Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-07-07T15:39:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1699770 bytes, checksum: 6b36ece7aacc23fa83d7ee88f2810592 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-07T15:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1699770 bytes, checksum: 6b36ece7aacc23fa83d7ee88f2810592 (MD5) Previous issue date: 2016-03-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O cenário atual do mercado, desenvolvimento tecnológico e industrial, da produção sustentável e da geração de conhecimento técnico e científico na área de leite e derivados é favorável a realização de pesquisas sobre descrição de fenômenos físico-químicos e sua correlação com propriedades técnico funcionais de lácteos desidratados. O principal objetivo deste trabalho consistem na determinação do efeito do tipo de cristalizador na eficiência da cristalização da lactose em soro de leite concentrado, utilizando dois equipamentos que dispõem de diferentes formas de agitação (Tanque 1 - agitador central e Tanque 2 - agitador periférico), mantendo as demais condições de cristalização constantes, como: taxa de resfriamento; temperatura; velocidade de agitação; tempo de cristalização; e teor se sólidos solúveis por tratamento. Foi determinada a cinética de cristalização da lactose, perfil de cristalização por meio da microscopia óptica, produção de soro em pó a partir de diferentes soros cristalizados e determinação das propriedades do pó de acordo com a eficiência de cristalização em cada um dos tanques. Os resultados deste projeto de Mestrado contribuem para os conhecimentos sobre o processo de cristalização e para escolha dos equipamentos mais adequados para o processamento, no qual é possível alcançar uma maior quantidade de lactose cristalina, reduzindo o tempo de cristalização, minimizando problemas de adesão e aglomeramento não desejável (empedramento) no spray dryer, gerando impactos positivos para o desenvolvimento científico, tecnológico, industrial e suporte a inovação tecnológica. / Nowadays, the market scenario, the technological and industrial development, the durable production system and the accumulation of technical and scientific knowledge in dairy area favor the conduction of research on physical and chemical phenomena and how these phenomena are correlated with techno- functional properties of dehydrated dairy products. The main objectives of this project were to determine the effect of the crystallizer design on lactose crystallization efficiency in concentrated whey. Two different crystallizers were used, one presenting a central agitation (Tank 1) and the other presenting a peripheral agitation (Tank 2). All others crystallization parameters were kept constant such as cooling rate; temperature; stirring speed; crystallization time and concentration of soluble solids by treatment. We determined the kinetics of lactose crystallization and the crystallization profile by optical microscopy and we characterized the whey powders obtained from the different crystallized products as a function of the crystallization efficiency of each of tank. The results obtained during this Master's project contribute to better understand the crystallization process and help on the choosing of the most appropriate crystallizer allowing higher lactose crystallization rate, minimal crystallization time and therefore reduction of problems linked with caking on spray dryer. In conclusion, our results bring positive impact on the scientific, technological and industrial fields for technological innovation.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-08-19T11:56:16Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1670952 bytes, checksum: f82ea295daafe21724748d0aa257dcd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-19T11:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1670952 bytes, checksum: f82ea295daafe21724748d0aa257dcd8 (MD5) Previous issue date: 2015-10-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito do Incremento Médio Anual (IMA) e permeabilidade da madeira de diferentes clones de Eucalyptus sp. na velocidade de secagem da madeira em tora. Foram utilizados 6 clones comerciais de Eucalyptus sp. (57, 1213, 3335, 3336, GG100 e 3487), aos 9 anos de idade, provenientes de um teste clonal localizado na Fazenda Guaxupé Florestal, no município de Ubá-MG. O experimento de secagem da madeira foi instalado no Delineamento Inteiramente Casualizado utilizando-se três classes de diâmetro, com e sem casca, com 2 repetições cada. Os toretes foram colocados em uma estrutura a 60 cm do chão. Determinou-se a umidade inicial dos toretes e o acompanhamento da secagem foi feito quinzenalmente através de pesagens de cada torete até o 154o dia de observação. Para a determinação da permeabilidade longitudinal da madeira ao ar, foi montado um experimento em DIC, para os 6 clones e 3 classes de diâmetro. Foram determinadas as permeabilidades do alburno para as 3 classes de diâmetro e do cerne para 2 classes de diâmetro. Foi determinada a relação cerne/alburno, a densidade básica da madeira no sentido base-topo e medula-casca, a morfologia dos poros e fibras no sentido base-topo e a composição química estrutural. Para os dados de secagem, foram ajustados modelos exponenciais para explicar o comportamento da perda de umidade e a comparação entre os tratamentos foi feita pelo teste de identidade de modelos. Os demais dados foram submetidos à análise de variância, e quando estabelecidas diferenças entre eles, aplicou- se o teste Tukey em nível de 95% de significância. Concluiu-se que o IMA e, consequentemente, o diâmetro afeta diretamente o tempo de secagem, clones que apresentam toras com maiores diâmetros demandam mais tempo para secar e que a permeabilidade da madeira também afeta a secagem. Madeiras mais permeáveis secam mais rapidamente quando comparadas toras de diâmetros semelhantes. Os materiais genéticos que apresentaram menor umidade ao longo do tempo foram os 1213, 57 e GG100, respectivamente. / This study aimed to evaluate the effect of Mean Annual Increment (MAI) and permeability of wood of different clones of Eucalyptus sp. in the logs drying rate. It analyzed six commercial clones of Eucalyptus sp. (57, 1213, 3335, 3336, GG100 and 3487), at 9 years old, from a clonal test located at Guaxupé Florestal’s Farm, in the city of Ubá-MG. The wood drying experiment was in completely randomized design using three diameter classes, with and without bark, and two repetitions each. After measured the logs initial moisture content they were placed in a structure to 60 cm height from the ground, and the monitoring of the drying was done biweekly by weighing each log until the 154th day of observation. An experiment in completely randomized design to six clones and three diameter classes were made for determination of the longitudinal air permeability of wood. It was determined the permeabilities of sapwood in tree classes of diameter and to the heartwood in two diameter classes. In addition, it was determined the relationship between heartwood / sapwood, the wood density in the bottom-up and pitch-bark directions, morphology of the pores and fibers in the bottom-up direction and the structural chemistry composition. For drying data were fitted exponential models to explain the moisture loss behavior and the comparison between treatments was done by model identity test. Other data were submitted to analysis of variance, and when established differences between them, applied the Tukey test at 95% significance level. It follows that the MAI and hence the diameter directly affects the drying time, clones showing logs with larger diameters require longer to dry and that also the permeability affects the wood drying. More permeable timbers dry faster when comparing logs of similar diameters. Genetic materials had lower moisture over time were 1213, 57 and GG100, respectively.

