Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-10T03:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335958.pdf: 1235795 bytes, checksum: 46ba1281e15a823b96af08c1345c6f31 (MD5) Previous issue date: 2015 / O efeito bacteriostático do CO2 torna-o como o principal gás usado em embalagens com atmosfera modificada para alimentos que não respiram. O objetivo deste trabalho determinar a solubilidade do CO2 em carne de cordeiro a diferentes temperaturas e a sua influência nas características físico-químicas do produto. O método manométrico foi empregado para obtenção de dados da concentração do CO2 em filés de pernil de cordeiro a 2, 6 e 10oC e a pressão de 200 kPa, considerando um sistema ideal de acordo com a Lei de Henry. A influência da concentração de gás nas características físico-químicas foi avaliada através dos parâmetros de aw, cor, pH, textura e perda de massa por cocção. Verificou-se também o efeito do CO2 na microestrutura da carne através das microscopias eletrônicas de varredura antes e após a aplicação do gás. Para verificar a estabilidade microbiológica da carne após processo foram analisadas contagem para bactérias psicotróficas, ácido láticas, aeróbicas e anaeróbicas. A solubilidade do CO2 na carne de cordeiro foi maior à temperaturas mais baixas (2 oC) com maior concentração de gás absorvida pela carne, de 3701 ppm. Enquanto que a mais baixa concentração absorvida foi a 10 oC, de 2699 ppm. O pH das amostras de carnes diminuiu após o processo de solubilização, efeito esperado em função da presença do CO2 no meio, mostrando-se efetivo na inibição do crescimento dos micro-organismos estudados, mantendo a contagem abaixo dos limites estabelecidos pela legislação. Através das análises de imagens foi possível observar formação de fissuras entre o perimísio das fibras musculares provavelmente devido à presença do gás absorvido pela carne. Houve diminuição do conteúdo de umidade das amostras em todas as condições estudadas. A perda de massa por cocção, a força máxima de corte e as propriedades mecânicas da carne não apresentaram diferença significativa entre as amostras antes e após o CO2, nas três temperaturas. A cor apresentou significativa variação entre as diferentes localizações das amostras, superfície exposta ao gás, parte interna e superfície inferior.<br> / Abstract : The CO2 is main gas gassed in package of modified atmosphere for non-respiring foods because of bacteriostatic effect of the make the principal. The objective this work was to determinate the solubility of CO2 in the lamb meat at different temperatures and to evaluate the influence of the gas in the physico-chemical and microbiological characteristics The manometer method was ased to determine the CO2 concentration data inside the steak lamb at 2, 6 and 10°C and the pressure of 200 kPa, considering as a ideal system and according Henry law. The influence of the concentration of gas on characteristics physic-chemical were evaluated across of aw, color, pH, texture and PPC. The effect of CO2 on microstructure of meat was evaluated by means of scanning electronic microscope before and after the gas injection process. The microbiological analysis was performed for the psychotropic bacteria, lactic acid, aerobic and anaerobic mesophilic. The solubility of CO2 in the lamb meat was higher at lower temperature (2 °C) with high absorption of gas of 3701 PPM. The other hand, lower solubility values and lower gas absorption (2699 PPM) obtained at higher temperature (10°C). The pH of the samples meat decreased after the solubilization process, as expected because of the presence of CO2 in the meat, showing their effectivity to inhibit the growing of microorganisms studied, and shows that values found are in accordance with the limits of the international legislation. Image analysis shows presence of fissures in the perimysium of muscle fibers probably due to the presence of gas absorbed by meat. Moisture content decreased for the all samples studied. There was mass loss for the samples cooked, maximum cut force and TPA, showed no significant difference between the sample before and after CO2 solubilization, at three temperatures. The color, presented significant variation between the different regions of the samples as surface exposed to gas, internal part and bottom surface.