Unconfined multiple interacting confluent round jets are interesting from a purely scientific point of view, as interaction between neighboring jets brings additional complexity to the flow field. Unconfined confluent round jets also exist in various engineering applications, such as ventilation supply devices, sewage disposal systems, combustion burners, chemical mixing or chimney stacks. Even so, little scientific attention has been paid to unconfined confluent round jets. The present work uses both advanced measurement techniques and computational models to provide deeper understanding of the turbulent flow field development of unconfined confluent round jets. Both Laser Doppler Anemometry (LDA) and Particle Image Velocimetry (PIV) have been used to measure mean velocity and turbulence properties within two setups, consisting of a single row of 1×6 jets and a square array of 6×6 confluent jets. Simulations using computational fluid dynamics (CFD) of the 6×6 setup were conducted using three different Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) turbulence models: the standard k-ε, the RNG k-ε and the Reynolds Stress model (RSM). The results from the CFD simulations were compared with experimental data. The employed RANS turbulence models were all capable of accurately predicting mean velocities and turbulent properties in the investigated confluent jet array. In general the RSM and k-ε std. models provided smaller deviations between numerical and experimental results than the RNG k-ε model. In terms of mean velocity the second-order closure model (RSM) was not found to be superior to the less complex standard k-ε model. The validated CFD model was employed in a parametrical investigation, including five independent variables: inlet velocity, nozzle diameter, nozzle edge-to-edge spacing, nozzle height and the number of jets in the array. The parametrical investigations made use of statistical methods in the form of response surface methodology. The derived response surface models provided information on the principal influence and relative importance of the investigated parameters within the investigated design space. The positions of the jets within the array strongly influence both mean velocity and turbulence. In all investigated setups the jets experience merging and combining. Square arrays also include considerable jet convergence, which was not present in the 1×6 jet array. Due to the jet convergence in square arrays the turbulent flow field, especially for jets far away from the array center, is affected by mean flow curvature. Jets located along the sides of square jet arrays experience strong jet-to-jet interactions that result in considerable jet deformation, shorter potential core, higher turbulent kinetic energy and faster velocity decay compared to other jets. Jets located at the corners of the array do not interact as strongly with neighboring jets as do the jets along the sides. The locations of merging and combined points differ considerably between different jets and different jet configurations. As the jets combine a zone with uniform stream-wise velocity and low turbulence intensity forms in the center of square jet arrays. This zone has been called Confluent Core Zone (CCZ) due to its similarities with the potential core zone of a single jet. Within the CCZ the appropriate scaling length changes from nozzle diameter to the effective source diameter. The parametrical investigation showed that nozzle diameter and edge-to-edge nozzle spacing were the most important of the investigated parameters, reflecting a strong dependence on dimensionless jet spacing, S/d0. Higher S/d0 delays both merging and combining of the jets and leads to a CCZ with lower velocity and longer downstream extension. Increasing the array size leads to a reduced combined point distance, a stronger inwards displacement of jets in the outer part of the array, and reduced entrainment near the nozzles. A higher inlet velocity was found to increase the jet convergence in the investigated square confluent jet arrays. Nozzle height generally has minor impact on the investigated response variables.

This thesis illustrates parameter optimization of compressive strength, flexural strength and impact resistance of steel fiber reinforced high strength concrete (SFRHSC) by statistical design and analysis of experiments. Among several factors affecting the compressive strength, flexural strength and impact resistance of SFRHSC, five parameters that maximize all of the responses have been chosen as the most important ones as age of testing, binder type, binder amount, curing type and steel fiber volume fraction. Taguchi and regression analysis techniques have been used to evaluate L27(313) Taguchi&amp / #65533 / s orthogonal array and 3421 full factorial experimental design results. Signal to noise ratio transformation and ANOVA have been applied to the results of experiments in Taguchi analysis. Response surface methodology has been employed to optimize the best regression model selected for all the three responses. In this study Charpy Impact Test, which is a different kind of impact test, have been applied to SFRHSC for the first time. The mean of compressive strength, flexural strength and impact resistance have been observed as around 125 MPa, 14.5 MPa and 9.5 kgf.m respectively which are very close to the desired values. Moreover, this study is unique in the sense that the derived models enable the identification of underlying primary factors and their interactions that influence the modeled responses of steel fiber reinforced high strength concrete.