SOUSA, A. D. Efeito do método de extração e da secagem sobre o conteúdo fenólico e a composição química de quebra-pedra (Phyllanthus amarus e Phyllanthus niruri). 2017. 119 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-12T17:23:28Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_adsousa.pdf: 4444823 bytes, checksum: 3b1d03de5b9069f3ba63ebf676a66cbc (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-12T17:40:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_adsousa.pdf: 4444823 bytes, checksum: 3b1d03de5b9069f3ba63ebf676a66cbc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-12T17:40:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_adsousa.pdf: 4444823 bytes, checksum: 3b1d03de5b9069f3ba63ebf676a66cbc (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Effect of the extraction method and drying on the phenolic content and chemical composition of stone breaker (Phyllanthus amarus and Phyllanthus niruri) Resumo The genus Phyllanthus, popularly known as quebra-pedra in Brazil, is composed of plants rich in bioactive compounds, mainly phenolics. Drying of raw material and the extraction process are essential to achieve those compounds. Nowadays, "green" extraction techniques are required to reduce the environmental impacts. Among these techniques, ultrasound-assisted extraction (UAE) and pressurized liquid extraction (PLE) stand out. In this study, aqueous extraction from aerial parts of P. amarus and P. niruri was performed using UAE, PLE and conventional extraction. It was evaluated the effect of time, ultrasonic intensity, and liquid/solid (L/S) ratio in UAE and of time and temperature in PLE on total phenolics and gallic acid extraction. The chemical composition of the extracts was determined by UPLC-QTOF-MS/MS in conjunction with chemometric techniques (PCA and OPLS-DA). Also plants drying parameters were investigated. Aerial parts of the two species were dried in a circulating air-drying oven and drying kinetics data were obtained. The effect of air-drying temperature (50, 60 and 70°C) on phenolic content and on chemical composition was also studied. The highest total phenolics content was observed in the extracts obtained by PLE at 192°C/15 min for the two species, but this high temperature led to degradation of some compounds. The extracts obtained by the PLE at 120°C presented a high phenolic content without chemical degradation. The other extraction techniques produced a lower yield of phenolic compounds and higher solvent consumption. Therefore, PLE at a temperature of 120°C and pressure of 110 bar proved to be a suitable method to extract phenolics, including the compounds with medicinal relevance. The chemical composition of the extracts had mainly hydrolysable tannins and flavonoids. With regard to drying, the increase in air-drying temperature reduced the drying time and increased the effective moisture diffusivity. The best evaluated temperature to obtain a higher phenolic content for both species was 60°C. The results indicate the importance of the drying temperature control to maintain the quality of the raw material and the extraction process in obtaining the compounds of interest. / O gênero Phyllanthus, conhecido popularmente no Brasil como quebra-pedra, é composto de plantas ricas em compostos bioativos, principalmente fenólicos. Na obtenção desses compostos de interesse, a secagem da matéria-prima e o processo de extração são fundamentais. Atualmente, tem se buscado a utilização de técnicas de extração “verde” que reduzam o impacto ao meio ambiente. Dentre estas técnicas destacam-se a extração assistida por ultrassom (EAU) e a extração com líquido pressurizado (ELP). Neste estudo, a extração aquosa das partes aéreas de P. amarus e P. niruri foi realizada por EAU, ELP e extração convencional. Foi avaliado o efeito do tempo, intensidade ultrassônica e razão líquido/sólido na EAU e do tempo e temperatura na ELP na extração de fenólicos totais e ácido gálico. A composição química dos extratos foi determinada por UPLC-QTOF-MS/MS em conjunto com técnicas quimiométricas (PCA e OPLS-DA). Também foram investigados parâmetros de secagem das plantas. Partes aéreas das duas espécies foram secas em estufa de circulação de ar e dados de cinética de secagem foram obtidos. O efeito da temperatura do ar de secagem (50, 60 e 70°C) sobre o conteúdo fenólico e a composição química também foi estudado. O maior conteúdo de fenólicos totais foi observado nos extratos obtidos por ELP em 192°C/15 min para as duas espécies, mas esta temperatura elevada levou à degradação de alguns compostos. Os extratos obtidos por ELP na temperatura de 120°C apresentaram um alto conteúdo fenólico e sem degradação química. As outras técnicas de extração promoveram menor rendimento de compostos fenólicos e maior consumo de solvente. Portanto, a ELP na temperatura de 120°C e pressão de 110 bar mostrou-se um método adequado para extrair compostos fenólicos, incluindo os compostos com importância medicinal. A composição química dos extratos apresentou principalmente taninos hidrolisáveis e flavonóides. Com relação à secagem, o aumento da temperatura do ar de secagem reduziu o tempo de secagem e aumentou a difusividade efetiva de umidade. A melhor temperatura testada para se obter um maior conteúdo fenólico para ambas as espécies foi de 60°C. Os resultados indicam a importância do controle da temperatura de secagem para manter a qualidade da matéria-prima e do processo de extração na obtenção dos compostos de interesse.