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:40:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327388.pdf: 3690685 bytes, checksum: aa4ebbe5e032a02318139bd996c98670 (MD5) Previous issue date: 2014 / O objetivo geral deste trabalho foi a utilização de diferentes técnicas para aumentar a vida útil do mexilhão cozido e resfriado, envolvendo a aplicação do CO2. Na primeira etapa, foi proposto um processo alternativo para os mexilhões, utilizando um sistema integrado de cozimento e resfriamento à vácuo, comparado ao método de cozimento e resfriamento tradicional, submerso em água, seguido do acondicionamento sob atmosfera modificada contendo 50% de CO2 e 50% de N2. A vida útil do produto foi avaliada através das propriedades físico-químicas e da embalagem, além da contagem microbiológica durante 25 dias a 3 °C. As amostras acondicionadas sob atmosfera modificada e submetidas ao processo alternativo de cozimento apresentaram propriedades físico-químicas inalteradas e contagem microbiana dentro dos padrões permitidos pela legislação para moluscos. A combinação dos dois processos mostrou-se efetivo contra exsudação da água do produto para a embalagem durante o período analisado. Na segunda etapa do trabalho, utilizou-se um aparato experimental para determinação da solubilidade do CO2 em mexilhão. Um planejamento experimental 23 com três pontos centrais foi montado para avaliar a influência da pressão, da temperatura e da relação gás/produto no processo de pré-solubilização do CO2. A solubilidade do CO2 na fase aquosa do produto foi obtida pela equação do gás ideal e por Equações de Estado. Foi observado maior influência da pressão e da relação gás/produto no processo de solubilização do CO2 no produto. O modelo matemático baseado na não idealidade mostrou bom ajuste aos dados experimentais. Os mexilhões apresentaram alta porosidade devido às redes de capilares presentes em sua estrutura, que foram capazes de reter a água no interior da carne. Na terceira etapa, foi estudado o efeito da pré solubilização do CO2 (soluble gas solubilization ? SGS) como pré-tratamento seguido do acondicionamento em atmosfera modificada (SGS+AM), em atmosfera modificada (AM) e em ar (AR) na vida útil de mexilhões cozidos armazenados a 3ºC por 25 dias. Houve decréscimo do pH para todas as amostras (SGS + AM, AR e AM) enquanto o conteúdo de água (%), CRA e firmeza (N.g-1) não mudaram significativamente com o tempo de armazenamento e com os tratamentos de envase. A presença do CO2 promoveu redução do pH e do conteúdo de água, aumento na firmeza, enquanto a CRA não foi influenciada. Nas embalagens com AM, o CO2 reduziu até o equilíbrio (51,6 ? 33,7 %), e mostraram colapso noxfilme de recobrimento na parte superior das bandejas, enquanto que as embalagens com SGS permaneceram constantes (72,5 %), provavelmente devido ao aumento da quantidade de CO2 na embalagem oriundo do CO2 dissolvido durante o tratamento SGS no produto. SGS + AM reduziram a contagem total de micro-organismos mesófilos e psicrotróficos, comparados aos tratamentos com ar e AM. A aplicação do SGS resultou em um efeito bacteriostático no produto aumentando a vida útil (19 dias) comparado com o envase com ar (5 dias) e AM (11 dias). Na quarta etapa, foram avaliados os efeitos do tratamento SGS seguidos pela alta pressão hidrostática (APH) na qualidade e na vida útil dos mexilhões cozidos, comparando com o produto envasado com vácuo (VAC) e o processo APH, armazenado a 3 °C durante 23 dias. O processo a APH promoveu aumento no pH dos mexilhões, enquanto que o tratamento SGS + APH reduziram o pH, devido ao efeito do CO2. A CRA e a firmeza não foram influenciadas pelos tratamentos aplicados. As amostras tratadas por APH e SGS + APH tiveram maior exsudação do que os mexilhões embalados a vácuo. As contagens totais de micro-organismos mesófilos e psicrotróficos permaneceram baixas para o tratamento SGS + APH (< 1 log UFC/g), enquanto APH alcançaram 3 log UFC/g em 20 dias e VAC alcançou 6 log UFC/g em 13 dias. Apenas SGS + APH foi capaz de prolongar a aparência e odor do produto como aceitável através do armazenamento (23 dias) em relação ao tratamento APH (13 dias) e vácuo (VAC) 7 dias. Todas as propostas de processos aplicados aos mexilhões cozidos foram capazes de aumentar a vida útil desses produtos.