O pinhão é a semente comestível da Araucaria angustifolia, sendo consumido no sul e sudeste do Brasil. Possui excelentes características nutritivas e energéticas. As sementes têm uma atividade de água muito elevada (>0,98), o que facilita o desenvolvimento de fungos durante a estocagem, dificultando a sua comercialização. A literatura sobre os seus aspectos nutricionais e tecnológicos é muito escassa. O objetivo principal deste trabalho foi determinar aspectos tecnológicos e de engenharia relacionados com o processamento e armazenamento do pinhão. Foi estudada a vida de prateleira do pinhão cru a 25°C (5 dias), 5°C (3 meses) e –18°C (mais de 8 meses) através de análises fisicoquímicas, microbiológicas e sensoriais. Foram propostas as seguintes operações preliminares para preservar a qualidade da semente comercializada: recepção, limpeza, seleção, classificação e armazenamento. Foram determinadas as isotermas de desorção do pinhão cru e cozido e de adsorção da farinha de pinhão cru em diferentes temperaturas (entre 10 e 40°C) sendo ajustados modelos da literatura e calculadas a entalpia e entropia diferenciais. Para os três casos o modelo que melhor se ajustou aos dados foi o de Chirife e a teoria compensatória foi aplicada. Foi avaliada também a cinética de secagem do pinhão cru e cozido em secador de bandeja a 55, 70 e 85°C. Os dados foram ajustados a modelos de secagem e calculadas as difusividades efetivas, sendo que a difusividade do pinhão cozido (1,18 a 3,17 x10-10 m2s-1) foi menor do que a do pinhão cru (1,64 a 4,52 x10-10 m2s-1), provavelmente devido à gelatinização do amido. Um dos processos empregados pela tecnologia de alimentos, com a finalidade de obter produtos estáveis a partir de sementes, é a produção de farinhas. Neste trabalho foi produzida farinha de pinhão variando as seguintes condições de processo: utilização de pinhão cru e cozido e diferentes temperaturas de secagem (55, 70 e 85°C). As farinhas produzidas com pinhão cozido apresentaram cor mais escura, com uma luminosidade menor (Lmédia= 75.8) e coordenada de cromaticidade maior (amédia= 6.9), quando comparadas com as farinhas de pinhão cru (Lmédia= 89.0, amédia= 2.1). A temperatura de secagem também influenciou a cor das farinhas produzidas com pinhão cru. Através de análise multivariada dos dados foi possível agrupar as amostras. A partir dos resultados da análise sensorial constatou-se que o suflê produzido com a farinha de pinhão cozido apresentou maior aceitação, obtendo-se um produto que une praticidade, inovação e apelo regional. Por último, como uma forma de aproveitamento da casca do pinhão, foi estudada a extração de compostos fenólicos da casca, como uma nova fonte de antioxidantes. Foram determinadas as melhores condições em termos de volume e concentração de solvente (etanol) e temperatura de extração, utilizando a metodologia de superfície de resposta. / The seeds of Araucaria angustifolia, named pinhão, are consumed in the South and Southeast of Brazil. Pinhão has good nutritious and energetic characteristics. Since the seeds have a high water activity (>0,98), they can be easily contaminated by mushrooms during the stockpiling, hindering its commercialisation. The literature about nutritional and technological aspects of pinhão is very scarce. The main objective of this work was to determine technological and engineering aspects of the processing and storage of pinhão. The Shelf life of raw pinhão was studied at 25°C (5 days), 5°C (3 months) and -18°C (more than 8 months) using physiochemical, microbiological and sensorial analyses. The following preliminary operations were proposed to preserve the quality of the seed for commercialisation: reception, cleaning, selection, classification and storage. Desorption of raw and cooked pinhão and adsorption isotherms of raw pinhão flour were determined at different temperatures (between 10 and 40°C), modelled using well know isotherm models and differential enthalpy and entropy were calculated. Results show that the Chirife model most appropriately represents the experimental data for the three cases and the enthalpy-entropy compensation theory was applied. Drying behavior of raw and cooked pinhão was studied at 55, 70 and 85°C. The data were adjusted to drying models and effective diffusivity were calculated. Values for cooked pinhão (1,18 to 3,17 x10-10 m2s-1) were smaller than values for raw pinhão (1,64 to 4,52 x10-10 m2s-1), probably due to starch gelatinisation. One of the processes used by food technology with the purpose of obtaining stable products from seeds, it is the production of flours. In this work pinhão flour was produced varying the following process conditions: use of raw or cooked pinhão and different drying temperatures (55, 70 and 85°C). Flours produced with cooked pinhão presented darker colour, with a smaller brightness (Lmean = 75.8) and larger coordinate of chromaticity (amean = 6.9), when compared with raw pinhão flours (Lmean = 89.0, amean = 2.1). Drying temperature also influenced the colour of flours produced with raw pinhão. Through multivariate analysis of the data it was possible to cluster the samples. Results of sensorial analysis show that soufflé produced with cooked pinhão flour presented larger acceptance, being obtained a new product with regional appeal. The extraction of phenolic compounds of pinhão coats was also studied as a new source of antioxidants. The best condition of solvent volume, ethanol concentration and temperature, using factorial design and response surface methodology, were obtained.