O sistema agroindustrial da soja é uma atividade econômica fundamental na Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, que contempla a produção de grãos e empresas fabricantes de secadores. Considerando os grandes volumes das colheitas e que praticamente toda a colheita de grãos, antes do armazenamento, é exposta ao processo de secagem, toda melhoria e aceleração nesse processo fornece um benefício econômico significativo. Essa economia justifica a pesquisa para o desenvolvimento e otimização de secadores, em que a aplicação da modelagem matemática e da simulação numérica são recursos essenciais. Nesta tese foram desenvolvidos um modelo matemático e um programa computacional para simular o processo de secagem de soja em secadores do tipo torre de coluna com fluxo contínuo e múltiplos estágios. Os processos de transferência de calor e de massa foram descritos por um sistema de quatro equações diferenciais parciais não-lineares, resolvido pelo método de MacCormack. Os termos-fonte destas equações foram definidos por equações auxiliares semiempíricas, obtidas através de dados experimentais em camada fina. Para obter os dados experimentais da dinâmica de secagem da soja em camada fina no campo de abrangência da temperatura do ar de secagem de 45 a 110 ºC, da velocidade do ar de secagem de 0 a 2,5 m/s, da umidade relativa do ar de secagem de 10 a 30% e do teor de umidade inicial do grão de 13 a 32% e validar o modelo foi desenvolvido um equipamento que permitiu a variação da umidade, temperatura e velocidade do ar. Os experimentos foram conduzidos em leito fixo. O modelo de secagem do grão com dois compartimentos foi escolhido para a representação da camada fina, pois o estudo experimental mostrou que o coeficiente de difusão médio depende da distribuição de umidade dentro do grão. Nesses compartimentos os coeficientes de secagem são diferentes e variam em função da temperatura. A comparação entre os resultados experimentais e as simulações em camada fina e camada espessa unidimensional apresentam concordância satisfatória, indicando diferenças relativas médias inferiores a 7%. Simulações foram realizadas para diferentes esquemas de secadores de fluxo contínuo, incluindo esquema para economia de energia com a recirculação do ar para o resfriamento e secagem de grãos. As simulações permitiram avaliar a eficiência energética de cada esquema, sendo que o reaproveitamento do calor do ar de recirculação provocou uma economia média de combustível entre 28,5 e 41%, e um rendimento da secagem entre 39,7 e 68%, dependendo do esquema de secador analisado. / The agroindustrial system of soybeans is an essential economic activity in the northwest region of Rio Grande do Sul, which includes the grain production and manufacturers of dryers. Considering the large volumes of crops and that practically every grain harvest, before storage, is exposed to drying process, every improvement and acceleration in this process provides a significant economic benefit. This economy justifies the research for the development and optimization of dryers, where the application of the mathematical modeling and numerical simulation are essential resources. In this thesis, a mathematical model and a computer program were developed to simulate the soybeans drying process in column dryers with continuous flow and multistage. The processes of heat and mass transfer were described by a system of four non-linear partial differential equations solved by the MacCormack method. The source terms of these equations were determined by auxiliary semi-empirical equations obtained from thin layer experimental data. To obtain the thin layer experimental data from drying soybean dynamics in temperature range from 45 to 110 ° C, velocity range from 0 to 2.5 m / s, air relative humidity 10 to 30%, grain moisture content from 13 to 32% and validate the model, an equipment which allowed the variation of humidity, temperature and air velocity was developed. The experiments were conducted in a fixed bed. The twocompartment grain drying model has been chosen to represent the thin layer, because the experimental study showed that the average diffusion coefficient depends on the distribution of moisture within the grain. In these compartments the drying coefficients are different and vary depending on the temperature. The comparison between experimental results and simulations on thin layer and unidimensional thick layer show satisfactory agreement, indicating average differences lower than 7%. Simulations were made for different schemes of continuous flow dryers, including energy saving scheme with recirculation of air for cooling and drying of grain. The simulations permitted to evaluate the energy efficiency of each scheme, and the reuse of heat from the recirculated air caused an average fuel economy of 28.5 and 41%, and a drying efficiency between 39.7 and 68%, depending on the chosen scheme.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:42:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322793.pdf: 2657177 bytes, checksum: 0f7330257f46d80250ba57ba63319ae2 (MD5) Previous issue date: 2013 / A rama é um equipamento empregado na etapa de beneficiamento de tecidos que tem basicamente as funções de termofixação de acabamentos, de estabilização dimensional e de secagem. O gás natural é utilizado em ramas de aquecimento direto e os secadores tem um elevado consumo de energia por causa da grande quantidade de água removida por evaporação. Medidas que visam melhorar o desempenho desses equipamentos são fundamentais para uma produção mais eficiente. O estudo da secagem de um tecido em uma rama de aquecimento direto utilizando a modelagem matemática e a simulação mostra-se como um ótimo recurso para avaliar o desempenho desse secador operando em diferentes condições. Modelos fenomenológicos de transferência de calor e de massa em meio poroso foram considerados e validados baseando-se na comparação entre os resultados obtidos das simulações e aqueles observados em um processo real. O método dos elementos finitos foi o procedimento numérico adotado para resolução do sistema de equações diferenciais parciais. Quatro estudos