and the characterization of the properties of the blends made with these two resins. In a first step, the characterization of the branched and recycled PET has been performed, and their properties compared with a bottle grade PET resin. The resins have been reprocessed to study the effect of the reprocessing over their properties. Modifications on the viscoelastic properties have been observed; the melt viscosity diminished, due to the degradation suffered during the process; the branched resin showed higher viscosity and melt strength. Next, the branched and recycled PET were blended. Improvements on the rheological properties were observed. The blends showed potential for use in transformation processes where higher melt strength is required. / A crescente preocupação com a gestão de resíduos sólidos, observada na última década, em virtude de sua enorme quantidade e impacto ambiental, tem motivado a busca por processos de reciclagem, onde estes resíduos podem ser reprocessados de modo a gerarem novos produtos, ampliando o ciclo dos materiais e energia neles contidos. Especial atenção tem sido dada para a reciclagem do poli (tereftalato de etileno), PET, advindo de embalagens de bebidas carbonatadas. Durante a reciclagem do PET a ação de fenômenos degradativos produz uma resina reciclada com propriedades inferiores à original, dificultando novos ciclos de processamento. O uso de aditivos de processamento pode compensar esse efeito. A melhoria na processabilidade e modificações de propriedades finais de produtos feitos com misturas de resinas ramificadas e lineares foram reportadas na literatura. A resina ramificada atuaria como aditivo de processamento. Embora alguns estudos tenham realizado a caracterização de resinas de PET ramificado, a incorporação do PET ramificado em blendas com PET reciclado não foi reportada. Assim, este estudo tem como objetivos a caracterização de uma resina de PET ramificado para uso como aditivo de processamento em PET reciclado e das propriedades das blendas formadas pelas duas resinas. Em uma primeira etapa foi feita a caracterização do PET ramificado e do PET reciclado usados no trabalho, em comparação com uma resina de PET grau garrafa. As resinas foram reprocessadas para o estudo do efeito do reprocessamento sobre suas propriedades. Modificações das propriedades viscoelásticas foram observadas; a viscosidade do fundido apresentou queda significativa, em virtude da degradação sofrida durante o processo; a resina ramificada apresentou maior viscosidade e resistência do fundido. A seguir efetuou-se a mistura do PET ramificado com o reciclado. Melhorias nas propriedades reológicas foram observadas. As blendas apresentaram potencial para uso em processos de transformação para os quais maior resistência do fundido é requerida.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-25Bitstream added on 2014-06-13T19:11:28Z : No. of bitstreams: 1 flauzino_rd_me_sjrp.pdf: 1058909 bytes, checksum: 58deb88c6bb574ed44bcb791303aa12b (MD5) / Neste trabalho estudou-se a influência da temperatura (275,4 a 359,8 K) e teor de gordura (10,2% a 30,6%) nos parâmetros reológicos do creme de leite, como também a influência da temperatura (278 a 343 K) nos parâmetros reológicos do leite condensado. A caracterização reológica foi realizada com o auxílio de um reômetro rotacional do tipo cone e placa, localizado no DEA/FZEA/USP, e de um reômetro rotacional do tipo cone e placa, localizado no DETA/UNESP. Os dados experimentais foram ajustados aos modelos de Ostwald-De Waele, Bingham e Herschel-Bulkley, para determinação dos parâmetros reológicos. Observou-se para o leite condensado, em toda faixa de temperatura de estudo (278 a 343 K), comportamento pseudoplástico, sem tensão inicial de escoamento, e neste caso os parâmetros reológicos foram ajustados de acordo com o modelo de Otswald-De-Waele. Para o creme de leite, observou-se comportamento viscoplástico (Binghamiano), na faixa de temperatura entre 275,4 e 306,4 K nas concentrações de 20,3 a 30,6%, sendo, neste caso, os parâmetros reológicos ajustados de acordo com o modelo de Bingham. Para a faixa de temperatura entre 275,4 e 359,8 K nas concentrações de 10,2 a 20,3%, observou-se