O pinhão é a semente comestível da Araucaria angustifolia, sendo consumido no sul e sudeste do Brasil. Possui excelentes características nutritivas e energéticas. As sementes têm uma atividade de água muito elevada (>0,98), o que facilita o desenvolvimento de fungos durante a estocagem, dificultando a sua comercialização. A literatura sobre os seus aspectos nutricionais e tecnológicos é muito escassa. O objetivo principal deste trabalho foi determinar aspectos tecnológicos e de engenharia relacionados com o processamento e armazenamento do pinhão. Foi estudada a vida de prateleira do pinhão cru a 25°C (5 dias), 5°C (3 meses) e –18°C (mais de 8 meses) através de análises fisicoquímicas, microbiológicas e sensoriais. Foram propostas as seguintes operações preliminares para preservar a qualidade da semente comercializada: recepção, limpeza, seleção, classificação e armazenamento. Foram determinadas as isotermas de desorção do pinhão cru e cozido e de adsorção da farinha de pinhão cru em diferentes temperaturas (entre 10 e 40°C) sendo ajustados modelos da literatura e calculadas a entalpia e entropia diferenciais. Para os três casos o modelo que melhor se ajustou aos dados foi o de Chirife e a teoria compensatória foi aplicada. Foi avaliada também a cinética de secagem do pinhão cru e cozido em secador de bandeja a 55, 70 e 85°C. Os dados foram ajustados a modelos de secagem e calculadas as difusividades efetivas, sendo que a difusividade do pinhão cozido (1,18 a 3,17 x10-10 m2s-1) foi menor do que a do pinhão cru (1,64 a 4,52 x10-10 m2s-1), provavelmente devido à gelatinização do amido. Um dos processos empregados pela tecnologia de alimentos, com a finalidade de obter produtos estáveis a partir de sementes, é a produção de farinhas. Neste trabalho foi produzida farinha de pinhão variando as seguintes condições de processo: utilização de pinhão cru e cozido e diferentes temperaturas de secagem (55, 70 e 85°C). As farinhas produzidas com pinhão cozido apresentaram cor mais escura, com uma luminosidade menor (Lmédia= 75.8) e coordenada de cromaticidade maior (amédia= 6.9), quando comparadas com as farinhas de pinhão cru (Lmédia= 89.0, amédia= 2.1). A temperatura de secagem também influenciou a cor das farinhas produzidas com pinhão cru. Através de análise multivariada dos dados foi possível agrupar as amostras. A partir dos resultados da análise sensorial constatou-se que o suflê produzido com a farinha de pinhão cozido apresentou maior aceitação, obtendo-se um produto que une praticidade, inovação e apelo regional. Por último, como uma forma de aproveitamento da casca do pinhão, foi estudada a extração de compostos fenólicos da casca, como uma nova fonte de antioxidantes. Foram determinadas as melhores condições em termos de volume e concentração de solvente (etanol) e temperatura de extração, utilizando a metodologia de superfície de resposta. / The seeds of Araucaria angustifolia, named pinhão, are consumed in the South and Southeast of Brazil. Pinhão has good nutritious and energetic characteristics. Since the seeds have a high water activity (>0,98), they can be easily contaminated by mushrooms during the stockpiling, hindering its commercialisation. The literature about nutritional and technological aspects of pinhão is very scarce. The main objective of this work was to determine technological and engineering aspects of the processing and storage of pinhão. The Shelf life of raw pinhão was studied at 25°C (5 days), 5°C (3 months) and -18°C (more than 8 months) using physiochemical, microbiological and sensorial analyses. The following preliminary operations were proposed to preserve the quality of the seed for commercialisation: reception, cleaning, selection, classification and storage. Desorption of raw and cooked pinhão and adsorption isotherms of raw pinhão flour were determined at different temperatures (between 10 and 40°C), modelled using well know isotherm models and differential enthalpy and entropy were calculated. Results show that the Chirife model most appropriately represents the experimental data for the three cases