O chá verde (Camellia sinensis) é reconhecido mundialmente por seu alto teor de polifenóis, em especial as catequinas. As catequinas estão relacionadas à prevenção de várias doenças degenerativas, como o câncer e diabetes, devido ao grande potencial antioxidante. Contudo, vários incovenientes precisam ser superados para aprimorar o uso destes produtos, principalmente em relação à sua biodisponibilidade. O desenvolvimento de carreadores lipídicos na encapsulação de compostos bioativos é uma tecnologia recente capaz de resolver vários problemas de biodisponibilidade apresentadas pelos produtos naturais, produzindo uma estrutura capaz de proteger os compostos ativos. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma formulação utilizando carreador lipídico, empregando métodos de secagem para aumentar a estabilidade dos compostos bioativos, enfatizando-se processos de preparação, tipo de excipientes e procedimentos para a caracterização físico-química, estabilidade e avaliação da atividade antioxidante in vitro do produto final. Os compostos bioativos foram extraídos a partir das folhas secas e moídas de chá-verde através do processo de maceração dinâmica, sendo filtrado, concentrado e liofilizado. A formulação foi desenvolvida utilizando o sistema de balanço hidrófilo-lipófilo (EHL) com tensoativos nãoiônicos e co-solvente, e caracterizados pelas análises organolépticas, centrifugação, reologia, microscopia óptica, distribuição de tamanho e potencial zeta. Para a etapa de secagem, selecionou-se a formulação mais estável. As formulações foram secas em spray dryer de escala laboratorial a uma vazão de 4,0 g/min, e temperaturas de 100, 120 e 150 °C. O desempenho de secagem foi avaliado pela recuperação do produto. Os pós obtidos por spray drying foram caracterizados quanto ao teor de umidade, atividade da água, densidade, distribuição granulométrica, propriedades de fluxo, cristalinidade, morfologia e redispersibilidade. Após, se avaliou a atividade antioxidante do produto em óleo vegetal (óleo de soja) utilizando o teste acelerado de estabilidade oxidativa em Rancimat®. O EHL, o tipo de tensoativo e a técnica de preparo da formulação influenciaram diretamente na estabilidade do sistema. Para as formulações estudadas, o tensoativo que conferiu uma maior estabilidade foi o Gelucire® 44/14, sendo selecionado para prosseguimento com o processo de secagem das composições. O rendimento do processo atingiu em média 51,3 ±3,5 %, típico para secadores do tipo spray dryer em escala laboratorial. A maioria das partículas apresentou aparência arredondada, sem presença visível de porosidade, independente do adjuvante (lactose ou trealose). O produto apresentou baixa atividade de água (<= 0,22) e teor de umidade (<= 1,79). O aumento da temperatura de secagem provocou um ligeiro aumento no diâmetro médio de partícula quando a lactose foi utilizada como adjuvante de secagem (9,8 ± 5,9 ?m para 13,65 ± 8,4 ?m). Os pós obtidos tiveram baixa densidade, sendo menor em temperaturas mais altas. O índice de Carr e Fator de Hausner (15 % e < 1,25, respectivamente) indicaram boas propriedades de compressão e fluidez. O produto foi prontamente redispersível, recuperando facilmente sua consistência e características originais. A avaliação da estabilidade oxidativa acelerada utilizando Rancimat demonstrou que o processo de encapsulação conferiu uma maior solubilidade e proteção dos compostos bioativos, levando ao aumento da atividade antioxidante. Os resultados aqui relatados confirmam a viabilidade da encapsulação dos compostos bioativos de Camellia sinensis em carreadores lipídios empregando o processo de spray drying. O produto apresenta potencial de aplicação como matéria-prima para a produção de formas orais, inclusão em produtos nutracêuticos e cosméticos / Green tea, a product made from Camellia sinensis leaves, is recognized worldwide by its high polyphenol content, in special the catechins. Tea catechins are linked to the prevention of several degenerative diseases as cancer and diabetes. However, several drawbacks need to be overcome in order to increase the use of this products, being their bioavailability one of the upmost. The development of carrier lipid based containing bioproducts is a recent technology, which can solve several bioavailability problems presented by natural products, producing a structure which confer protection to active compounds. The aim of this work was the development of carrier lipid based compositions containing bioactive compounds of Camellia sinensis (green tea) by spray drying evaluating processes of preparation, type of excipients and characterization of physicochemical properties and evaluation the antioxidant activity in vitro of the product. Bioactive compounds from dried and milled green tea leaves was extracted by dynamic maceration, filtered, concentrated and freeze-dried. The formulation was developed through the utilization of Hydrophilic Lipophilic Balance System (HLB) using the non-ionic surfactants and a co-solvent and characterized by organoleptic analysis, centrifugation, rheology, optical microscopy, size distribution and zeta potential. The most stable compositions were submitted to spray drying. The compositions were dried in a labscale spray dryer at flow rate of 4.0 g/min at temperatures of 100, 120 and 150 °C. The spray drying performance was characterized by determination of the powder production yield. Spray dried powders were characterized by moisture content, water activity, density, size distribution, flow properties, crystallinity, morphology, and redispersibility. After, it was evaluated the antioxidant activity of the product in vegetable oil (soybean oil) using the accelerated oxidative stability test Rancimat®. The HLB, the type of surfactant and the preparation method of the formulation influenced the system stability. For the formulations studied, the surfactant which confers the greater stability was Gelucire® 44/14, which was selected to prepare composition for spray drying. The powder production yield falls around 51.3 ±3.5 %, typical for lab scale spray dryers. Wrinkled and rounded particles, without visible presence porosities were mostly generated, independent of the adjuvant (trehalose or lactose). The product presented low water activity (<= 0.20) and low moisture content (<= 1.79). Increasing in drying temperature caused a slight increase in mean particle diameter, when lactose was used as drying carrier (9.8 ±5.9 ?m to 13.65 ±8.4 ?m). Low density powders were generated, but density tends to be lower at high drying temperatures composition were submitted to spray drying. Carr index and Hausner ratio of the product (< 15% and < 1.25, respectively) were indicative of good compressive and flow properties. The product was promptly redispersible, regaining its original consistency straight forwardly. The accelerated oxidative stability using the Rancimat demonstrated that the encapsulation increased the solubility and protection of bioactive compounds, resulting to increased antioxidant activity of the product. The results here reported confirm the feasibility of entrapment of herbal bioactive compounds of Camellia sinensis in lipid carrier by spray drying. The product has potential to be used as raw material for production of oral dosage forms, inclusion in nutraceutical and cosmetic products.