<br> / Abstract : The main objective of this work was the use of different techniques to increase the shelf life of cooked and cooled mussels involving the application of CO2. In the first step a study of the mussels' cooking alternative process using an integrated cooking and vacuum cooling and compared to the traditional method of cooking and cooling submerged in water was carried out, followed by packaging under modified atmosphere containing 50 % CO2 and 50 % N2. The shelf-life of the product was assessed by physicochemical and packaging and microbiological count for 25 days at 3 °C. The samples packed under modified atmosphere and subjected to alternative cooking process showed unchanged physicochemical properties and microbial count within the standards allowed by law for mollusks. The combination of the two processes was effective against exudation of water from the product to the packaging during the analysis period. In the second stage, was used an experimental apparatus to determine the solubility of CO2 in mussels. A 23 experimental design with three central points was performed to evaluate the influence of pressure, temperature and gas/product ratio in the CO2 solubilization process. The solubility of CO2 in the aqueous phase of the product was obtained by the ideal gas equation, and equation of state. At this stage the greatest influence on the pressure and gas/product ratio was observed in the solubility of CO2 in the product process. The mathematical model based on non-ideality was fitted to experimental data. The mussels had a high porosity due to capillary networks present in its structure have been able to retain water within the meat. In the third step, was studied the solubilizing effect of CO2 (soluble gas solubilization ? SGS) as pre-treatment followed by packaging under modified atmosphere (SGS + MA), in modified atmosphere packaging only (MA) in the shelf life of cooked mussels stored at 3 º C for 25 days. There was a decrease in pH for all samples (SGS + MA, AIR and MA), while water content (%), WHC and firmness (g- 1) did not change significantly with storage time and with packaging treatments. CO2 presence promoted reduction in pH and water content, increased firmness, while the WHC was not influenced notably. In MA packaging CO2 reduced until equilibrium (51.6 to 33.7 %) and showed higher cover deflation in the film, whereas the packaging SGS remained constant (72.5 %), probably by increasing the amount of CO2 in the package due to the dissolved CO2xiiduring SGS treatment. SGS + MA reduced the total count of mesophilic and psychrotrophic microorganisms, compared to treatments with air and MA. The application of SGS resulted in a bacteriostatic effect on increasing product shelf life (19 days) compared with the packaging with air (5 days) and MA (11 days). In the fourth step, the effects of treatment SGS followed by high hydrostatic pressure (HHP) on quality and shelf life of cooked mussels were evaluated by comparing with product packaged in vacuum (VAC), and the HHP process, stored at 3 °C for 23 days. The HHP process promoted an increase in pH of mussels, whereas treatment SGS + HHP reduced pH due to the CO2 effect. WHC and firmness were not affected by the treatments applied. In the HHP treated samples and SGS + HHP, exudation had greater than the vacuum packed mussels. The total counts of mesophilic and psychrotrophic microorganisms remained low for the treatment SGS + HHP (< 1 log cfu/g) whereas HHP achieved 3 log CFU/g in 20 days and VAC reached 6 log CFU/g in 13 days. Only SGS + HHP treatments were able to prolong the appearance and odor of the product as acceptable by storage (23 days) compared to the HHP treatment (13 days) and vacuum (VAC) 7 days. All proposed procedures applied to cooked mussels were able to increase the shelf-life of these products.