and the enthalpy-entropy compensation theory was applied. Drying behavior of raw and cooked pinhão was studied at 55, 70 and 85°C. The data were adjusted to drying models and effective diffusivity were calculated. Values for cooked pinhão (1,18 to 3,17 x10-10 m2s-1) were smaller than values for raw pinhão (1,64 to 4,52 x10-10 m2s-1), probably due to starch gelatinisation. One of the processes used by food technology with the purpose of obtaining stable products from seeds, it is the production of flours. In this work pinhão flour was produced varying the following process conditions: use of raw or cooked pinhão and different drying temperatures (55, 70 and 85°C). Flours produced with cooked pinhão presented darker colour, with a smaller brightness (Lmean = 75.8) and larger coordinate of chromaticity (amean = 6.9), when compared with raw pinhão flours (Lmean = 89.0, amean = 2.1). Drying temperature also influenced the colour of flours produced with raw pinhão. Through multivariate analysis of the data it was possible to cluster the samples. Results of sensorial analysis show that soufflé produced with cooked pinhão flour presented larger acceptance, being obtained a new product with regional appeal. The extraction of phenolic compounds of pinhão coats was also studied as a new source of antioxidants. The best condition of solvent volume, ethanol concentration and temperature, using factorial design and response surface methodology, were obtained.

O pinhão é a semente comestível da Araucaria angustifolia, sendo consumido no sul e sudeste do Brasil. Possui excelentes características nutritivas e energéticas. As sementes têm uma atividade de água muito elevada (>0,98), o que facilita o desenvolvimento de fungos durante a estocagem, dificultando a sua comercialização. A literatura sobre os seus aspectos nutricionais e tecnológicos é muito escassa. O objetivo principal deste trabalho foi determinar aspectos tecnológicos e de engenharia relacionados com o processamento e armazenamento do pinhão. Foi estudada a vida de prateleira do pinhão cru a 25°C (5 dias), 5°C (3 meses) e –18°C (mais de 8 meses) através de análises fisicoquímicas, microbiológicas e sensoriais. Foram propostas as seguintes operações preliminares para preservar a qualidade da semente comercializada: recepção, limpeza, seleção, classificação e armazenamento. Foram determinadas as isotermas de desorção do pinhão cru e cozido e de adsorção da farinha de pinhão cru em diferentes temperaturas (entre 10 e 40°C) sendo ajustados modelos da literatura e calculadas a entalpia e entropia diferenciais. Para os três casos o modelo que melhor se ajustou aos dados foi o de Chirife e a teoria compensatória foi aplicada. Foi avaliada também a cinética de secagem do pinhão cru e cozido em secador de bandeja a 55, 70 e 85°C. Os dados foram ajustados a modelos de secagem e calculadas as difusividades efetivas, sendo que a difusividade do pinhão cozido (1,18 a 3,17 x10-10 m2s-1) foi menor do que a do pinhão cru (1,64 a 4,52 x10-10 m2s-1), provavelmente devido à gelatinização do amido. Um dos processos empregados pela tecnologia de alimentos, com a finalidade de obter produtos estáveis a partir de sementes, é a produção de farinhas. Neste trabalho foi produzida farinha de pinhão variando as seguintes condições de processo: utilização de pinhão cru e cozido e diferentes temperaturas de secagem (55, 70 e 85°C). As farinhas produzidas com pinhão cozido apresentaram cor mais escura, com uma luminosidade menor (Lmédia= 75.8) e coordenada de cromaticidade maior (amédia= 6.9), quando comparadas com as farinhas de pinhão cru (Lmédia= 89.0, amédia= 2.1). A temperatura de secagem também influenciou a cor das farinhas produzidas com pinhão cru. Através de análise multivariada dos dados foi possível agrupar as amostras. A partir dos resultados da análise sensorial constatou-se que o suflê produzido com a farinha de pinhão cozido apresentou maior aceitação, obtendo-se um produto que une praticidade, inovação e apelo regional. Por último, como uma forma de aproveitamento da casca do pinhão, foi estudada a