O melhoramento das propriedades de dissolução de produtos farmacêuticos é extremamente importante, visto que houve um aumento de fármacos de baixa solubilidade disponibilizados no mercado farmacêutico nos últimos tempos. Várias técnicas têm sido utilizadas para melhorar as propriedades de dissolução destes fármacos como a cominuição, o uso de surfactantes e o preparo de dispersões sólidas. A preparação de dispersões sólidas é um método útil para dispersar moléculas de fármaco em uma matriz sólida hidrofílica. A técnica de spray congealing é usada para produção de micropartículas não necessitando de solventes orgânicos ou aquosos. O presente trabalho teve o objetivo de produzir micropartículas de dispersão sólida contendo carbamazepina (CBZ) preparadas por spray congealing e estudar a influência dos parâmetros do processo. A CBZ foi usada como fármaco modelo por apresentar baixa solubilidade e ser o medicamento de primeira escolha no tratamento da epilepsia psicomotora. Inicialmente foram preparadas dispersões sólidas usando como carreador o polioxilglicerídeo (Gelucire® 50/13), e os polietilenoglicóis (PEG 4000 e PEG 6000) nas proporções 1:9, 1:5 e 1:1 (fármaco:carreador), pelo método da fusão e posteriormente submetidas a estudos de solubilidade, onde a dispersão sólida com Gelucire® 50/13 (1:9) mostrou melhor solubilidade em relação a CBZ pura, sendo selecionada para o processo de produção de microparticulados por spray congealing. As micropartículas foram obtidas utilizando um planejamento experimental do tipo Box-Behnken, estudando os seguintes parâmetros: vazão de dispersão, vazão do ar de resfriamento e pressão de atomização num total de 15 experimentos. Os microparticulados foram caracterizados pelos estudos de tamanho de partícula, densidade aparente, densidade compactada, fator de Hausner, índice de Carr, ângulo de repouso, eficiência de encapsulação, atividade de água, solubilidade, teor de umidade e rendimento do processo, sendo todas estas propriedades avaliadas pela técnica de superfície de resposta (ANOVA). A análise estatística demonstrou que o rendimento sofreu influência das três variáveis enquanto que o teor de umidade foi dependente apenas da vazão de dispersão. As demais propriedades não sofreram influência significante dos parâmetros estudados. A dispersão sólida, a mistura física e as micropartículas de CBZ em Gelucire® 50/13 tiveram suas características físico-químicas avaliadas por difração de raios-x, espectroscopia em infravermelho, microscopia de plataforma a quente e análises térmicas (DSC e TG). Os resultados das análises mostraram que não ocorreram interações físico-químicas entre o fármaco e o carreador. No entanto, o processo de preparo da dispersão conduziu uma mudança no estado cristalino da CBZ convertendo parcialmente a forma polimórfica III para uma forma I. Os microparticulados apresentaram fluxo de bom a moderado com bons rendimentos (50-80 %), baixo teor de umidade (< 2%), atividade de água menor que 0,550 e boa eficiência de encapsulação (99,5 a 112 %). O tamanho médio das micropartículas variou de 53,09 a 78,75 µm.e sua morfologia analisada por microscopia eletrônica de varredura mostrou forma esférica, superfície lisa com algumas irregularidades e aparentemente não porosa. A solubilidade da CBZ contida nas micropartículas apresentou um aumento de 2,70 vezes em relação ao fármaco puro. As características do estado sólido das micropartículas foram semelhantes às da dispersão sólida. As micropartículas estudadas conduziram a um aumento na taxa de dissolução in vitro da CBZ comparada a sua respectiva dispersão sólida e a CBZ pura. Portanto, o spray congealing, é um método promissor para ser empregado e desenvolvido na fabricação de micropartículas de fármacos pouco solúveis. / Improvement of dissolution properties of pharmaceutical products is extremely important, especially because the percentage of poor water soluble drugs has increased in the pharmaceutical market lately. Several techniques have been used to improve the dissolution properties of drugs such as grinding, the use of surfactants and preparation of solid dispersions. The preparation of solid dispersions is a useful method for disperse the drug molecules in a hydrophilic solid matrix. The spray congealing technique is used for production of microparticles and do not require organic or aqueous solvents. This work aimed to produce microparticles of solid dispersion prepared by spray congealing and to study the influence of process parameters. Carbamazepine (CBZ) was used as model drug due to its poor solubility and because it is the first choice drug for the treatment of psychomotor epilepsy. Initially solid dispersions were prepared using as carriers polyoxylglyceride (Gelucire® 50/13), and polyethylene glycols (PEG 4000 and PEG 6000) in the proportions 1:9, 1:5 and 1:1 (drug: carrier), applying the hot melt method .Solid dispersion with Gelucire ® 50/13 (1:9) showed better solubility compared to pure CBZ, being selected for the further production of microparticles by spray congealing. The microparticles were obtained using a Box Behnken experimental design, studying the following parameters: flow rate of liquid dispersion, flow rate of cooling air and atomizing pressure for a total of 15 experiments. The microparticles were characterized by studies of particle size, bulk density, compacted density, Hausner factor, Carr index, angle of repose, encapsulation efficiency, water activity, solubility, moisture content and yield of the process. These effects were analyzed by response surface technique (ANOVA). Statistical analysis showed that the yield was influenced by all three variables while the moisture was only dependent on the flow dispersion. The other properties were not significantly influenced by the parameters. The solid dispersion, physical mixture and microparticles of CBZ in Gelucire® 50/13 had their physical and chemical characteristics evaluated by x-ray diffraction, infrared spectroscopy, hot stage microscopy and thermal analysis (DSC and TG). The analysis of the results showed that there were no physical-chemical interactions between the drug and carrier. However, the preparation process of dispersion has led to a change in the crystalline state of CBZ, partially converting the polymorphic form III to the polymorphic form I. The microparticles showed good to moderate flow and good yields (50-80%), low moisture content (<2%), water activity lowerless than 0.550 and good encapsulation efficiency (99.5 to 112%) The average size microparticles ranged from 53.09 to 78.75 m. The morphology was analyzed by scanning electron microscopy and showed spherical shape, smooth surface with minor irregularities and apparently non-porous. The solubility of CBZ in the microparticles showed an increase of 2.70 times the solubility CBZ alone. The characteristics of microparticulated solid dispersions were similar to that of the solid dispersion. The microparticles studied led to an increase in dissolution rate of CBZ in vitro compared to its corresponding solid dispersion and pure CBZ. Therefore, the spray congealing is a promising method to be developed and employed in the manufacture of microparticles of poorly soluble drugs.