de caso foram realizados: no estudo de caso 1 os coeficientes convectivos de transporte de calor e massa foram estimados; o impacto das condições ambientes locais no desempenho da rama foi estudado para a estação quente (no estudo de caso 2) e a estação fria (no estudo de caso 3) do ano; no estudo de caso 4, o reaproveitamento do calor de exaustão por meio do pré-aquecimento do tecido e do ar de secagem foi avaliado como um método para redução do consumo de combustível. O modelo de isoterma de Henderson-Thompson foi utilizado para representar o equilíbrio higroscópico do tecido de algodão e também para determinar o calor isostérico desse material. Os perfis de umidade e de temperatura foram obtidos ao longo do tecido dentro da rama e constatou-se que os modelos representaram o processo real satisfatoriamente. Verificou-se que a operação da rama na estação fria eleva o consumo de gás natural em 5,3 % e que o pré-aquecimento do tecido e também do próprio ar de secagem, reduz o consumo do combustível numa faixa de 19 % a 64 %, dependendo da razão de reciclo. A partir do estudo realizado, concluiu-se que as ramas têxteis são sensíveis às condições do ar ambiente e que procedimentos de recuperação de calor das correntes de exaustão para o pré-aquecimento do ar de secagem e do tecido podem determinar grande economia e assim, o uso mais eficiente dos recursos energéticos. <br> / Abstract : The stenter is a machine used in the finishing stage of fabric manufacturing that has the functions of heat setting, drying and providing width control. Natural gas is the fuel used in direct heating systems and these dryers have considerable energy consumption because of the large quantity of water removed by evaporation. In order to achieve energy efficiency, it's essential that process improvements be studied.Mathematical modeling and simulation are great tools to study the fabric drying inside the stenter and to evaluate its performance at different operating conditions.Heat and mass transfer in porous media models were considered and validated based on the comparison between the results obtained in the simulations and observations made in the real process. The finite element method was the numerical procedure adopted for solving the system of partial differential equations. Four case studies were accomplished: the convective heat and mass transfer coefficients were estimated in the case study 1;the effect of ambient conditions on the machine performance was studied for a warm season (in the case study 2) and a cold season (in case study 3); an evaluation of the use of exhaust air to preheat the fabric and the drying medium was done in the case study 4 to predict the effect of heat recovery in the fuel consumption.The Henderson-Thompson model was used to represent the equilibrium moisture of the cotton fabric and also to calculate its isosteric heat.The moisture and temperature profiles were calculated along the fabric inside the stenter and it was found that the models represented the real process adequately.It was found that operating the stenter in cold ambient air increases natural gas consumption by 5.3 % and that the recovery of exhaust heat to preheat the fabric and the drying medium reduces fuel consumption from 19 % to 64 %, depending on the recycle ratio. From this study, it was concluded that textile stenters are sensitive to ambient air conditions and that exhaust heat recovery systems provide a significant reduction of natural gas consumption.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:11:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327389.pdf: 1410836 bytes, checksum: 2f478e152dedbd0ebb623493eab428bd (MD5) Previous issue date: 2014 / O timol, composto natural encontrado no óleo essencial do orégano e do tomilho, apresenta efeitos benéficos como atividade antioxidante e antimicrobiana e é muito utilizado na indústria de alimentos. No entanto, seu uso pode ser limitado pela sua alta instabilidade a fatores ambientais como a temperatura, oxigênio, luz e umidade. A degradação do timol pode ser retardada pela microencapsulação, técnica em que o composto ativo é envolvido por uma matriz que protege e possibilita a liberação controlada. Dentro desse contexto, o objetivo desse trabalho foi produzir e caracterizar micropartículas de zeína carregadas com timol. As micropartículas foram obtidas pelo processo de atomização (spray-drying). A temperatura de secagem e a proporção de timol na amostra foram definidas através da metodologia de superficíe de resposta, onde as melhores condições selecionadas foram, 3,85% (g de timol/100g de zeína) e 130 °C de temperatura de secagem. Nessa condição uma eficiência de encapsulação de 49,5% foi atingida e as micropartículas obtiveram diâmetro médio de 14,3 µm de acordo com a análise por difração de feixe de laser. Em uma segunda etapa as micropartículas foram reticuladas utilizando os compostos 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) e (1R,2R,6S)-2-Hidroxi-9-(hidroximetil)-3-oxabiciclo[4.3.0]nona-4,8 dieno-5-carboxilato de metila (genipin) e sua morfologia foi alterada, uma vez que seu formato esférico não foi encontrado após esse processo. A ligação promovida pela reticulação entre as cadeias da proteína diminuiu os sítios de ligação disponiveis, diminuindo a absorção de água em relação às não reticuladas. Isso foi evidenciado pela isoterma de sorção de água. As análises térmicas mostraram que a microencapsulação proporcionou proteção ao timol até uma temperatura acima da temperatura de degradação do composto puro. Os testes de liberação realizados mostraram que as micropartículas não reticuladas apresentaram uma liberação mais acentuada do timol chegando a 90% de liberação no primeiro dia. As micropartículas reticuladas mostraram liberação mais lenta classificada como não-fickiana, com maior resistência na taxa de relaxamento das cadeias proteicas reduzindo a liberação do timol.