ABSTRACT PARAMETER OPTIMIZATION OF CHEMICALLY ACTIVATED MORTARS CONTAINING HIGH VOLUMES OF POZZOLAN BY STATISTICAL DESIGN AND ANALYSIS OF EXPERIMENTS Aldemir, BaSak M.S., Department of Industrial Engineering Supervisor: Prof. Dr. &Ouml / mer Saat&ccedil / ioglu Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Lutfullah Turanli January 2006, 167 pages This thesis illustrates parameter optimization of early and late compressive strengths of chemically activated mortars containing high volumes of pozzolan by statistical design and analysis of experiments. Four dominant parameters in chemical activation of natural pozzolans are chosen for the research, which are natural pozzolan replacement, amount of pozzolan passing 45 &amp / #956 / m sieve, activator dosage and activator type. Response surface methodology has been employed in statistical design and analysis of experiments. Based on various second-order response surface designs / experimental data has been collected, best regression models have been chosen and optimized. In addition to the optimization of early and late strength responses separately, simultaneous optimization of compressive strength with several other responses such as cost, and standard deviation estimate has also been performed. Research highlight is the uniqueness of the statistical optimization approach to chemical activation of natural pozzolans.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1368291 bytes, checksum: c9504d31896cd49c514d45cee104f03b (MD5) Previous issue date: 2011-09-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The objective of the present work was to produce pineapple stem raisin by means of osmo-solar drying. The raw material was selected taking into account parameters such as: color of the rind and level of soluble solids from the fruits. A type 23 factorial design was preceded with 4 repetitions at the central point, for further optimization of the osmotic dehydration using the methodology of surface responses. The partially dry product obtained from the osmotic dehydration, utilizing as conditions the ones from the planning, passed through complementary sun drying by means of a solar drier, build with assessable materials such as joined wood, aluminum plates, glass boards, matte black paint, Styrofoam and coal. The raw material, the product partially dehydrated and the final product had their compositions analyzed. The evaluation of the dimensions of the pineapples showed little variation, with a CV < 10%, an important factor for the standardization and control of the industrial processes. The raw material also presented a high level of soluble solids and low level of acidity, proving the analyzed pineapple useful for in natura consumption and for the industrial processing of several products, among them alcoholic and non-alcoholic beverages. Furthermore, the raw material has proven to be an excellent source of vitamin C, with a concentration of such nutrient higher than what is daily recommend according to legislation. The adopted linear factors have presented themselves to be adequate, they were fairly adjusted and predictive for the loss of (PA) and weight loss (PP) and fairly adjusted and predictive to gain of solids and gain of solid-loss of water ratio (GS:PA). Analyzing the level curves and surface of answer of the optimization parameters GS:PA, built from the statistical models, it was determined the ideal conditions of osmotic dehydration which were: T = 50 ºC, C = 40 g 100 g-1 and F:SO= 3:20. In evaluation, the Sun dryer presented and average temperature of 41.2 ºC against 35.7 ºC of natural air and maximum temperature of 46 ºC, besides the minimal relative air humidity of 37%. The product obtained after the draught presented humidity of 13.70 g 100 g-1 obeying the legislation concerning the maximum levels of humidity for dehydrated fruit. / O objetivo deste trabalho foi produzir passas de talo de abacaxi pérola por processo de secagem combinado osmo-solar. Selecionou-se a matéria-prima levando em consideração parâmetros como: cor da casca e teor de sólidos solúveis da fruta. Procedeu-se um planejamento fatorial do tipo 23 com 4 repetições no ponto central, para posterior otimização de desidratação osmótica usando a metodologia de