Os carreadores micro e nanoparticulados como os lipossomos, nanoparticulas polimericas e microparticulas e nanoparticulas lipidicas solidas sao investigadas por suas vantagens em relacao as formulacoes tradicionais, tais como: liberacao sustentada dos ativos, minimizar efeitos colaterais, aumentar estabilidade fisico-quimica das moleculas labeis, diminuir a toxicidade entre outras. As microparticulas lipidicas solidas produzidas neste trabalho sao compostas de cera de abelha e oleo de cafe verde, este oleo e um produto rico em acidos graxos, esterois, di e triterpenos e tocoferois. Para a producao destas microparticulas foi escolhida a tecnica de spray congealing, que e considerada rapida e ambientalmente correta, uma vez que nao utiliza nenhum tipo de solvente. As misturas fundidas contendo concentracoes determinadas de oleo de cafe verde e cera de abelha foram atomizadas numa camara de resfriamento onde houve a solidificacao e formacao das microparticulas. Foi utilizado um planejamento experimental do tipo Box-Behnken, que auxiliou na avaliacao dos resultados obtidos, verificando a influencia das diversas variaveis do processo. As microparticulas foram caracterizadas por analise termica, microscopia de varredura eletronica, tamanho, atividade fotocatalitica, eficiencia de encapsulacao e estabilidade. A avaliacao das microparticulas mostrou que a concentracao do oleo de cafe verde foi a variavel que mais influenciou no processo. Em concentracoes maiores, este oleo aumenta a viscosidade da mistura fundida atomizada, aumentando o tamanho da particula formada e provocando maiores imperfeicoes em sua superficie, o que foi confirmado por um estudo reologico das misturas de cera de abelhas e oleo de cafe verde. Os tamanhos das microparticulas obtidas em diferentes condicoes de spray congealing variaram de 50 a 140 ?Êm, e estao adequadas para que nao ocorra a sua penetracao cutanea. O estudo de atividade fotocatalitica demonstrou que o oleo de cafe verde microencapsulado apresenta propriedades de protecao antioxidante ao oleo de ricino muito maiores do que o oleo puro. A composicao do oleo de cafe verde em relacao ao acido linoleico, palmitico, oleico e estearico, determinada por cromatografia a gas com espectrometria de massa esta de acordo com o encontrado na literatura. As microparticulas formadas a partir de misturas contendo 40% de oleo de cafe verde apresentaram melhor estabilidade e melhor acao na protecao de outras substancias contra a oxidacao. No teste de estabilidade acelerada, usando o acido linoleico como marcador quimico, as perdas corresponderam a 27, 6 e 3% para as microparticulas encapsuladas com 20, 30 e 40% de oleo de cafe verde, respectivamente. No mesmo teste, a perda de acido linoleico foi de 45% para o oleo nao encapsulado. Os resultados demonstram que a microencapsulacao do oleo de cafe verde pode ser uma excelente alternativa para a protecao deste contra a oxidacao e que o processo de spray congealing, bem como a cera de abelhas foram escolhas adequadas para a sua preparacao. / The micro and nanoparticulate carriers such as liposomes, polymeric nanoparticles and solid lipid nanoparticles and microparticles are investigated for their advantages over traditional formulations such as sustained release of the drugs, minimize side effects, increase physical and chemical stability of labile molecules, decrease toxicity among others. The solid lipid microparticles produced in this work are composed of beeswax and green coffee oil, this oil is a product rich in fatty acids, sterols, tocopherols and di and triterpenes. For the generation of microparticles was chosen spray congealing technique, which is considered fast and environmentally friendly, since it does not use any type of solvent. The molten mixtures containing certain concentrations of green coffee oil and beeswax were atomized in a cooling chamber where there was solidification and formation of microparticles. We used an experimental design like Box-Behnken, who assisted in the evaluation of the results, checking the influence of various process variables. The microparticles were characterized by thermal analysis, scanning electron microscopy, size, photocatalytic activity, encapsulation efficiency and stability. The evaluation of the microparticles showed that the green coffee oil concentration was the variable that most influenced the process. At higher concentrations, this oil increases the viscosity of the molten mixture atomized, increasing the size of the particle formed and causing major imperfections on its surface, which was confirmed by a study of the rheological mixture of beeswax and green coffee oil. The sizes of the microparticles obtained at different spray congealing conditions ranged from 50 to 140 ?Ým, and are not suitable for your skin penetration occurs. The study showed that the photocatalytic activity of green coffee oil microencapsulated has properties antioxidant protection to castor oil much higher than the pure oil. The composition of green coffee oil relative to linoleic, palmitic, oleic and stearic acids, determined by gas chromatography with mass spectrometry is consistent with findings in the literature. The microparticles formed from mixtures containing 40% of green coffee oil showed better stability and better action in protecting other substances from oxidation. In accelerated stability test, using linoleic acid as a chemical marker, the losses amounted to 27, 6 and 3% for the microparticles containing 20, 30 and 40% green coffee oil, respectively. In the same test, the loss of linoleic acid was 45% for the unencapsulated oil. The results show that the microencapsulation of green coffee oil can be an excellent alternative for protection against this oxidation and that the spray congealing process, as well as beeswax were appropriate choices for their preparation.