comportamento Newtoniano, sendo, neste caso, os parâmetros reológicos ajustados de acordo com o modelo de Newton. Além disso, para temperaturas acima de 313K, em todas as concentrações, foi observado comportamento Newtoniano. Para os dois produtos, a influência da temperatura foi representada por uma função exponencial. Correlações simples foram utilizadas para analisar o efeito combinado da temperatura e da fração de gordura nos parâmetros reológicos do creme de leite. / The rheological behavior of milk cream with different fat contents (10,2% to 30,6%) was studied at a wide range of temperatures (275,4 to 359,8 K), as also the rheological behavior of sweetened condensed milk at a wide range of temperatures (278 to 343K). The rheological characterization was made using a cone and plate rotational rheometer, located at DEA/FZEA/USP, and a rheometer of the type cone and plate, located in DETA/UNESP. The experimental data have been adjusted to the Ostwald-De Waele, Bingham and Herschel-Bulkley models, to determine the rheological parameters. It was observed for sweetened condensed milk, in all the temperature bands, pseudoplastic behavior, without yield stress, and the rheological parameters have been adjusted the Otswald-De-Waele model. For milk cream, it was observed viscoplastic behavior (Binghamian), in the temperature bands between 275,4 and 306,4 K at fat contents of 20,3% to 30,6%. The rheological parameters have been adjusted to the Bingham model. For the temperature bands between 275,4 and 359,8 K at fat contents of 10,2% to 20,3%, it was observed Newtonian behavior, and therefore the rheological parameters have been adjusted to the Newton model. Besides, for temperatures above 313K, in all concentrations, it was observed Newtonian behavior. For the two products, the influence of the temperature was represented by an exponential function. Simple correlations were used to analyze the effect of the temperature and the fat fraction in the rheological parameters of the milk cream.

Neste estudo foram sintetizados copolímeros de butadieno e estireno (SBR) através do processo de polimerização em emulsão a quente. Foi avaliada a influência das condições reacionais sobre as principais propriedades dos copolímeros, como grau de encolhimento no moinho, massas molares numérica média (Mn) e ponderal média (Mw), distribuição de massa molar (Mw/Mn) e propriedades reológicas das diferentes SBRs. Os copolímeros obtidos foram avaliados quanto aos módulos elástico (G) e viscoso (G) e tangente delta pelo equipamento Analisador de Processamento de Borracha (RPA) e pelo viscosímetro Mooney MV 2000. Foi verificado no copolímero obtido a influência da adição do agente de reticulação, em que pequena variação da quantidade adicionada do mesmo ao sistema de polimerização, proporcionou grande alteração nas propriedades do copolímero. Os copolímeros obtidos a diferentes conversões da reação de polimerização apresentaram aumento da viscosidade Mooney e massas molares numérica e ponderal médias com o aumento da conversão. A avaliação reológica pelo equipamento RPA de copolímeros comerciais confirmou os resultados obtidos pelo viscosímetro Mooney MV 2000 no teste de relaxação de tensão / In this study copolymers of butadiene and styrene were synthesized by a hot emulsion polymerization process. The influence of the reaction conditions was evaluated on the main properties of the copolymers, as degree of shrinkage in the mill, number (Mn) and weight-average (Mw) molecular weight, molecular weight distribution (Mw/Mn) and the rheological properties of the copolymers. The copolymers were evaluated by the elastic (G) and viscous (G) modulus and tan delta by the Rubber Process Analyser (RPA) and Mooney viscosimeter MV 2000. It was verified that the addition of small quantities of crosslinking agent in the copolymer has a higher influence on its properties. The Mooney viscosity and the number and weight-average molecular weight increased as polymerization conversion increased. The rheological evaluation by the RPA of several commercial copolymers has confirmed the results obtained by the Mooney viscosimeter MV 2000 during the stress relaxation test