superfícies de resposta. O produto parcialmente seco obtido a partir da desidratação osmótica, utilizando-se como condições às obtidas no planejamento, passou por secagem solar complementar em secador solar, construído com materiais acessíveis, tais como: madeira compensada, folhas de alumínio, placas de vidro, esmalte sintético preto fosco, isopor e carvão. A matéria-prima, o produto parcialmente desidratação e o produto final, tiveram a sua composição analisada. A avaliação das dimensões dos abacaxis mostrou pequena variação, com CV < 10%, fator importante para a padronização e controle de processos industriais. A matériaprima ainda apresentou alto teor de sólidos solúveis e baixo teor de acidez, fazendo o abacaxi analisado propício para o consumo in natura e para o processamento industrial de diversos produtos, entre eles: bebidas alcoólicas e não-alcoólicas. Além disso, a matéria-prima mostrou-se excelente fonte de vitamina C, com concentração deste nutriente superior à sua recomendação diária, preconizada pela legislação. Os modelos lineares adotados apresentaram-se adequados, sendo bastante ajustados e preditivos para a perda de água (PA) e perda de peso (PP) e razoavelmente ajustados e preditivos para o ganho de sólidos e razão ganho de sólidos-perda de água (GS:PA). Analisando-se as curvas de nível e superfície de resposta do parâmetro de otimização GS:PA, construídos a partir dos modelos estatísticos, determinaram-se as condições ideais de desidratação osmótica que foram: T = 50 ºC, C = 40 g 100 g-1 e F:SO= 3:20. Em avaliação, o secador solar apresentou temperatura média de 41,2 ºC contra 35,7 ºC do ar ambiente e temperatura máxima de 46 ºC, além de umidade relativa mínima do ar secagem de 37%. O produto obtido após a secagem apresentou umidade de 13,70 g 100 g-1 atendendo o a legislação quanto ao teor máximo de umidade para fruta desidratada.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The so called amination water (AW), an effluent stream from the industrial production of the trifluraline herbicide, toxic and recalcitrant to conventional treatments such as the microbiological, was submitted to a combined advanced process. For the degradation study of this effluent a recent, promising alternative was chosen - the potassium ferrate (K2FeO4) oxidation-coagulation - that demonstrates high oxidant capability (from 2.2 up to 0.72 V) in a large pH range. In this study, a response surface methodology (RSM) design using pH and K2FeO4 concentration as independent variables, and the absorptiometric color reduction as a dependent one, was applied. The resultant regression equation for the quadratic model of the star design was nAbs (%) = 26.142 - 1.044A - 2.065A2 - 0.941B - 0.505B2 + 1.55AB. The second order results of the star design from the variance analysis (ANOVA) showed that the quadratic model is better than the lineal, and gave evidence that, a maximum of 29% absorptiometric color reduction occurs, when an initial pH of 7 and lower K2FeO4 concentration were used. By the same conditions, the reduction of the chemical oxygen demand (COD) was 49.5%. As the reduction of potassium ferrate generate ferric iron salts in aqueous solution, there is a great potential for its combined use as Fe(III) source for Fenton reagent, generating hydroxyl radicals (HO·) by addition of H2O2 to the reaction system. A new design based on RSM was applied, evaluating the potentiality of the oxidationcoagulation-Fenton like process having the pH, Fe(VI) -> Fe(III) and H2O2 as independent variables, and absorptiometric color reduction efficiency as evaluation responses for the dependent variable. The resulting regression equation for the quadratic model was nAbs (%) = 36.9 - 21.58A + 8.37A2 + 1.36B + 0.92B2 + 1.08C + 1.52C2 + 1.27AB - 1.34AC + 1.33BC. The ANOVA results evidenced that the maximum absorptiometric color reduction occurs by pH 3, and by correspondent 10 g L-1 de Fe(VI) and 20 g L-1 hydrogen peroxide. The absorptiometric color and COD reduction were 96% and 57%, respectively. An efficiency increase of the HO· radical generation was achieved when the previous process was combined to UV irradiation, carrying out the so called oxidation-coagulationphoto-Fenton like process. As before, a RSM was applied, where the