<br> / Abstract : Thymol is a natural compound found in the essential oil of oregano and thyme, with antioxidant and antimicrobial activities. It is highly used in the food industry. Its use may be, however, limited due to high unstableness to environmental factors such as temperature, oxygen, light and humidity. Thymol degradation may be delayed by microencapsulation by which the active compound is wrapped in a matrix that protects and makes possible controlled release. Current research produces and characterizes microparticles of thymol-bearing zein. Microparticles were obtained by spray-drying and drying temperature and thymol percentage in the sample were defined by response surface methodology in which the best conditions were 3.85% (g thymol/100g zein) and drying temperature at 130 °C, obtaining 49.5% encapsulation efficiency. Microparticles had an average diameter 14.3 µm following laser diffraction analysis. Microparticles were then recticulated by compounds 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and (1R,2R,6S)-2-Hydroxy-9-(hydroxymethyl)-3-oxabicycle[4.3.0]nona-4,8 dieno-5-carboxylate of methyl (genipin), with changed morphology since sphere shape was not possible after the process. Bond provided by reticulation between protein chains decreased available sites and reduced water absorption when compared with non-reticulated ones. Water sorption isotherm is evidence of the above. Thermal analyses showed that microencapsulation protected thymol up to a temperature above the degradation of the pure compound. Release tests also demonstrated that non-reticulated microcapsules had a greater thymol release, reaching 90% during the first day. Reticulated microparticles revealed a slower release, classified as non-Fickian release, with a greater resistance in relax rate of the protein chains, with a decrease in thymol release.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-22T04:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334390.pdf: 1648544 bytes, checksum: ec0d28badc4c230870b58c7fc7d40c9f (MD5) Previous issue date: 2015 / A grande quantidade de subprodutos gerados durante o processamento da uva resulta na necessidade de estudar suas possíveis reutilizações e aplicações. Os resíduos deste estudo são constituídos dos sólidos que estavam suspensos no suco de uva e que foram retidos na etapa de centrifugação. O objetivo deste estudo foi caracterizar o resíduo obtido da centrifugação do suco de uva convencional e orgânico e avaliar a influência do método de secagem na estabilidade dos compostos fenólicos e atividade antioxidante in vitro, bem como avaliar a cinética de secagem deste resíduo. Os resíduos foram analisados quanto aos parâmetros físico-químicos, propriedades tecnológicas, compostos fenólicos e atividade antioxidante in vitro, composição mineral e monossacarídica. Os resíduos foram desidratados em estufa com circulação de ar e avaliados quanto à cinética de secagem utilizando curvas de secagem (45, 55 e 65 ºC) e modelos semi-empíricos (Lewis, Henderson e Pabis, Page e Dois termos exponencial). Em relação às propriedades tecnológicas dos resíduos, o processo de liofilização proporcionou maior capacidade de absorção de água (110,13 e 110,65%) e capacidade de retenção de óleo (104,69 e 105,7%) que a desidratação em estufa com circulação de ar. O resíduo de uva convencional apresentou as maiores concentrações de compostos fenólicos. O resíduo de uva orgânica desidratado com circulação de ar apresentou maior teor de compostos fenólicos do que o resíduo liofilizado. A composição mineral do resíduo de uva orgânica e convencional apresentou maiores concentrações do macroelemento K (883,05 e 969,57 mg/100g), do microelemento Fe (21,12 e 15,69 mg/100g) e do metal Al (16,49 e 11,20 mg/100g). A análise da composição monossacarídica indicou a presença de ramnose, fucose, arabinose, xilose, manose, galactose, glucose e ácidos urônicos. A glucose (47,50 e 51,23%) foi o monossacarídeo presente em maior concentração. Os resíduos desidratados a 45, 55 e 65 ºC apresentaram curvas de secagem com dois períodos, sendo o primeiro de taxa constante e o outro de taxa decrescente. Ao utilizar a temperatura de 65 ºC a taxa de secagem foi maior e a umidade crítica menor ao comparar-se com as temperaturas de 45 e 55 ºC. O modelo de Page foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, pois apresentou o maior coeficiente de determinação (R²>0,99) e os menores valores de chi-quadrado (?²<0,00105). Os resíduos desidratados com circulação de ar a 55 e 65 ºC apresentaram maior estabilidade quanto a antocianinas monoméricas totais durante o processo de secagem. A composição química e o baixo custo de obtenção destes resíduos, bem como os processos de desidratação podem viabilizar sua utilização pela indústria alimentícia, e consequentemente minimizar os impactos ambientais.<br> / Abstract : The large quantity of by-products generated during the processing of the grapes results in the need from studying their possible reuse and applications. The residue of this study consist of solids which were suspended in grape juice and were retained in the centrifugation step. The objective of this study is to characterize the residue obtained from centrifugation of grape juice conventional and organic and evaluate the influence of drying method on the stability of phenolic compounds and antioxidant activity in vitro, and to evaluate the drying kinetics. The residue was analyzed for physicochemical parameters, technological properties, phenolic compounds and antioxidant activity in vitro, mineral composition and monosaccharide. The residues were dehydrated in an oven with air circulation and evaluated regarding the drying kinetics using drying curves (45, 55 and 65 °C) and semi-empirical models (Lewis Henderson and Pabis Page and two exponential terms). In relation to technological properties of the residue, the lyophilization process provided the highest water absorption capacity (110.13 and 110.65%) and oil retention capacity (104.69 and 105.7%) that dehydration in oven with air circulation. The conventional grape residue showed higher concentrations of phenolic compounds. The organic grape residue dehydrated circulating air showed higher concentration of phenolic compounds the residue lyophilized. The mineral composition of organic and conventional grape residue showed higher concentrations for macroelements o K (883.05 and 969.57 mg/100g), the microelements Fe (21.12 and 15.69 mg/100g) and the Al metal (16, 49 and 11.20 mg/100g). The monosaccharide composition analysis indicated the presence of rhamnose, fucose, arabinose, xylose, mannose, galactose, glucose and uronic acids. The glucose (47.50 and 51.23%) was the monosaccharide present in higher concentrations. The dehydrated residues 45, 55 and 65 °C presented drying curve with two periods, the first with constant rate and other with declining rate. Using a temperature of 65 °C drying rate was higher and the lower critical moisture when comparing with temperatures of 45 and 55 °C. The Page model was the best fit to the experimental data, as it showed the highest correlation coefficient (R²>0.99) and the lowest chi-square values (?