O piroxicam (PRX) e um antiinflamatorio nao esteroidal com propriedades analgesicas, antiinflamatorias e antipireticas pertencente a classe II do SCB. Farmacos desta classe apresentam como etapa limitante da sua absorcao a sua dissolucao, uma vez que possuem baixa solubilidade e alta permeabilidade. Assim, o aumento da solubilidade e da taxa de dissolucao do PRX promoveria um aumento da absorcao e biodisponibilidade deste farmaco. Varias tecnicas tem sido utilizadas para aumentar a solubilidade de farmacos pouco soluveis. Dentre estas a dispersao solida, e uma das mais eficazes. Apesar de existirem varios metodos para o preparo de dispersoes solidas, o spray congealing e uma tecnica muito vantajosa que vem cada vez mais ganhando atencao. O objetivo do presente estudo foi produzir e avaliar dispersoes solidas de PRX utilizando diferentes carreadores, a fim de escolher aquela que, alem de aumentar a solubilidade deste farmaco, fosse a mais adequada para a producao de microparticulas de PRX por spray congealing. As dispersoes solidas foram produzidas pelo metodo da fusao, na presenca e ausencia de um sonicador/misturador ultrassonico. Para avaliar a influencia da mistura ultrassonica na solubilidade do PRX foi utilizado um planejamento fatorial completo onde as variaveis estudadas foram o tempo e a potencia da soniccao. Foram produzidas dispersoes solidas contendo 10, 15 e 20% (m/m) de PRX utilizando diferentes carreadores. Todas as dispersoes solidas promoveram um aumento significativo na solubilidade do PRX em relacao ao farmaco puro. A dispersao solida de PRX:PEG 4000:Poloxamer 407 (1:8:1) sonicada por 10 minutos e 475 W de potencia foi a escolhida para a producao das microparticulas por spray congealing, pois apresentou uma solubilidade 4 vezes maior que a do PRX puro, alem de ter mostrado uma taxa de dissolucao maior e mais rapida que o farmaco puro. As microparticulas produzidas por spray congealing foram obtidas utilizando um planejamento fatorial Box-Benhken, onde as variaveis estudadas foram: temperatura da dispersao de PRX no carreador, porcentagem de Poloxamer 407 presente na amostra e vazao de atomizacao da dispersao. As analises de difracao de raios-X, termogravimetria, calorimetria exploratoria diferencial e infravermelho das amostras mostraram que nao houve degradacao do farmaco durante o processo e que a temperatura e a sonicacao da dispersao durante sua producao, possivelmente promovem a formacao da forma II do PRX alem uma maior interacao entre o PRX e os carreadores. As microparticulas apresentaram forma irregular, diametro medio de 72,365 a 120,628 ?Êm, fluxo de excelente a moderado, teor de farmaco entre 77,5 e 99,2 % e solubilidade 2,5 a 5,4 vezes maior que o PRX puro. As analises estatisticas mostraram que as variaveis estudadas pelo planejamento fatorial Box-Behnken aplicado no spray congealing. influenciaram no Indice de Carr, Fator de Hausner e solubilidade destas microparticulas, mas nao exerceram influencia sobre o angulo de repouso, teor de farmaco e diametro medio das mesmas. Os perfis de dissolucao obtidos para as microparticulas mostraram um aumento na velocidade e na taxa de dissolucao do PRX quando comparado com o farmaco puro e as misturas fisicas e dispersoes solidas do mesmo. Diante desses resultados pode-se concluir que a tecnica de spray congealing apresentou resultados muito bons, sendo uma tecnica eficiente, rapida e muito promissora para a preparacao de dispersoes solidas microparticuladas que visam o aumento da solubilidade e dissolucao de farmacos pouco soluveis. / Piroxicam (PRX) is a non-steroidal anti-inflammatory drug that presents low solubility but high permeability. When administered orally, drugs of this nature have their absorption limited by their dissolution. By increasing the solubility of PRX it is possible to increase its bioavailability. Several techniques have been proposed to increase the solubility of lowsolubility drugs. Among these techniques, solid dispersions have been the most successful. There are several ways to make solid dispersions. Spray congealing has gained attention as a very advantageous method for fabricating solid dispersions. The current work was aimed at producing and characterizing PRX solid dispersions made by spray congealing. In order to do this, several candidates for forming the melt for spray congealing were studied. Solid dispersions made using the fusion method to analyze the effect on the solubility of PRX. The influence of the use of an ultrasonic probe was also studied on the solubility of PRX was also studied. The mixture PRX, PEG 4000 and Poloxamer 407 in a ratio of 1:8:1 was chosen to use with the spray congealing method. It was also determined that the use of a 500W ultrasonic mixer at 95% of capacity during 10 minutes had positive results on the solubility of PRX. The resulting solid dispersions using the ultrasonic mixer had a solubility 4 times greater than pure PRX. Micro-particles of the PRX:PEG 4000:Poloxamer 407 melt were fabricated varying the dispersion temperature, Poloxamer 407 content and melt flow. The influence of the variables was studied using a Box-Benhken factorial design. X-Ray diffraction, thermal gravimetric analysis, differential scanning calorimetry and infrared analysis of the samples were used to show that the fabrication process, including ultrasonic mixture, do not degrade the drug. The process does, however, promote the formation of a second form of PRX and a higher interaction between the drug and the polymers. The resulting micro-particles had irregular shapes and average diameter from 72 to 120 ìm. They also presented moderate to excellent flowability, drug content between 77.5 to 99.2% and an increase in solubility between 2.5 and 5.4 times when compared to pure PRX. Statistical analysis shows that the variables analyzed using the Box-Behnken factorial design had a statistically significant influence over the Carr index and the Hausner ratio as well as over the solubility of the micro-particles. The variables, however, had no effect over the angle of repose, drug content and average particle diameter. The measured dissolution profiles show an increase in the speed and ratio of dissolution of PRX when compared to the pure drug, physical mixtures and solid dispersions made by the fusion method. From these results one can conclude that spray congealing is a fast, efficient and promising technique for the fabrication of micro-particulate solid dispersions that aim to increase solubility and dissolution of a low-solubility drug.