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228722.pdf: 1203991 bytes, checksum: 573cf2abfd6e41af18bbd6924ee9ec0d (MD5) / As reservas mundiais de petróleo irão se acabar nos próximos 100 anos. Para um país como o Brasil, a biomassa será um substituto natural do petróleo, seja na geração de energia ou na obtenção de novos materiais. No beneficiamento do arroz, a casca resultante se apresenta como alternativa de biomassa empregada na geração de calor para secagem de grãos de arroz. Como resultado deste processo, surge a cinza da casca de arroz (CCA) que por ser rica em sílica (SiO2) é uma potencial fonte alternativa de matéria-prima para aplicações diretas ou indiretas em alguns setores industriais. Neste trabalho utilizou-se a CCA obtida a partir do processo de combustão da casca, na obtenção de um material baseado em sílica, na forma de um filme polimérico flexível que pode ser explorado como substituto plástico. A sílica foi extraída utilizando-se hidróxido de sódio (NaOH). A reação de extração produziu silicato de sódio e CCA residual que foi avaliada como um potencial adsorvente pela sua área superficial. A CCA foi extraída utilizando NaOH nas concentrações de 1, 2 e 2,7N e avaliada nos tempos reacionais de 1, 2 e 3 horas para cada concentração estudada. Os silicatos solúveis apresentaram módulos de sílica (MS) entre 2,04 e 2,83. Esse silicato resultante foi concentrado para aproximadamente 3N NaOH e utilizada para produzir o filme de silicato de sódio flexível. O filme secado a temperatura ambiente apresentou aproximadamente 22% de umidade. A análise de DRX mostrou a existência de silicato na forma amorfa presente no filme. Os dados de FTIR indicaram a presença dos grupos Silanol (Si-OH) e Siloxane (Si-O-Si), além de confirmar a diferença entre a superfície e interior da estrutura. The world reserves of petroleum will finish in about 100 years. For a tropical country like Brazil, biomass will be the natural substitute for petroleum at the power generation or development of new materials. The resulting husk of the rice production is an alternative source of the biomass in the heat generation for drying rice. As a result of this combustion process, the rice husk ash is produced. This ash can be rich in silica (SiO2) and is a potential alternative source of raw material for application in several areas. Soon, in this way the cycle of the rice production will be completed. After all, the ideal industrial process is that will not generate waste. Considering this, this work used the rice husk ash from husk combustion process as a silica source to production of silica-based material at shape of a flexible polymeric film, which can be used as plastic substitute. Silica was extracted using sodium hydroxide (NaOH) and produced sodium silicate with unreacted ash, which was valued as a potential adsorvent by BET specific surface area. Rice Husk ash was extracted using 1, 2 and 2,7N NaOH during 1, 2 and 3 hours for each concentration studied. Soluble silicate extract was concentrated by volume reduction and adjusted to 3N NaOH. This solution was used to produce flexible silicate film. Moisture content of the silica film dried at room temperature was approximately 22%. X-Ray Diffraction (XRD) analysis showed that silicate existed in an amorphous form in the film. Fourier Transform Infrared (FTIR) data indicated the presence of Silanol (Si-OH) and Siloxane (Si-O-Si) groups and also confirmed the diference in the surface and the interior structure.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319256.pdf: 1399578 bytes, checksum: 336c32f98898b038bff5aeedadabe36f (MD5) Previous issue date: 2013 / O efeito da pré-solubilização de CO2 tem sido estudado como melhoria dos processos com aplicação de atmosfera modificada. Este trabalho teve como objetivo estudar a pré-solubilização de CO2 em ostras, avaliando o efeito da pressão, temperatura e relação gás/produto. Ostras frescas foram submetidas à limpeza, cozimento por 10 minutos a 100 ºC para abertura das conchas, resfriamento por 20 minutos a 10 ºC e então submetidas ao processo de pré-solubilização em diferentes pressões, temperaturas e relação gás/produto sendo tratadas por um planejamento experimental do tipo 23 com triplicata no ponto central. Foram determinadas as taxas de absorção e dessorção do CO2 através do ajuste de equações aos dados experimentais. O processo realizado em condição de maior pressão (600 kPa), maior relação gás/produto (5:1) e menor temperatura (0 ºC) resultou em uma maior concentração de CO2 dissolvido nas ostras (21008,45 PPM), com alta taxa de absorção de CO2 (728,24 PPM). Menor taxa de dessorção ocorreu utilizando menor pressão (200 kPa), menor relação