pH, Fe(VI) -> Fe(III) concentration, H2O2 concentration and temperature were evaluated as independent variables. The efficiency of the absorptiometric color reduction was chosen as dependent variable. The resulting regression equation for the quadratic model was nAbs (%) = 38.3 - 20.2A + 8.12A2 - 0.27B + 3.73B2 + 0.3C + 3.6C2 + 1.67D + 3.1D2 + 1.72AB + 0.51AC - 1.82AD + 0.74BC - 1.11BD + 0.03CD. The ANOVA results evidenced that the maximum absorptiometric color reduction occurs by pH 3 and by 10 g L-1 de Fe(VI) and 20 g L-1 hydrogen peroxide amounts, at 60 °C. The maxima efficiencies achieved for the effluent stream treatment by the oxidationcoagulation-photo-Fenton process were 95% and 85%, for absorptiometric color and COD reduction, respectively. The high efficiency of the combined process as an oxidative-coagulant-oxidative pretreatment for posterior conventional process (e.g., microbiological treatment) can be looked out as an interesting and advantageous alternative for the AW treatment, as well as other recalcitrant streams. / A produção industrial do herbicida trifluralina gera a corrente efluente água de aminação (AA), tóxica e recalcitrante a processos convencionais, tais como o tratamento microbiológico. Para o estudo da degradação deste efluente escolheu-se uma recente e promissora alternativa para a degradação de biorecalcitrantes - a oxidação-coagulação com Ferrato de Potássio (K2FeO4) - que demonstra alto poder oxidante, de 2,2 a 0,72 V, em toda faixa de pH. Foi aplicado, também, neste estudo, a metodologia de planejamento com superfície de resposta (RSM), tendo-se como variáveis independentes, o pH e a concentração de K2FeO4; e como variável dependente, a remoção de cor. A equação de regressão resultante do planejamento estrela, para o modelo quadrático, é nAbs (%)= 26,142 - 1,044A - 2,065A2 - 0,941B - 0,505B2 + 1,55AB. Os resultados do modelo de superfície de resposta de segunda ordem, na forma de análise de variância (ANOVA), demonstraram que o modelo quadrático é superior ao modelo linear e evidenciaram que a máxima redução da cor absorciométrica (29%) ocorre com pH inicial 7 e com a menor concentração de ferrato de potássio utilizada. Da mesma forma, obteve-se redução da demanda química de oxigênio (DQO) de 49,5%. Como a redução do ferrato de potássio produz sais de Fe(III) em solução, aproveitouse a grande potencialidade para a combinação como fonte de íons férricos para o reagente Fenton, adicionando H2O2 para a geração de radicais hidroxil (HO·). Foi, então, aplicado um novo planejamento baseado em RSM, avaliando a potencialidade do processo de oxidaçãocoagulação-Fenton com as variáveis independentes pH, concentração de Fe(VI) -> Fe(III) e H2O2, e, como variável dependente para a avaliação dos resultados, a eficiência da redução da cor absorciométrica. A equação de regressão resultante deste planejamento, para o modelo quadrático, que se mostrou superior ao modelo linear é nAbs (%) = 36,9 - 21,58A + 8,37A2 + 1,36B + 0,92B2 + 1,08C + 1,52C2 + 1,27AB - 1,34AC + 1,33BC. Os resultados da análise ANOVA evidenciaram que a máxima redução da cor absorciométrica ocorre quando o pH inicial foi 3, usando-se 10g L-1 de Fe(VI) e 20 g L-1 peróxido de hidrogênio. Assim, se obteve ainda redução da cor absorciométrica da ordem de 96% e, da DQO, de 57%. Por ainda acreditar num aumento da eficiência da geração de radicais HO·, o processo anterior foi combinado à radiação UV, realizando-se então o chamado processo oxidaçãocoagulação-foto-Fenton e, como nos anteriores, através de RSM avaliaram-se as variáveis independentes, pH, concentração de Fe(VI) -> Fe(III), H2O2 e temperatura. Como variável dependente foi escolhida a redução da cor absorciométrica. A equação resultante para este planejamento, para o modelo quadrático, superior ao linear, é nAbs (%) = 38,3 - 20,2A + 8,12A2 - 0,27B + 3,73B2 + 0,3C + 3,6C2 + 1,67D + 3,1D2 + 1,72AB + 0,51AC - 1,82AD + 0,74BC - 1,11BD + 0,03CD. Os resultados da ANOVA demonstraram que a máxima redução ocorreu quando o pH inicial foi 3, usando-se 10 g L-1 de Fe(VI), 20 g L-1 peróxido de hidrogênio e temperatura de 60 °C. A máxima eficiência alcançada no tratamento do efluente AA pelo processo de oxidação-coagulação-foto-Fenton foi de 95% e, de 85%, para a cor absorciométrica e a DQO, respectivamente. A eficiência dos processos estudados, como pré-tratamento oxidativo-coagulanteoxidativo para posterior tratamento convencional (ex. microbiológico), pode ser interessante alternativa para o tratamento da corrente recalcitrante AA.