²<0.00105). The dehydrated residue with air circulation at 55 to 65 °C showed higher stability for total monomeric anthocyanins during the drying process. The chemical composition and the low cost of obtaining these residues and the dehydration process may allow its use by the food industry, and consequently minimize environmental impacts.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-29T04:06:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334753.pdf: 2071330 bytes, checksum: 17b0c15dde30e88dc277e568bbe16e4e (MD5) Previous issue date: 2015 / O processo de fabricação de carnes salgadas e desidratadas envolve longas etapas de salga e secagem, resultando em um produto com alta concentração de sal. O objetivo deste trabalho foi estudar alternativas de processos para a elaboração de um produto cárneo salgado com teor de sódio reduzido, através da combinação de diferentes técnicas de salga, secagem e dessalga. Este estudo foi dividido em três etapas. A primeira consistiu na avaliação de diferentes técnicas de salga (úmida e mista) à pressão atmosférica (Patm), com um e três pulsos de vácuo (1PV e 3PV). Em seguida avaliou-se individualmente o efeito da adição do ácido acético (AA), ácido cítrico (AC) e ácido lático (AL) e a substituição de cloreto de sódio por cloreto de potássio na salga úmida. Para a realização do estudo da substituição parcial do NaCl foram utilizadas três formulações de salmoura: (A) 100% NaCl/0% KCl, (B) 75% NaCl/25% KCl e (C) 50% NaCl/50% KCl (com concentração total de sal de 6 mol L-1). A influência das técnicas de salga nos cortes de carne bovina foi avaliada através dos parâmetros: perda de água (WL), perda de massa total (ML), ganho de sal (SG) e atividade de água ( ). Os resultados demonstraram que a aplicação de 1PV e 3PV pode ser utilizada para reduzir os tempos de salga, tanto na salga úmida quanto na mista. No final de seis horas de salga, a aplicação de 1PV e 3PV resultou em um aumento no SG de 3,2 e 9,8% na salga úmida e 3,2 e 24% na salga mista, respectivamente. Os processos de marinação com adição de ácidos orgânicos (AA, AC e AL) não exerceram influência significativa na e no pelas amostras de carne bovina, em relação a salga sem a adição de ácido. As formulações B e C permitem uma redução no teor de sódio nas amostras de aproximadamente 20 e 70%, respectivamente, ao final de seis horas quando comparadas à formulação A. Na segunda etapa do trabalho os cortes de carne bovina salgados foram desidratados por secagem convectiva (SC), secagem a vácuo (SV) e secagem por micro-ondas a vácuo (SMV). A influência dos métodos de secagem na cinética de desidratação foi avaliada através dos parâmetros de umidade, aw e taxas de secagem. Em seguida, as amostras de carne desidratadas pelos diferentes métodos de secagem foram caracterizadas em relação à porosidade acessível, propriedades mecânicas e microscopia eletrônica de varredura. O valor das taxas de secagem obtidas na SMV é em média 60 e 54 vezes maior do que na SC e na SV, respectivamente. No processo de SMV a de 0,7 nas amostras é atingida em aproximadamente 27 minutos, enquanto nos processos de SV são necessárias 32 horas e na SC não foi possivel atingir esse valor de em 40 horas de processo. As amostras submetidas à SV e SMV apresentaram um aumento significativo da porosidade acessível e afastamento dos feixes de fibras verificado através das análises de porosidade e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente, em relação à amostra submetida à SC. Independentemente dos métodos de secagem (SC, SV e SMV) em que as amostras foram submetidas, às salgadas com as formulações de salmoura B e C apresentaram maiores valores de força de corte e dureza que às salgadas com a formulação A. Por último, na terceira etapa avaliou-se duas técnicas de dessalga com substituição de NaCl por KCl à pressão atmosférica (Patm) e com quatro pulsos de vácuo (4PV) para a obtenção do charque dessalgado com concentração de total de sal (NaCl+KCl) de 2,5% (g 100g-1). Após a dessalga do charque à Patm e com 4PV, foi realizada a substituição de NaCl por KCl trocando a solução de dessalga por uma solução de salmoura contendo 50% NaCl/50% KCl (com concentração total de sal de 0,44 mol L-1). A influência das técnicas de dessalga com substituição de NaCl por KCl no charque dessalgado foram avaliadas através de alguns parâmetros físico-químicos (umidade, aw, teor de Na+, K+ e Cl-) em comparação com o charque dessalgado sem substituição do sódio. Com relação aos parâmetros físico-químicos avaliados nos processos de dessalga, não houve diferença significativa entre as metodologias de dessalga com substituição à Patm e com 4PV. As técnicas estudadas de substituição de NaCl por KCl à Patm e 4PV permitiram a redução do teor de sódio em aproximadamente 50%, quando comparado ao charque dessalgado sem substituição do sódio.