The objective of this study was to evaluate the reduction on the levels of mycotoxins in wheat products and by-products: deoxynivalenol (DON) in whole wheat flour, wheat bran and the efluent from wet milling of wheat flour, and zearalenone (ZEN) in wheat bran. Firstly, the reduction of DON contamination was studied on whole wheat flour, naturaly contaminated, and considering different moisture levels, as well as in wet milling effluent of wheat flour. Further, the impact of the ozonation process on the rheological properties of the processed flour was evaluated. Secondly, the wheat bran naturally co-contaminated with DON and ZEN was studied, considering the degradation of both mycotoxins and the impact of the ozonation process on the bran phenolic compound content and on the antioxidant capacity. The DON degradation in the whole wheat flour increased with both processing time and moisture content. By changing these process parameters, it was possible to obtain products in accordance with the legal limits of Brazil and the European Union, even starting with concentration 2-4 times higher than the legal limits. However, the rheological properties of the whole wheat flour were affected by the process, probably due to protein modifications. The DON concentration on the wet milling effluent was linearly reduced by the ozonation. In wheat bran naturally contaminated and in its equilibrium moisture, the ozonation reduced both DON and ZEN contamination. The degradation of ZEN was higher and faster than the degradation of DON, which could be explained by their molecular structures. It was also observed that the ozonation process did not negatively affect the phenolic compounds and the antioxidant capacity, which is high desirable from a nutritional point of view. Consequently, this work concludes that the ozonation process was effective in reducing DON and ZEN in different wheat products and efluent. It is noteworthy that the results obtained are promising for future studies and to elucidate the mechanism of action of ozone on mycotoxins and constituents of food. / O objetivo deste estudo foi avaliar a redução nos níveis de micotoxinas em produtos e subprodutos de trigo: desoxinivalenol (DON) em farinha de trigo integral, farelo de trigo e efluente de moagem da farinha de trigo e zearalenona (ZEA) em farelo de trigo. No primeiro momento, a redução da contaminação por DON foi estudada em farinha de trigo integral, naturalmente contaminada e considerando diferentes níveis de umidade, bem como no efluente de moagem úmida da farinha. Além disso, o impacto do processo de ozonização nas propriedades reológicas da farinha processada foi avaliado. Em segundo lugar, estudou-se o farelo de trigo naturalmente co-contaminado com DON e ZEA, considerando a degradação de ambas as micotoxinas e o impacto do processo de ozonização no conteúdo do composto fenólico do farelo e na capacidade antioxidante. A degradação de DON na farinha de trigo integral aumentou tanto com o tempo de processamento quanto com o teor de umidade. Ao alterar esses parâmetros de processo, foi possível obter produtos de acordo com os limites legais do Brasil e da União Européia, mesmo com a concentração 2-4 vezes superior aos limites legais. Contudo, as propriedades reológicas da farinha de trigo integral foram afetadas pelo processo, provavelmente devido a modificações de proteínas. A concentração de DON no efluente de moagem úmida foi linearmente reduzida pela ozonização. Em farelo de trigo naturalmente contaminado e em sua umidade de equilíbrio, a ozonização reduziu a contaminação DON e ZEA. A degradação do ZEA foi maior e mais rápida que a degradação do DON, o que poderia ser explicado pelas suas estruturas moleculares. Observou-se também que o processo de ozonização não afetou negativamente os compostos fenólicos e a capacidade antioxidante, o que é altamente desejável do ponto de vista nutricional. Consequentemente, este trabalho conclui que o processo de ozonização foi efetivo na redução de DON e ZEA em diferentes produtos de trigo e efluentes. Vale ressaltar que os resultados obtidos são promissores para futuros estudos e elucidar o mecanismo de ação do ozônio sobre micotoxinas e constituintes dos alimentos.