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-05T11:30:32Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2959046 bytes, checksum: a3f9f3b11f2ba3b9c5298a8b10c24c58 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T11:30:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2959046 bytes, checksum: a3f9f3b11f2ba3b9c5298a8b10c24c58 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Caprine livestock is among the main economic activities in semi-arid region of Northeastern Brazil which is characterized by low rain rates and a dry weather, where caatinga biome represents the most important feed source for caprine herds. In this study, we evaluated the fatty acids and volatile compounds profiles as well as the sensorial properties of milk and cheese from caprines kept and raised under different systems in semi-arid Brazil, confined space and open pastures. An optimization of the extraction conditions for the volatile compounds in caprine milk was made by using Response Surface Methodology. From this statistical tool we could identify the best conditions to maximize the number of volatile compounds extracted, corresponding them to 15 minutes for equilibrium time, 30 minutes for extraction time and 45 °C for extraction temperature. Using these conditions, 19 different volatile compounds were identified. Amongst these compounds, octanoic acid (caprylic acid) and decanoic acid (capric acid) can be highlighted with having larger relative areas, and they are volatile fatty acids correlated to the characteristic flavor presented in caprine milk. The dairy caprines (Saanen and American Alpine) used were divided into two groups: Caprines fed in open pasture plus concentrate supplementation (OF) and those fed in confined space (CS) with hay and concentrate. Milk and cheese from animals fed in OF presented higher content of fatty acids for oleic acid (C18:1c9), stearic acid (C18:0), polyunsaturated (PUFA) and monounsaturated (MUFA), including C16:1c7 C16:1c9 e C17:1c9, isomers cis and trans of C18:1, linoleic acid (C18:2n6), linolenic acid (C18:3n3), arachidonic acid (C20:4n6), desired fatty acids (DFA) and higher PUFA/SFA and MUFA/SFA rates. Several volatile compounds found in milk and cheese from OF were not present in CS, such as the terpene compounds α-terpineol e β-caryophyllene. The milk from OS was described for having a more intense herbal flavor whereas the milk from CS was more intense in butter flavor and taste and showed a higher residual aftertaste. Regarding to the sensorial properties of the cheese, no differences were found between the two different systems, however, the overall acceptability was higher for milk and cheese from animals feed in OF. Our results suggest that raising caprines in open field can be considered the best production system to be used in semi-arid region of Northeastern Brazil as it valorizes the use of the native pasture found in Caatinga to feed caprine herds, being an interesting economic alternative for the local farmers. / A pecuária caprina é uma das principais atividades realizadas na região semiárida do Nordeste brasileiro. Essa região caracteriza-se por apresentar condições ambientais de terras áridas e de baixa pluviosidade, onde os caprinos têm no Bioma caatinga sua principal fonte alimentar. Neste estudo, avaliou-se o impacto do sistema de produção realizado na região semiárida brasileira sobre os perfis de ácidos graxos, voláteis e sensorial do leite e do queijo caprino. Inicialmente, foi realizada a otimização das condições de extração de compostos voláteis em leite caprino por meio da metodologia da superfície de resposta. A partir desta metodologia estatística, foi possível identificar as melhores condições para maximizar a variável resposta (número de compostos voláteis extraídos), correspondendo a 15 minutos para o tempo de equilíbrio, 30 minutos para o tempo de extração e 45 °C para a temperatura de extração. Utilizando estas condições, foram identificados 19 compostos voláteis diferentes, dentre