Com o grande aumento da população mundial, maior demanda por alimentos e de áreas cultiváveis é necessário uma maior eficiência da agricultura. Dentro deste cenário, um material que libere nutrientes de forma lenta/controlada em níveis necessários para a nutrição da planta garantiria o desenvolvimento da cultura sem carecer de várias aplicações do fertilizante. O aumento da eficiência do fertilizante, a redução da toxicidade no solo pelo uso de biopolímero e a diminuição dos efeitos negativos associados à sobredosagem são algumas das vantagens de materiais de liberação lenta/controlada. O objetivo principal do presente estudo foi a preparação, caracterização e aplicação de estruturas biopolímericas na liberação lenta/controlada de fertilizantes (fertiliberadores) em solo. A motivação principal esteve no preparo de estruturas de quitosana aditada com nutrientes, utilizando a técnica de secagem por atomização (spray drying), e a avaliação da aplicação em solo. O acompanhamento in situ da liberação do nutriente foi feito pela técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR), que monitora a movimentação iônica em sistemas particulados, como é o caso do solo. As estruturas foram preparadas por spray drying, utilizando bico atomizador de duplo fluido ou 2-fluid nozzle (2FN) para o preparo de esferas tipo matricial e, triplo fluido ou 3-fluid nozzle (3FN) para obter cápsulas tipo reservatório (casca-núcleo). As condições e parâmetros de processo em função das características químicas e físicas dos materiais obtidos foram objetos de estudo. As partículas obtidas com sucesso apresentaram diâmetro médio entre 10 e 35 &micro;m, apresentando um retardo na liberação de nutriente em relação ao fertilizante convencional, de 100% para 40 - 60% nas primeiras leituras de teor de potássio durante ensaio de liberação. É importante destacar que o uso da técnica da TDR no monitoramento in situ da liberação do nutriente é inovador na área de materiais aplicados à agricultura e forneceu informações de forma rápida e precisa sobre a eficiência do material no solo. Adicionalmente, foi estudada a relação do tipo de estrutura produzida (cápsula ou esfera) com o mecanismo de liberação em solo e em água. A estrutura casca- núcleo mostrou ser de grande interesse para produzir materiais de liberação controlada de fertilizante. / The large growth in world population and the greater necessity of food and cultivable areas demand an increase on agricultural efficiency. In this scenario, a material which releases nutrientat slowly/controlled levels for plant nutrition would ensure the development of the crop without the multiple fertilizer applications. Some of the advantages of slow/controlled release material are the increase of fertilizer efficiency use, reduce toxicity in soil by use of biopolymer and decrease the negative effects associated with over dosing.The main purpose was the preparation, characterization and application of biopolymers structures in slow/controlled release fertilizer (ferti releasers) in soil. The main motivation of this work was to obtain structures of chitosan and nutrients using the spray drying method. Also, the application and in situ soil monitoring of the nutrient release by time domain reflectometry technique (TDR) was considered. TDR measures the electromagnetic ion movement in particulate systems such as the soil. The structures were prepared by spray drying technique. It was used 2-fluid nozzle (2FN) to prepare sphere or sponge balls structures and 3-fluid nozzle (3FN) to obtain capsule or core-shell structures. Both types of structure were studied. The conditions and process parameters were also studied as a function of chemical and physical characteristics of the materials. The obtained particles had a mean diameter between 10 and 35 &micro;m and it was observed a nutrient release delay in comparison with conventional fertilizer, from 100% to 40 - 60% in the first potassium measurements during the releasing assay. It is noteworthy the use of TDR technique to monitor the in situ nutrient release in the soil is innovative in the area of materials applied to agriculture and it provided information quickly and accurately about material efficiency in the soil, from short to long period. Additionally, it was studied the relationship of the produced structure (capsule or sphere) with the release mechanism in soil and water. The shell-core structure has shown to be of great interest for producing controlled release fertilizer materials.

Orientador: Míriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:09:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Consoli_Larissa_M.pdf: 32030703 bytes, checksum: 03d005ea2ebe3bbcf9a246d82a8d00a2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os compostos fenólicos são conhecidos por suas propriedades antioxidantes, mas podem apresentar susceptibilidade a fatores como oxigênio e luz, perdendo estas propriedades. A microencapsulação pode ser uma alternativa para a proteção destes compostos. A técnica de spray chilling apresenta vantagens como custo relativamente baixo e possibilidade de ampliação de escala. Este trabalho teve como objetivo a aplicação da tecnologia spray chilling à microencapsulação de compostos fenólicos, utilizando ácido gálico como composto fenólico modelo. Misturas de óleo de soja (OS) e óleo de soja totalmente hidrogenado (OSTH) (com proporções de 20 a 90 % de OSTH) foram avaliadas como materiais de parede. Os lipídios foram caracterizados quanto à composição em ácidos graxos, comportamento térmico por calorimetria de varredura diferencial (DSC) e isoterma de cristalização. Avaliou-se a capacidade de formação de partículas de cada mistura através da atomização em spray chilling. O ácido gálico (solução aquosa a 6 % g/g e 60 °C) foi disperso nas misturas lipídicas com o emulsificante PGPR (polirricinoleato de poliglicerol) para formação de emulsões, preparadas com 4 % de emulsificante (em relação à massa lipídica) e 4 minutos de agitação a 9.500 rpm. As micropartículas foram produzidas variando-se a proporção OSTH : OS (60:40, 70:30, 80:20 e 90:10) e a razão MP:MR (material de parede e material de recheio ¿ 70:30 e 80:20), com os seguintes parâmetros: diâmetro do bico atomizador de 0,7 mm, vazão do ar de resfriamento e do ar no bico atomizador, de 35.000 L/h e 667 L/h, respectivamente. A vazão de alimentação da emulsão foi de 0,530 L/h. Foram obtidas micropartículas com eficiências de encapsulação variando de 54,14 ± 2,82 (%) até 101,83 ± 6,74 (%). Maiores proporções de OSTH na mistura lipídica e a menor razão MP : MR influenciaram no aumento da eficiência de encapsulação. Os diâmetros médios variaram de 23,91 ± 1,60 µm a 35,98 ± 2,17 µm e apresentarem oscilação pequena em função das variáveis. A morfologia mostrou partículas de forma esférica e superfície lisa, com presença de cristais e alguns aglomerados de partículas menores. Avaliou-se a estabilidade de