<br> / Abstract : The salted and dried meat is widely consumed in Brazil, as a protein source. The manufacture of this type of product is still handmade and involves long steps of salting and drying, resulting in a product with high salt concentration. The aim of this work is to study alternative processes for the preparation of a salted meat product with reduced sodium content, for combining of different salting techniques, drying and desalting. This study was divided into three stages. The first consisted of the evaluation of different salting techniques (wet and dry-wet) at atmospheric pressure (Patm), with one and three vacuum pulses (1PV and 3PV). Then was evaluated the individual effect of the addition of acetic acid (AA), citric acid (AC) and lactic acid (AL) and of the replacement of sodium chloride by potassium chloride in the wet salting. To study the replacement of salts were used three brine formulations: (A) 100% NaCl /0% KCl, (b) 75% NaCl /25% KCl and (C) 50% NaCl /50% KCl (total concentration in salt of 6 mol L-1). The influence of the salting techniques in the beef cuts was evaluated using the following parameters: water loss (WL), total mass loss (ML), salt gain (SG) and water activity (aw). The results showed that application of 1PV and 3PV can be used to reduce the curing time, in the wet and mixed salting. At the end of six hours of curing, applying 1PV and 3PV resulted in an increase in SG of 3.2 and 9.8% at the wet salting of 3.2 and 24% at the dry-wet salting, respectively. The marination processes with the addition of weak acids (AA, AC and AL) do not exert significant influence on the WL and SG in the beef samples, compared with the salting without the addition of acid. Formulations B and C enable a reduction in the sodium content in the samples approximately 20 and 70%, respectively, after six hours when compared with formulation A. In the second stage of this study the salted meat cuts were dehydrated by convective drying (SC), vacuum drying (SV), and by microwave vacuum drying (SMV). The influence of drying methods on the kinetics of dehydration was evaluated by the humidity parameters, and drying rates. Then, the dried meat samples by different drying methods were characterized for accessible porosity, mechanical properties and scanning electron microscopy. The value of the drying rates obtained on the SMV was 60 and 54 times higher than in the SC and the SV, respectively. In the process of SMV the aw in samples of approximately 0.7 was reached in 27 minutes while in the SV processes are required 32 hours and the SC were not reached in 40 hours of the process. In the samples submitted to SV and SMV was a checked a significant increase of accessible porosity and separation of the fiber bundles through porosity and scanning electron microscopy analysis, respectively, compared with samples submitted to SC. Independently of drying methods (SC, SV and SMV) that the samples were submitted, the samples salted with brine formulations B and C showed higher cutting force and hardness values that salted with formulation A. Finally, in the third step is evaluated two desalting techniques with replacing of NaCl by KCl at atmospheric pressure (Patm) and with four vacuum pulses (4PV) to obtaining a desalted charque with the total concentration of salt (NaCl + KCl) of 2.5% (g 100-1). After the desalting of the charque at Patm and with 4PV, the replacing of NaCl by KCl was held substituting the desalting solution containing solution by a 50% of NaCl/50 % of KCl of 50% (with the total salt concentration of 0.44 mol l-1). The influence of desalting techniques with replacing of NaCl by KCl in charque desalted were evaluated using some physicochemical parameters (moisture, aw, content of Na+, K+ and Cl-) in comparison with the charque desalted without replacement of sodium. Regarding the physical and chemical parameters evaluated in the desalting process, there was no significant difference between the methods of desalting with substitution at Patm and with 4PV. The techniques studied of replacing of NaCl by KCl at Patm and with 4PV allowed the reduction of sodium content by approximately 50% when compared to charque desalted without replacement of sodium.

MAGALHÃES, M. L. Modelagem e simulação do processo de secagem convectiva utilizando modelo diferencial difusivo-convectivo resolvido pelo método numérico dos volumes finitos. 2016. 61 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-25T16:57:16Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_mlmagalhães.pdf: 2353845 bytes, checksum: d32bdbf3f41c742fa6c9686af861b2ab (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-29T17:27:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_mlmagalhães.pdf: 2353845 bytes, checksum: d32bdbf3f41c742fa6c9686af861b2ab (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T17:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_mlmagalhães.pdf: 2353845 bytes, checksum: d32bdbf3f41c742fa6c9686af861b2ab (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / The consumption of energy is a main factor that determines the viability of any industrial process. Thermal dehydration is responsible for a high consumption of energy. In developed countries, 9 to 25% of the energy consumption of the national industry is attached to thermal dehydration. Thus, studying the dehydration process shows itself very promisor. In biological products, dehydration has a specific importance, the product conservation. The organic matter of the product and its water create a propitious medium for microorganisms proliferation that will deteriorate the product, making the product inappropriate for consumption. In this work, the modeling and simulation of a convective dehydration process using a diffusive-convective differential model solved by the finite volumes numeric method for predicting the behavior of the mean moisture content during the dehydration, defining molecular mass transfer and convective coefficients, and drawing moisture profiles of the interior of the solid. To evaluate the influence of internal and external resistances, the mass transfer Biot number was obtained. The implementation of the models of this work were made in Python® using its scientific models for solving differential equations. This tool has been utilized because it is open source, has simple implementation when compared to other programming languages and has performance when performing simulations. As study of cases, experimental data of assisted convective dehydration by ultrasound of apple (Malus domestica L. var Royal Gala) cubes with 8 mm under the following operation conditions: 1, 2, 3 and 5 m/s for dehydration velocities, air