os quais se destacaram o ácido octanóico (ácido caprílico) e ácido decanóico (ácido cáprico) com maiores áreas relativas. Em seguida, cabras leiteiras mestiças, Sannen e Alpina-americana, foram divididas, em delineamento inteiramente casualizado, em dois grupos: cabras alimentadas em sistema de pastagem mais a suplementação concentrada (SP), e aquelas alimentadas em sistema de confinamento (SC), com feno e concentrado. O leite e o queijo de animais alimentados em SP apresentaram maiores quantidades ácido oleico (C18:1c9), esteárico (C18:0), de poli-insaturados (PUFA) e monoinsaturados (MUFA) totais, incluindo os monoinsaturados C16:1c7 C16:1c9 e C17:1c9, os isômeros cis e trans de C18:1, o ácido linoleico (C18:2n6), linolênico (C18:3n3), araquidônico (C20:4n6), ácidos graxos desejáveis (DFA) e maior razão PUFA/SFA, MUFA/SFA. Alguns compostos voláteis estavam ausentes nos leites e queijos provenientes de animais de confinamento, destacando-se a presença de dois compostos terpênicos (α-terpineol e β-cariofileno), encontrados exclusivamente em leite e queijo de animais de pasto. O leite SP foi descrito com maior sabor herbáceo e o leite SC com maior aroma e sabor de manteiga e maior persistência residual. As variações entre os sistemas de produção não foram suficientes para promover diferenças perceptíveis nos atributos sensoriais dos queijos, mas, para o atributo aceitabilidade geral, tanto o leite quanto o queijo SP foram considerados mais aceitos pelos julgadores. Os resultados provenientes da execução deste estudo indicam que o melhor sistema de produção a ser realizado na região semiárida nordestina é o sistema desenvolvido na pastagem nativa com suplementação, pois valoriza a criação de caprinos leiteiros na Caatinga, tornando-se uma alternativa economicamente vantajosa para os produtores e processadores de leite de cabra.

Resumo: O desenvolvimento de alimentos funcionais tem aumentado mundialmente devido a seus compostos bioativos que diminuem o risco de doenças e promovem a saúde. Baseado nisso, a indústria e a comunidade científica estão, cada vez mais, buscando ingredientes que possam conferir tais características aos alimentos. A soja, além de ser importante fonte protéica, possui fibras, isoflavonas, oligossacarídeos com potencial prebiótico (rafinose e estaquinose), vitaminas e minerais. As raízes tuberosas de yacon (Smallanthus sonchifolius) possuem grande quantidade de frutooligossacarídeos do tipo inulina, um componente não digerível pelo nosso organismo, com função de auxiliar na seleção de determinadas bactérias da microbiota intestinal, principalmente as bifidobactérias, possuindo, portanto, efeito prebiótico. O objetivo do presente estudo foi o de verificar, através da metodologia da superfície de resposta, as melhores condições para a utilização simultânea de extratos aquosos de soja e de yacon no desenvolvimento de um novo produto fermentado por um cultivo probiótico constituído por Enterococcus faecium CRL 183 e Lactobacillus helveticus ssp jugurti 416. Para tanto, as variáveis independentes foram representadas pelo teor protéico fornecido pelo extrato hidrossolúvel de soja (g/L) e pelo extrato aquoso de yacon (%). As variáveis dependentes (respostas) foram obtidas através do teste de aceitação sensorial ("sabor" e "impressão global"). A otimização conjunta das variáveis apontou a formulação 7 (1,74 g/L de teor protéico fornecido pelo extrato de soja e 25,86% de extrato de yacon) do planejamento experimental como sendo a mais adequada. No entanto, as formulações 9 e 10 (ambas contendo 1,74 g/L de teor protéico fornecido pelo extrato de soja e 40% de extrato de yacon) apresentaram valores de aceitação que não diferiram significativamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: World-wide the development of functional food has been increased, due to its bioactive components which decrease the risk of getting some illnesses and promote health. Based on that, the industry and the scientific population are more and more searching for ingredients that may confer such characteristics to food. The soy, besides being an important proteic source, has fibers and isoflavones, oligosaccharides with potential prebiotic (raffinose and stachyose), vitamins and minerals. The yacon