duas formulações por 28 dias armazenadas a 5 e 25 °C. A estocagem refrigerada conferiu melhores características de liberação do recheio no meio aquoso e evitou a formação de aglomerados de partículas / Abstract: Phenolic compounds are known for their antioxidant properties, but they may exhibit susceptibility to factors such as oxygen and light, which may cause them to lose these properties. Microencapsulation can be an alternative for the protection of these compounds. The spray chilling technique presents advantages such as relatively low cost and the possibility of scaling-up. This work presented aimed the implementation of the spray chilling technique for the microencapsulation of phenolic compounds, using gallic acid as a model phenolic compound. Blends of soybean oil (SO) with fully hydrogenated soybean oil (FHSO) (in proportions from 20 up to 90% of FHSO) were assessed as wall materials. Lipids were characterized for fatty acid composition, thermal behavior by differential scanning calorimetry (DSC) and isothermal crystallization. The particle-forming ability of each blend was evaluated by atomization in spray chilling. Gallic acid (aqueous solution at 6 % wt/wt - 60 °C) was dispersed in the lipid blends with the emulsifier PGPR (polyglycerol polyricinoleate) for forming emulsions, which were prepared with 4 % of emulsifier (relative to mass of lipid) and stirred for 4 minutes at 9500 rpm. Production of microparticles were made varying the proportion FHSO : OS (60:40 , 70:30 , 80:20 and 90:10) and the ratio WM : CM (wall material to core material - 70:30 and 80:20 ), with the following parameters: diameter of the atomizer nozzle 0.7 mm, cooling air flow and atomizing air flow rates were, respectively, 35,000 L/h and 667 L/h. The feed flow rate of the emulsion was 0.530 L/h. Encapsulation efficiencies of microparticles ranged from 54.14 ± 2.82 (%) to 101.83 ± 6.74 (%). Higher proportions of FHSO in the lipid mixture and the smallest ratio WM : CM led to greater encapsulation efficiencies. The average diameters ranged from 23.91 ± 1.60 µm to 35.98 ± 2.17 µm and presented small variation in function of the variables. The morphology showed particles of spherical shape and smooth surface with some crystals and agglomerates of smaller particles. The stability of two formulations was evaluated over 28 days under different storage temperatures (5 and 25 °C). Storage under refrigeration gave the best release characteristics in aqueous media and prevented the formation of particle agglomerates / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T11:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnayaFernandez_SilviaCristina_M.pdf: 2061655 bytes, checksum: 298bb14374c8c4e430d6af745191e686 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Apesar da facilidade da produção e da possibilidade de fabricação em escala industrial, as micropartículas lipídicas apresentam desvantagens como a baixa capacidade de encapsula-ção e a possibilidade de expulsão do material de recheio durante o armazenamento. Foram propostas micropartículas lipídicas contendo lipídios sólidos e líquidos como mate-riais de parede com o objetivo de minimizar a expulsão do material de recheio. Desta forma o presente trabalho teve como finalidade estudar a formação de microcápsulas lipídicas produzidas pelo processo Spray Cooling, compostas por misturas, em diferentes proporções de ácido oleico, linolênico e cera de carnaúba como matriz, lecitina de soja como surfactante e solução de glicose e glicose sólida como materiais de recheio. O objetivo foi aumentar a eficiência de encapsulação, avaliando e verificando o efeito da composição e estrutura da matriz lipídica, testando o comportamento da partícula com a inclusão de um novo compo-nente na matriz lipídica como é a cera de carnaúba. Nas micropartículas foram avaliadas a morfologia de superfície e microestrutura por microscopia eletrônica de varredura, tamanho e distribuição de partícula, quantidade de glicose superficial (não encapsulada), eficiência de encapsulação e comportamento de liberação do recheio em solução aquosa. As micro-partículas apresentaram formas esféricas com paredes rugosas, os diâmetros médios situa-ram-se numa faixa de 36 e 58 µm. Os resultados de eficiência de encapsulação nas misturas com a glicose em solução encontraram-se numa faixa de 52 a 62%, e nas misturas contendo o recheio sólido os valores de eficiência de encapsulação situaram-se numa faixa de 54 a 66%. As maiores quantidades de glicose superficial foram encontradas nas formulações nas quais foram adicionadas quantidades de recheio sólido. A liberação do recheio foi avaliada a cada 30 minutos durante 2 horas, observando-se que nos primeiros 30 minutos, as formu-lações que continham a glicose sólida apresentaram valores acima de 86% (efeito burst), enquanto que a liberação do recheio nas misturas contendo a glicose em solução apresentou valores de 22 a 72%. Ao término desse período, nestas misturas foi observado que a libera-ção de recheio ocorreu progressivamente. A utilização da matriz lipídica nas formulações parece responsável pelos resultados, considerando que a adição do lipídio liquido à cera de carnaúba foi um fator determinante na modificação da cristalização da mistura lipídica pro-porcionando uma melhoria na eficiência de encapsulação destas partículas / Abstract: The manufacturing and large scale production of micro particles is easy; however these products show some disadvantages such as poor encapsulation and deficient core material expulsion during storage. To avoid this problem the use of nanostructured lipids have been proposed with the purpose of minimizing the expulsion of core material. This work was conducted to study the formation of lipid microcapsules, produced during spray cooling, from mixtures which contained different proportions of: oleic acid and carnauba wax as matrices, soybean lecithin as a surfactant and glucose solution and solid glucose as core materials. The objective of this study was to increase the efficiency of encapsulation by assessing and verifying the effect of composition and structure of the lipid matrix. The per-formance was evaluated with the addition of a new compound, carnauba wax, in the lipid matrix. In the micro particles the following variables were assessed: superficial morphology and microstructure by electron microscopy, size and particle distribution, amount of super-ficial glucose (not encapsulated), efficiency of encapsulation and performance of releasing core material in an aqueous solution. The micro particles showed spherical shapes with rough walls, the average diameters varied from 36 and 58 µm. Results of encapsulation efficiency were from 52 - 62% for mixtures of glucose solution and from 54 - 66% for mix-tures with solid core. More superficial glucose quantities were found in formulations in which solid cores were added. Core releasing was assessed every 30 minutes during 2 hours; during the first 30 minutes, the formulations containing solid glucose showed values > 86% (burst effect) while the releasing of core material from mixtures containing glucose solution varied from 22-72% where the release increased progressively during this time. The use of a lipid matrix in the formulations may be responsible for these results because the addition of a liquid lipid (AO) to carnauba wax was a crucial factor in the crystallization modification of the lipid mixture providing reasonable encapsulation efficiency / Mestrado / Consumo e Qualidade de Alimentos / Mestra em Alimentos e Nutrição