gás/produto (1:1) e menor temperatura (0 °C). Foi observado que a maior dessorção do CO2 ocorre nos 10 minutos após o fim do processo de pré-solubilização. Após o período de 20 minutos a taxa de dessorção de CO2 se aproxima de zero em todas as condições estudadas. Foi avaliada a influência do CO2 solubilizado nas características físico-químicas e microbiológicas das ostras pré-cozidas armazenadas a 3 ºC. Após o processamento, 150 gramas de ostras foram acondicionadas em embalagem flexível com atmosfera modificada composta de uma mistura de 50% de CO2 e 50% de N2 e armazenadas a 3 ºC por 31 dias. Durante o armazenamento, as ostras foram avaliadas quanto ao pH, umidade, atividade de água, firmeza, contagem de micro-organismos aeróbios mesófilos totais, psicrotróficos totais e vibrios totais. A contagem de vibrios totais durante o armazenamento foi abaixo de 1 ciclo logarítmico. A contagem de aeróbios mesófilos totais e psicrotróficos totais mantiveram-se abaixo do valor máximo recomendado pela legislação brasileira durante o armazenamento. Portanto, o uso de atmosfera modificada associada à refrigeração mantém as características físico-químicas e microbiológicas de ostras por 31 dias. <br> / Abstract : The effect of CO2 soluble gas stabilization has been studied as an improvement of the processes with application in modified atmosphere. The objective of this work was to study the soluble gas stabilization of CO2 in oysters, evaluating the effect of pressure, temperature and gas to product ratio. Fresh oysters were submitted to cleaning, cooking during 10 min at 100 °C for opening the shells, cooling for 20 min at 10 ºC and then submitted to soluble gas stabilization to different pressures, temperatures and gas to product ratio by means an 23 experimental design, with triplicate of the central point. The rates of absorption and desorption of CO2 were determined through fit equations to the experimental data. The results of the process performed under conditions of higher pressure (600 kPa), higher gas to product ratio (5:1) and lowest temperature (0 °C) gave a higher concentration of dissolved CO2 in oysters (21008.45 ppm) and rates of CO2 absorption (728.24 ppm). Lowest rates of desorption occurred using lower pressure (200 kPa), lower gas to product ratio (1:1) and lower temperature (0 °C). It was observed that higher desorption of CO2 occurs within 10 minutes after the end of soluble gas stabilization process and after the period of 20 minutes the CO2 desorption rate approaches zero under all conditions studied. It was evaluated the influence of CO2 in the physical-chemical and microbiological characteristics of pre-cooked oysters stored at 3 °C. After the processing, 150 g of oysters were packed in a flexible package with a mixture of 50% CO2 and 50% N2 and stored at 3 °C for 31 days. During the storage the oysters were evaluated in relation to pH, moisture content, water activity, firmness and microbiological counting, for total aerobic mesophilic, total psychrotrophic and total Vibrio. Total Vibrio counting during the storage was below 1 log cycle. Total aerobic mesophilic and total psychrotrophic remained below the maximum value recommended by Brazilian Legislation during storage. Therefore, the use of modified atmosphere associated with cooling maintains the physical-chemical and microbiological characteristics of oysters for 31 days.

[pt] O Brasil é um dos produtores mundiais de materiais contendo vanádio, exportando cerca de 10 t/ano, na forma de seu óxido mais comum, V2O5, o qual ocorre associado à magnetita. O seu processo de produção industrial tem como primeira etapa a concentração deste mineral, onde é gerado uma grande quantidade de rejeito, o qual se estima conter entre 5 por cento –15 por cento de titânio e cerca de 30 por cento de ferro. Materiais com estas características podem viabilizar uma fonte para a recuperação do titânio por processos químicos que viabilizem a separação seletiva dos seus constituintes. Desta forma, inicialmente foi realizada a caracterização de um rejeito mineral por métodos convencionais: distribuição granulométrica; DR-X; FR-X; Microscopia Eletrônica de Varredura e ICP-OES. Em seguida, foi conduzida uma avaliação termodinâmica de possíveis reações com diferentes agentes químicos em