O desenvolvimento de filmes à base de biopolímeros tem sido bastante estudado devido aos problemas ambientais causados pelas embalagens de plásticos sintéticos. Dentre os biopolímeros, merece destaque a gelatina, que tem excelente propriedade filmogênica. Entretanto, até o presente momento, os filmes de gelatina apresentam limitações de propriedades mecânicas e, tem elevada sensibilidade à umidade. Uma alternativa para melhorar as propriedades desses filmes pode ser a utilização de nanopartículas como carga de reforço. Assim, os objetivos desta tese foram o desenvolvimento e a caracterização de filmes à base de gelatina, reforçados com nanopartículas. Especificamente, foram objetivos os seguintes estudos: avaliação do efeito da concentração de gelatina sobre as propriedades reológicas das soluções formadoras de filmes e de algumas propriedades físicas de filmes de gelatina, preparados com essas soluções formadoras de filmes com um aplicador automático de filmes; e estudo dos efeitos das concentrações de gelatina e de montmorilonita sobre as propriedades físicas de filmes nanocompósitos e de suas soluções formadoras. Em ambos os estudos, os filmes foram caracterizados imediatamente após a secagem e depois de 7 dias de acondicionamento. As soluções formadoras de filmes (SFF) foram preparadas com gelatina e glicerol, e as soluções formadoras de nanocompósitos (SFN), pela mistura de uma solução de gelatina com uma dispersão de montmorilonita em água, em ambos os estudos, em proporções e temperaturas convenientes. Após a homogeneização, as SFF ou SFN foram resfriadas até a temperatura adequada para aplicação em suportes de plexiglass com a ajuda de um espalhador automático de filmes, acoplado a um banho ultratermostatizado. A altura do espalhador foi mantida constante em 1,5 mm, e a velocidade de espalhamento foi fixada em 35 mm/segundo. Em seguida, as SFF ou SFN foram desidratadas a 30ºC por 24h, em estufa com circulação de ar. No primeiro estudo, as SFF foram preparadas com 5, 8, 11 e 14g de gelatina/100g de SFF e 30 g de glicerol/100g de gelatina, e na segunda parte da tese, as SFN foram preparadas com 5 e 8g de gelatina/100g de SFN, 30 g de glicerol/100g de gelatina e 0, 5, 10 e 15g de montmorilonita/100g de gelatina. As propriedades reológicas das SFF e SFN foram estudadas com testes estacionários e dinâmicos. As propriedades reológicas dasdispersões de montmorilonita em água também foram estudadas, bem como a determinação do tamanho médio das partículas e do potencial zeta. Os filmes foram caracterizados para conhecimento da espessura, umidade, propriedades mecânicas (testes de tração e perfuração), transições de fase, microestrutura das superfícies e da criofratura, cristalinidade, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), hidrofobicidade, isoterma de sorção de vapor de água, solubilidade em água, permeabilidade ao vapor de água, ao O2 e CO2, cor, opacidade, brilho e propriedade de barreira a luz/UV, segundo os objetivos específicos de cada estudo. Em relação ao primeiro estudo, observou-se que a concentração de gelatina na SFF influenciou fortemente todas as propriedades reológicas e inclusive, as transições sol-gel e gel-sol, determinadas nos testes dinâmicos com varredura de temperatura. A concentração de gelatina na SFF aumentou linearmente a espessura dos filmes, sem, contudo afetar nitidamente a umidade, as transições de fases e nem as propriedades mecânicas obtidas nos testes de tração. A força na perfuração aumentou, mas esse efeito foi devido ao aumento da espessura dos filmes. Em relação ao estudo sobre nanocompósitos de gelatina, observou-se inicialmente que a montmorilonita dispersa em água apresentou diâmetro médio entre 204 e 344 nm, e potencial zeta variando em torno de -43mV. A carga de nanopartícula não afetou a viscosidade da dispersão em água, mas influenciou fortemente as propriedades reológicas e de transições de fases das SFN. A carga de nanopartículas também influenciou a espessura, as propriedades mecânicas e a hidrofobicidade dos filmes nanocompósitos, sem uma função nítida. Comportamento similar foi observado nos resultados da calorimetria diferencial de varredura, embora o padrão de cristalinidade, os espectros de FTIR e as microestruturas dos filmes tenham variado com a carga de montmorilonita. O filme nanocompósito produzido com 5g de gelatina/100g de SFN e 5g de montmorilonita/100g de gelatina apresentou melhores propriedades mecânicas e menor solubilidade em água. Esse filme foi submetido a caracterizações complementares com resultados típicos de filmes de gelatina. No geral, pode-se concluir que a montmorilonita pode melhorar as propriedades dos filmes