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T12:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_LorenaCosta_D.pdf: 22115724 bytes, checksum: c861960aaac99c842236e9c6c73a593e (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: No Brasil, o manjericão (Ocimum basilicum L.) é utilizado tanto in natura como para processamento industrial, visando a obtenção do óleo essencial, que possui como principais compostos aromáticos o linalol, 1,8-cineol (ou eucaliptol) e a cânfora. O objetivo neste trabalho foi microencapsular o óleo essencial de manjericão, através da secagem por atomização em spray-dryer, visando a proteção dos compostos aromáticos. Para isso, uma combinação de materiais de parede foi utilizada: goma arábica, maltodextrina (MD) + isolado proteico de soja (IPS) e maltodextrina + concentrado proteico de soro de leite (CPS). Numa primeira etapa foi realizado um planejamento experimental para o material de parede goma arábica (30% de sólidos) visando avaliar o efeito das variáveis (%) óleo:sólidos totais (10 ¿ 25 %) e pressão de homogeneização (0 ¿ 100 MPa) nas propriedades das emulsões e partículas obtidas. Na segunda etapa do trabalho foram produzidas emulsões e partículas com todos os materiais de parede, utilizando-se 10% de óleo em relação aos sólidos totais e pressões de homogeneização de 0 e 50 MPa, condições estas estabelecidas a partir dos resultados obtidos na primeira etapa do projeto. As partículas resultantes de emulsões homogeneizadas a 50 MPa apresentaram maior retenção de óleo, menor teor de óleo superficial e, consequentemente, maior eficiência de encapsulação, independentemente do material de parede utilizado, evidenciando o efeito positivo da homogeneização a alta pressão. Dentre os três compostos aromáticos avaliados, o linalol foi o retido em maior concentração, mostrando sua maior estabilidade quando comparado com o eucaliptol e a cânfora. Com base nos resultados obtidos nesta segunda etapa e também avaliando a questão econômica (custo dos materiais de parede), os materiais de parede goma arábica, MD:IPS (75:25) e MD:CPS (75:25) foram selecionados para a terceira etapa do trabalho. Avaliou-se a estabilidade das micropartículas ao serem armazenadas por 60 dias em potes herméticos à 25 ºC e 50 ºC e em umidade relativa de 50%, a 25 ºC. Concluiu-se que a microencapsulação de óleo essencial de manjericão é indicada quando a finalidade é o uso deste óleo em produtos nos quais há dificuldade de incorporação de materiais líquidos ou em produtos a serem armazenados em ambiente com elevada umidade relativa / Abstract: In Brazil, the basil (Ocimum basilicum L.) is used both fresh and for processing in order to obtain the essential oil, which has as main aromatic compounds linalool, 1,8-cineol (or eucalyptol) and camphor. The objective of this study was to microencapsulate basil essential oil by spray-drying, seeking the protection of aromatic compounds. For this, tree wall materials were studied: gum Arabic, maltodextrin (MD) + protein, that could be either soy protein isolate (SPI) or whey protein concentrated (WPC). In a first step an experimental design was used to evaluate the effect of the variables oil:total solids rate (10 ¿ 25 %) and homogenization pressure (0 ¿ 100 MPa), on emulsions and particles, using gum Arabic (30% solids) as wall material. On the second stage of the study, emulsions and particles were produced with all the wall materials, using 10% oil in relation to total solids content and emulsions homogenization pressures of 0 and 50 MPa, conditions established based on the results obtained in the first stage of this study. The particles obtained from emulsions homogenized at 50 MPa had higher oil retention, low surface oil, and hence higher encapsulation efficiency regardless of the wall material used, showing the positive effect of high pressure homogenization. Among the three compounds evaluated, linalool was retained in higher concentrations, indicating its higher stability when compared with eucalyptol and camphor. Based on the results obtained in this second stage and also evaluating the economic issue (wall materials costs), the wall materials gum Arabic, MD: IPS (75:25) and MD: CPS (75:25) were selected for the third stage of the study. The stability of the particles stored for 60 days at airtight recipients at 25 ºC and 50 ºC and at relative humidity of 50%, at 25ºC was evaluated. It was concluded that the microencapsulation of Basil essential oil is suitable when the purpose is the use of this oil in products in which the incorporation of liquid materials is difficult or products to be stored in an environment with high relative humidity / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutora em Engenharia de Alimentos

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-23T08:08:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_EmiliodeCarvalho_M.pdf: 13604632 bytes, checksum: 4270ae81b2660ac8c4ff7da858666d64 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O pequi (Caryocar brasiliense Camb.) é uma fruta do cerrado que apresenta alto teor de compostos fenólicos, carotenóides e alta atividade antioxidante. A microencapsulação dos polifenóis pode aumentar a sua estabilidade a fatores externos como luz e oxigênio, em relação a sua forma livre. Além disso, ajuda a reduzir os gostos indesejávies. Este trabalho teve como objetivo estudar a microencapsulação dos compostos bioativos dos extratos aquosos do pequi. Foram preparados extratos aquosos de diferentes razões fruta:água (1:2 e 1:3) com os seguintes parâmetros fixados: 1 h de extração, 25 C. Em seguida os extratos foram concentrados por nanofiltração, em uma membrana do tipo espiral com massa molecular de corte de 150 a 300 g/mol e área de 1,2 m2, onde foram avaliadas as condições de processo via: fluxo de permeado (8,4 a 16,6 L/hm2) e índice de retenção (93 a 95%). Os extratos obtidos foram microencapsulados usando um secador do tipo spray dryer, com os seguintes parâmetros fixados: vazão de ar de secagem de 300 m3/h, vazão do ar comprimido de 1,85 m3/h e pressão do ar comprimido de 3 bar. Foi inicialmente investigada a influência de cinco tipos de materiais de parede (Maltodextrina 10 DE, Maltodextrina 20 DE, Xarope de Glicose, HiCap e Snow Flake) e sua respectiva concentração (0 a 20% p/p) na