condições de variação de temperatura. As reações ocorreram em um forno do tipo mufla, utilizando barquetes cerâmicos. Após a reação e eventual fusão, a amostra era imergida água destilada aquecida, em seguida filtrada e seca, e o material sólido filtrado era então submetido a HCl 5 por cento aquecido, em seguida filtrado e seco. A caracterização dos produtos foi feita de maneira semelhante ao do material inicial. O resultado da distribuição granulométrica determinou tamanho médio de partícula de 96 micrômetros. A análise quantitativa de DR-X indicou 25 por cento de óxidos de titânio e o restante de minerais complexos como Tremolita e Clinocloro llb-2. A análise do FRX inicial apontou presenças de Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, SO3, K2O, CaO, MnO, 11,3 por cento de TiO2, e 25,8 por cento de Fe2O3. A análise termodinâmica indicou a potencial formação de produtos solúveis em água contendo Al e Si enquanto o Ti se agrega a um composto insolúvel. O Fe pode ser solubilizado na etapa seguinte com HCl, onde as solubilizações foram, nitidamente, maiores. Observou-se a formação de um produto cristalino, prevalecendo a forma CaTiO3, com o desaparecimento das fases originais, em um dos ensaios. Os resultados também indicaram que as perdas de massa foram crescentes nas etapas de solubilização com o aumento da temperatura e da relação mássica, implementadas na ustulação sólido-sólido, contudo foram gerados produtos complexos que dificultaram a concentração do teor Ti. Em linhas gerais, o processo selecionado indicou a viabilidade de solubilizações seletivas, as quais geram um produto final com maior teor de titânio que o inicial e razoável recuperação deste metal, se fazendo necessário otimização do processo. / [en] Brazil is one of the world producers of materials containing vanadium, exporting about 10 ton/year, in the form of its most common oxide, V2O5, which occurs in association with magnetite. Its industrial production process has as its first step the concentration of this mineral, where a large amount of tailings is generated, which composition is estimated between 5 percent -15 percent titanium and about 30 percent iron. Materials with these characteristics can provide a source for the recovery of titanium by chemical processes that enable the selective separation of its constituents. In this way, the characterization of a mineral tail was initially performed by conventional methods: granulometric distribution; DR-X; FR-X; Scanning Electron Microscopy and ICP-OES. Then, a thermodynamic evaluation of possible reactions with different chemical agents under conditions of temperature variation was carried out. The reactions occurred in a muffle furnace, using ceramic caskets. After reaction and eventual melting, the sample was immersed heated distilled water, then filtered and dried, and the filtered solid material was then subjected to heated 5 percent HCl, then filtered and dried. The characterization of the products was done in a similar way to the starting material. The result of the particle size distribution determined a mean particle size of 96 micrometers. Quantitative analysis of DR-X indicated 25 percent of titanium oxides and the rest of complex minerals such as Tremolita and Clinochlore IIb-2. Initial FRX analysis showed Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, SO3, K2O, CaO, MnO, 11.3 percent TiO2 and 25.8 percent Fe2O3presentations. Thermodynamic analysis indicated the potential formation of water-soluble products containing Al and Si while Ti is added to an insoluble compound. Fe can be solubilized in the next step with HCl, where the solubilizations were markedly larger. It was observed the formation of a crystalline product, prevailing the CaTiO3 form, with the disappearance of the original phases, in one of the tests. The results also indicated that mass losses were increased in the solubilization steps with the increase in temperature and mass ratio, implemented in solid-solid roasting, however complex products were generated which hindered the concentration of Ti content. The selected process indicated the feasibility of selective solubilizations, which generate a final product with higher titanium content and reasonable recovery of this metal, making process optimization necessary.