tuber (Smallanthus sonchifolius) is a source of fructooligosaccharides, type inulin, undigestible components by our organism that helps in the selection and development of some bacteria of intestinal microbiota, mainly the bifidobacteria, which means that yacon has prebiotic effect. The aim of this study was to check, through Response Surface Methodology, the optimum conditions to use, simultaneously, the soy and yacon watery extracts in the development of a new fermented product with the probiotic cultive constituted by Enterococcus faecium CRL 183 and Lactobacillus helveticus ssp jugurti 416. Therefore, the independent variables were represented by the protein of soymilk (g/L) and the yacon extract (%). The dependent variables (responses) were obtained through the acceptance test ("taste" and "overall acceptability"). The joint optimization of the variables pointed out the 7th formulation (1.74 g/L of soymilk protein and 25.86% of yacon extract) of the factorial design as the most adequate. However, the 9th and 10th formulations (both containing 1.74 g/L of soymilk protein and 40% of yacon extract) presented acceptance scores significantly equal to the 7th treatment. The optimized product was submitted to the shelf-life determination, and it was presented in conditions of consuming in the course of 21 days at 5 ºC and with viability of the probiotic cultive among... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Elizeu Antonio Rossi / Coorientador: Dionisio Borsato / Banca: Daniela Cardoso Umbelino Cavallini / Banca: Eliane Maria Ravasi Stéfano Simionato / Mestre

O aumento nos rejeitos industriais e a contínua produção de resíduos causam muitas preocupações no âmbito ambiental. Neste contexto, o descarte de pneus usados tem se tornado um grande problema por conta da pequena atenção que se dá à sua destinação final. Assim sendo, essa pesquisa propõe a produção de uma mistura polimérica com polipropileno (PP), a borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM) e o pó de pneu (SRT). A Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), coleção de técnicas estatísticas e matemáticas úteis para desenvolver, melhorar e optimizar processos, foi aplicada à investigação das misturas ternárias. Após o processamento adequado em extrusora de dupla rosca e a moldagem por injeção, as propriedades mecânicas de resistência à tração e resistência ao impacto foram determinadas e utilizadas como variáveis resposta. Ao mesmo tempo, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi usada para a investigação da morfologia das diferentes misturas e melhor interpretação dos resultados. Com as ferramentas estatísticas específicas e um número mínimo de experimentos foi possível o desenvolvimento de modelos de superfícies de resposta e a otimização das concentrações dos diferentes componentes da mistura em função do desempenho mecânico e além disso com a modificação da granulometria conseguimos um aumento ainda mais significativo deste desempenho mecânico. / The increase in industrial waste and solid waste production cause many concerns in the environment. In this context, the disposal of used tires has become a major problem because of the little attention given to their final destination. Therefore, this research proposes the production of a polymer blend of polypropylene (PP), rubber of ethylene-propylene-diene (EPDM) and tire dust (SRT). The Response Surface Methodology (RSM), a collection of mathematical and statistical techniques useful for developing, improving and optimizing processes, was applied to the investigation of ternary mixtures. After proper processing on twin screw extrusion and injection molding, the mechanical properties of tensile and impact strength were determined and used as response variables. At the same time, scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the morphology of different blends and better interpretation of results. With specific statistical tools and a minimum number of experiments it was possible to develop models of response surfaces and the optimization of the concentrations of different components of the mixture depending on the mechanical performance and even with the change in particle size could increase even more significant this mechanical performance.