de gelatina, porém, mais estudos serão necessários para se garantir perfeita dispersão da nanopartícula na matriz do filme. / The development of films based on biopolymers has been widely studied due to the environmental problems caused by synthetic plastic packaging. Among biopolymers, gelatin has to be outlined as it has excellent filmogenic properties. However, until now, the gelatin films have mechanical properties limitations and, high humidity sensitive. An alternative to improve the properties of these films may be the use of nanoparticles as load. Thus, the objectives of this thesis were the development and characterization of gelatin-based films, charged with nanoparticles. Specifically, the objectives were the following studies: evaluation of the effect of gelatin concentration on the rheological properties of the film-forming solutions and on some physical properties of the gelatin films prepared with those film forming solutions using a automatic spreader; and the study of the effect of the gelatin and montmorillonite concentrations on the physical properties of nanocomposite films and their film forming solutions. In both studies, the films were characterized immediately after drying and then after 7 days of conditioning. The film forming solutions (FFS) were prepared with gelatin and glycerol, and the nanocomposite film forming solutions (NFS), by blending the gelatin solution with the montmorillonite dispersion in water, for both studies, in convenient proportions and temperatures. After homogenization, the FFS or NFS were cooled to a proper temperature and applied on plexiglass plates with the help of an automatic spreader, attached to an ultra thermostatized bath. The height of the spreader was kept constant at 1.5 mm, and the spreading speed fixed at 35 mm/second. After that, the FFS or NFS were dehydrated at 30ºC for 24h, in an oven with air circulation. In the first study, the FFS were prepared with 5, 8, 11 and 14g of gelatin/100g of FFS and 30g of glycerol/100g of gelatin, and in the second part of the thesis, the NFS were prepared with 5 and 8g of gelatin/100g of NFS, 30 g of glycerol/100g of gelatin and 0, 5, 10 and 15g of montmorillonite/100g of gelatin. The rheological properties of the FFS and NFS were studied by steady and dynamic tests. The rheological properties of the montmorillonite dispersions in water were also studied, along with the average particle size and zeta potential determinations. The films were characterized to determine thickness, water content, mechanical properties (tensile and puncture tests), phase transitions, surface and cryo-fracture microstructure, crystallinity, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), hydrophobicity, water vapor sorption isotherm, solubility in water, water vapor, O2 and CO2 permeabilities, color, opacity, gloss, and light/UV barrier properties, according to the objectives of each study. Regarding the first study, it was observed that the gelatin concentration in the FFS strongly influenced the rheological properties and even the sol-gel and gel-sol transitions, determined by the dynamic temperature scanning tests. The gelatin concentration provoked linear increasing of films thickness without, however, affecting discernibly the water content, the phase transitions neither the mechanical properties determined by the tensile tests. The puncture force increased, but this effect was due to the thickness increasing of the films. Regarding the gelatin nanocomposites study, it was initially observed that the montmorillonite dispersed in water had average diameter between 204 and 344 nm, and zeta potential varying around -43mV. The nanoparticle filling did not affect the viscosity of the water dispersion, but strongly influenced the rheological properties and the phase transitions of the NFS. The nanoparticle filling also affected the thickness, the mechanical properties and the hydrophobicity of the films, without a clear function. Similar behavior was observed for the differential scanning calorimetry results, although the crystalline pattern, the FTIR spectra and the microstructure of the films varied with the montmorillonite filling. The nanocomposite film produced with 5g of gelatin/100g of NFS and 5g of montmorillonite/100g of gelatin showed better mechanical properties and lower solubility in water. That film was submitted to further characterizations rendering results typical of gelatin films. In general, it can be concluded that the montmorillonite can improve the properties of gelatin films, however more studies will be necessary to guarantee the perfect dispersion of the nanoparticles within the film matrix.