flow temperature of 45ºC and 60ºC, presence and absence of ultrasound during the dehydration process and presence and absence of the pre-treatment with ultrasounds. The apple cubes of the experiments have 25 ±1g of mass. The dehydration has been performed until the removal of 80% of the initial mass of the cubes. The parameters, diffusivity and mass transfer coefficient, have been adjusted by Levenberg-Marquardt non-linear regression method. The results obtained in the simulations showed that the implemented model is very promisor, because it represents accurately the process. The values for diffusivity and mass transfer coefficient herein obtained were plausible. The influence of the air flow velocity, temperature and ultrasounds assistance and ultrasounds pre-treatments have been analyzed. / O consumo de energia é um fator determinante na viabilidade de qualquer processo industrial. A desidratação térmica é responsável por um alto consumo de energia térmica. Em países desenvolvidos, o consumo da energia da indústria nacional é atribuído, em média, entre 9-25% a desidratação térmica. Assim, o estudo do processo de secagem se mostra bastante promissor. Em produtos biológicos, a secagem tem uma importância específica, a conservação do produto, pois a matéria orgânica do produto e a água presente nele torna este um local propício para a proliferação de micro-organismos que irão deteriorar o produto, tornando-o inapropriado para consumo. Neste trabalho, realizou-se a modelagem e simulação do processo de secagem convectiva utilizando modelo diferencial difusivo-convectivo resolvido pelo método numérico dos volumes finitos para predizer o comportamento do conteúdo de umidade médio durante a secagem de cubos, definir os coeficientes de transferência de massa molecular e convectivo e encontrar os perfis do conteúdo de umidade no interior do sólido. Para avaliar a influência das resistências interna e externa, o número de Biot de Massa foi obtido. A implementação dos modelos deste trabalho foi realizada na ferramenta livre Python® utilizando seus módulos científicos de resolução de equações diferenciais. Esta ferramenta foi utilizada porque é livre, implementação simples, quando comparada com outras linguagens e possui alta performance nas simulações. Como estudos de caso, utilizaram-se dados experimentais da secagem convectiva assistida por ultrassom de cubos de maçã (Malus domestica L. var Royal Gala) com 8 mm de aresta nas seguintes condições operacionais: velocidades de secagem: 1, 2, 3 e 5 m/s; temperatura do ar de secagem: 45 °C e 60 °C; presença e ausência de ultrassom durante a secagem; presença e ausência de etapa de pré-tratamento com ultrassom. Os cubos de maçã dos experimentos tinham, em média, 25±1 g. A secagem foi realizada até que as amostras perdessem 80% da massa inicial. Os parâmetros, difusividade e coeficiente de transferência de massa, foram ajustados por regressão não linear pelo método de Levenberg-Marquardt. Os resultados obtidos nas simulações mostraram que o modelo implementado é promissor, pois representa bem o processo. Os valores obtidos da difusividade e coeficiente de transferência de massa foram plausíveis. Analisou-se a influência da velocidade do ar de secagem, da temperatura, da assistência do ultrassom no processo e da utilização de uma etapa de pré-tratamento com ultrassom no processo de secagem.

Orientador: Antônio Carlos Guastaldi / Banca: Jorge Enrique Rodrigues Chanfrau / Banca: César Antunes de Freitas / Resumo: A busca pelos melhores métodos de produção e com o menor custo possível é uma necessidade para o desenvolvimento de novos biomateriais ou para aprimorar os já existentes. Baseado nessa premissa, o trabalho aqui desenvolvido visou o estudo de diferentes métodos de síntese de diferentes fosfatos de cálcio. Tratam-se de materiais biocerâmicos utilizados na área da Saúde. Para a realização de análise químicas, físicas, físico-químicas, morfológicas e de tamanho de partículas, foram utilizadas as técnicas de difração de raio-X (DRX); espectroscopia no infravermelho (FITR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A produção dos fosfatos de cálcio envolveu diversas variantes no processo de síntese e obtenção do pó; dentre estas houve diferentes aplicações do ultrassom (momento da aplicação e/ou seu tempo de duração) e diferentes métodos de secagem. De uma forma geral, as características químicas, físicas e físico-química encontradas estavam de acordo com o observado na literatura, o que indica que os métodos aqui empregados atingiram o objetivo de obtenção dos fosfatos de cálcio; ao mesmo tempo, ficou claro que é possível utilizar métodos alternativos, como meio de produção, garantindo uma produção em larga escala, de forma eficiente e menos onerosa, preservando-se as características básicas de cada fase de fosfato de cálcio. / Abstract: The search for the best methods of production and the lowest costs possible is the major necessity for the development of new and improved biomaterials. Based on this premise, the aime of this work was to develop a study of different methods of synthesis with different calcium phosphates. Which are bioceramic materials used in the Health area. The X-ray diffraction (XRD), the infrared spectroscopy (FTIR) and the scanning electron microscopy (SEM) techniques were used to perform chemical, physical, physicochemical, morphological and particle size analyzes. The production of the calcium phosphates involved several variants in the process of synthesis and obtaining the powder; among them there were different applications of ultrasound (application time and / or duration) and different drying methods. In general, the chemical, physical and physicochemical characteristics found were in agreement with the literature, indicating that the employed methods here reached the objective of obtaining the calcium phosphates. Regarding to this, it has become clear that alternative methods can be used as a mean of production, ensuring the efficience and the least costly production, consequently allowing a large-scale production, preserving the basic characteristics of each phase of calcium phosphate. / Mestre