A oxidação lipídica é uma das principais reações de deterioração em alimentos, provocando perdas em qualidade e valor nutricional. Para evitar este problema a indústria utiliza antioxidantes, substâncias capazes de retardar essas reações. Os compostos fenólicos constituem-se na principal substância antioxidante utilizada e encontrada em alimentos, sendo que estes podem estar presentes em várias matérias primas vegetais e em resíduos agroindustriais, desprezados pela indústria. O objetivo do presente trabalho foi estudar as condições de extração de compostos fenólicos de frutos de acerola (Malpighia emarginata), borra de café (Coffea arabica) e casca de lichia (Litchi chinensis), bem como avaliar sua atividade antioxidante in vitro e sua aplicação em emulsões. Para extração dos compostos fenólicos foi aplicada a metodologia de superfícies resposta, visando a definição da melhor combinação de variáveis (concentração de etanol, temperatura e tempo) para a máxima recuperação de compostos fenólicos. A avaliação da atividade antioxidante se deu pela estabilização do radical DPPH e estudo da cinética da reação em comparação ao antioxidante sintético TBHQ. Além disso, foi avaliada a atividade antioxidante dos extratos adicionados a emulsões em diferentes concentrações (50 a 200 mg.kg-1), submetidas a teste acelerado de oxidação. O estudo das condições de extração evidenciou que os compostos fenólicos de cada matriz devem ser extraídos em condições distintas. Extratos de frutos de acerola apresentaram o maior teor de compostos fenólicos totais quando foi utilizada apenas água como solvente (175,87 mg GAE.g-1), seguido pelos extratos de borra de café e de casca de lichia extraídos com soluções etanólicas (26,37 e 25,87 mg GAE.g-1 respectivamente). O estudo da cinética de estabilização do radical DPPH demonstrou que o extrato de acerola foi o mais eficiente, seguido pelos extratos de casca de lichia e de borra de café (650,53; 43,09 e 38,74 de TEAC, respectivamente). O estudo de aplicação dos extratos em sistema modelo, com acompanhamento da oxidação por meio da determinação de hidroperóxidos formados (mmol.kg-1), indicou que somente o extrato de acerola, em todas as concentrações utilizadas, apresentou efeito comparável ao TBHQ. Os extratos de casca de lichia e de borra de café, em qualquer concentração utilizada, não apresentaram a mesma proteção à oxidação lipídica. Com os resultados obtidos pode-se concluir que cada matriz se comporta de uma forma na extração de compostos fenólicos, e daí vem a necessidade de se realizar estudo das condições de preparo dos extratos para cada amostra. O extrato de acerola se mostrou o mais eficiente, tanto na cinética de estabilização do radical DPPH quanto na inibição da oxidação no sistema lipídico estudado. No entanto mais trabalhos são necessários para avaliar diferentes sistemas de oxidação, bem como estudos toxicológicos para garantir níveis seguros de consumo. / The oxidation is one of major deterioration in food lipids, causing losses in quality and nutritional value. To avoid this, antioxidants are used and the phenolic compounds are the main component of antioxidant applied and presented in foods, and also may be present in agroindustrial residues, usually discarded by the industry. The objective of this study was to identify ideal conditions to extract phenolic compounds from acerola fruits (Malpighia emarginata), coffee grounds (Coffea arabica) and lychee skins (Litchi chinensis) by means of surface response methodology (RSM), evaluation of antioxidant activity of extracts in in vitro essays, application of selected extracts in emulsions systems during accelerated test. The response surface methodology was applied to each material in order to identify the effects of temperature, ethanol concentration and time in extraction processes. Antioxidant activity by DPPH stabilization and its kinectis evaluation were performed and compared to TBHQ. Furthermore, selected extracts (50 to 200 mg.kg-1) were added in emulsion system and subject to accelerated oxidation test. RSM have shown that phenolic compounds of each material are extractable in different conditions. Acerola fruits aqueous extracts present maximum phenolic content (175.87 mg GAE.g-1) and the higher DPPH antioxidant activity, followed by coffee grounds and lychee skins extracts (26.37 and 25.87 mg GAE.g-1). Acerola extracts also presented the best stabilization of DPPH in kinetic study, with results comparable to the TBHQ effect (650.53 TEAC). Acerola extract added to the emulsion showed a good antioxidant effect in all concentrations during accelerated test, resulting in final oxidation levels (mmol hydroperoxides kg-1) comparable to TBHQ in the same concentration. Coffee grounds and lychee skins extracts were not efficient in avoid hydroperoxides increasing. Results showed the importance of studying extractions conditions for each material. Acerola extract showed the most efficient antioxidant activity both in DPPH kinetics DPPH stabilization and inhibition of lipid oxidation in the system studied. However, further work is needed to evaluate different oxidation systems, as well as toxicological studies to ensure safe levels of consumption.

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