retenção de polifenóis. Posteriormente foram avaliados os efeitos da temperatura do ar de entrada (140 C e 180 C) e diferentes diâmetros de bico atomizadores (1,0 e 2,0 mm) na qualidade dos pós gerados. As microesferas obtidas foram caracterizadas em relação ao conteúdo de umidade, atividade de água, higroscopicidade, distribuição de tamanho e diâmetro médio de partículas, temperatura de transição vítrea e microestrutura. No geral, as partículas produzidas apresentaram formato esférico sem rachaduras ou poros quando atomizadas a 180 C e formato mais irregular à 140 C. Além disso, foram também determinados: a retenção de polifenóis, atividade antioxidante via DPPH e FRAP e a estabilidade a 45 C por 49 dias. As micropartículas apresentaram retenção de polifenóis na ordem de 67 a 72% e atividade antioxidante de 42 a 68% de inibição via DPPH e 48 a 83 mg/g via FRAP. A estabilidade dos polifenóis ao longo do tempo foi analisada via espectrofotometria e cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE). A análise via CLAE se mostrou mais confiável e as partículas atomizadas apresentaram uma menor degradação com o tempo, em relação às amostras liofilizadas. Independentemente do modo de produção do extrato, a microencapsulação à 140 C/1,0 mm foi mais adequada / Abstract: Pequi (Caryocar brasiliense Camb.) is a Brazilian fruit with high levels of phenolic compounds and high antioxidant activity but its phytochemical aspects are little known. The bioactive compounds present in pequi could be added to formulated foods and beverages. However these compounds are generally unstable in liquid form and microencapsulation may increase its stability to external factors such as light and oxygen. This work aimed to study the extraction and the microencapsulation by spraydrying of polyphenols present in pequi. Aqueous extracts were prepared from different proportion of fruit:water (1:2 and 1:3), with the following parameters determined: 1 h of extraction at 25 C. Then the extracts were concentrated by nanofiltration, in a spiral wound membrane with a molecular cut-off of 150 to 300 g/mol, and 1.2 m2 of active area and the process conditions were evaluated by: permeate flux, wich varied from 8.4 to 16.6 L /h.m2 and retention of phnolics index, wich varied from 93 to 95 %. The extracts were microencapsulated using a spray dryer with the following fixed parameters: drying air flow of 300 m3/h, compressed air flow of 1.85 m3/h and air pressure of 3 bar. The initial variables were: wall material concentration (0 to 20%) and type (maltodextrin 10 DE and 20 DE, Glucose Syrup, Hicap and Snow Flake). Highest polyphenols retention was the target. For the chosen condition: 15% of mixture - Snow Flake/maltodextrin 10 DE (1/3), drying temperature (140 C and 180 C) and nozzle diameter variation (1.0 and 2.0 mm) were investigated. The microspheres were characterized with respect to moisture content, water activity, hygroscopicity, size particle distribution and particle diameter, glass transition temperature and microstructure. In general, the spherical particles produced exhibited no cracks or pores when atomised at 180 C and were more irregular when atomised at 140 C. Moreover, polyphenol retention, antioxidant activity by DPPH and FRAP and stability at 45 C for 49 days were also determined. The microparticles showed 67 to 72 % of polyphenol retention and antioxidant activity of 42 to 68 % inhibition by DPPH and 48 to 83 mg/g by FRAP. The polyphenols stability was analyzed by spectrophotometer and high performance liquid chromatography (HPLC). The analysis by HPLC showed the most reliable and the atomized particles had lower degradation compared to lyophilized samples. Regardless of the method of production of the extract, microencapsulation using 140 C/1.0 mm was more suitable / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Le cold spray, procédé qui consiste en la projection de particules de poudre à haute vitesse sur un substrat solide, permet de réaliser des dépôts denses de tantale sur substrat de cuivre. Tout au long de la projection, les particules restent à l'état solide ce qui prévient toute pollution ou modification chimique indésirable comme l'oxydation. Le risque d'altération de la composition chimique est ainsi reporté sur d'autres étapes telles l'obtention des matériaux ou la conservation des poudres. Le tantale est particulièrement sensible à la présence d'oxygène et peut ainsi voir sa dureté augmenter même pour des très faibles taux. Cette étude s'intéresse donc aux conséquences d'une augmentation du taux d'oxygène dans les particules avant projection sur la qualité (adhérence, cohésion) du dépôt. Pour cela, des particules de poudres ont été enrichies en oxygène puis ont été analysés suivant différentes méthodes (DRX, microsonde de Castaing, MET, XPS, nanoindentation, …) afin de déterminer le type d'oxydation et le comportement mécanique des particules oxydés. Ensuite, la phénoménologie des particules à l'impact a été étudiée via l'observation de particules isolées adhérant au substrat après impact (splats), d'une part, et des dépôts, d'autre part. Les techniques d'analyses et les procédés utilisés pour caractériser leur déformation et leur adhérence sont le MEB, le MET, l'EBSD, un essai de rayure modifié, la structuration laser et un essai d'adhérence et de cohésion par choc laser (LASAT®). Enfin, une simulation numérique de la construction de dépôt a été réalisée selon les lois ensemblistes établies par la morphologie mathématique. L'influence de l'oxydation des poudres est représentée dans ce modèle via l'introduction du rebond des particules. / Cold gas dynamic process, namely Cold Spray, can be used to achieve fully-dense tantalum coatings onto a copper substrate due to spraying of powder particles at a high velocity. During spraying, the particles stay at the solid state, which prevents pollution and detrimental chemical modification such as oxidation. The risk for chemical damage therefore moves to other processing stages, primarily raw material production and powder storage. Tantalum is very sensitive to oxygen (for example, hardness increases even for low oxygen contents). In the present work, the consequences of the particle oxygen degree on coating quality are studied. Oxidized powder particles were analyzed using different methods (XRD, EPMA, TEM, XPS, nanoindentation, …) to characterize oxidation and particle mechanical properties. Particle impact phenomenology is studied from observation of splats, i.e. single deposited particles, and coatings. Analysis techniques and processes to describe splat deformation and adhesion are SEM, TEM, EBSD, modified scratch testing, laser structuring and LAser Shock Adhesion Test (LASAT®). In a final part, numerical simulation of coating build-up was developed using a mathematical morphology approach. Particle oxidation is involved in this simulation through the particle rebound phenomenon.