extração de compostos fenólicos da casca, como uma nova fonte de antioxidantes. Foram determinadas as melhores condições em termos de volume e concentração de solvente (etanol) e temperatura de extração, utilizando a metodologia de superfície de resposta. / The seeds of Araucaria angustifolia, named pinhão, are consumed in the South and Southeast of Brazil. Pinhão has good nutritious and energetic characteristics. Since the seeds have a high water activity (>0,98), they can be easily contaminated by mushrooms during the stockpiling, hindering its commercialisation. The literature about nutritional and technological aspects of pinhão is very scarce. The main objective of this work was to determine technological and engineering aspects of the processing and storage of pinhão. The Shelf life of raw pinhão was studied at 25°C (5 days), 5°C (3 months) and -18°C (more than 8 months) using physiochemical, microbiological and sensorial analyses. The following preliminary operations were proposed to preserve the quality of the seed for commercialisation: reception, cleaning, selection, classification and storage. Desorption of raw and cooked pinhão and adsorption isotherms of raw pinhão flour were determined at different temperatures (between 10 and 40°C), modelled using well know isotherm models and differential enthalpy and entropy were calculated. Results show that the Chirife model most appropriately represents the experimental data for the three cases and the enthalpy-entropy compensation theory was applied. Drying behavior of raw and cooked pinhão was studied at 55, 70 and 85°C. The data were adjusted to drying models and effective diffusivity were calculated. Values for cooked pinhão (1,18 to 3,17 x10-10 m2s-1) were smaller than values for raw pinhão (1,64 to 4,52 x10-10 m2s-1), probably due to starch gelatinisation. One of the processes used by food technology with the purpose of obtaining stable products from seeds, it is the production of flours. In this work pinhão flour was produced varying the following process conditions: use of raw or cooked pinhão and different drying temperatures (55, 70 and 85°C). Flours produced with cooked pinhão presented darker colour, with a smaller brightness (Lmean = 75.8) and larger coordinate of chromaticity (amean = 6.9), when compared with raw pinhão flours (Lmean = 89.0, amean = 2.1). Drying temperature also influenced the colour of flours produced with raw pinhão. Through multivariate analysis of the data it was possible to cluster the samples. Results of sensorial analysis show that soufflé produced with cooked pinhão flour presented larger acceptance, being obtained a new product with regional appeal. The extraction of phenolic compounds of pinhão coats was also studied as a new source of antioxidants. The best condition of solvent volume, ethanol concentration and temperature, using factorial design and response surface methodology, were obtained.

O pinhão é a semente comestível da Araucaria angustifolia, sendo consumido no sul e sudeste do Brasil principalmente na sua forma in natura. A falta de diversidade em relação ao seu consumo acarreta a sobra da safra e a sua utilização como ração animal, o que diminui o valor de comercialização do produto, prejudicando os ganhos econômicos do produto. A semente do pinhão é composta de 34% de amido e um conteúdo muito baixo de proteínas e lipídios, o que a torna favorável para a obtenção de amido, aditivo amplamente utilizado pela indústria de alimentos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar uma nova fonte de amido a partir de semente de Araucária angustifolia, através de um estudo detalhado da metodologia de extração do amido de pinhão, das características físico-químicas, funcionais e reológicas do grânulo e de sua modificação estrutural. Primeiramente foi determinado um protocolo para a extração do amido e realizado o estudo do efeito do tratamento alcalino (NaOH 0,05 mol.l-1 e NaOH 0,1 mol.l-1), em relação ao tratamento com água, na estrutura dos grânulos do amido extraídos. Para tanto foram feitas análises de fluorescência intrínseca, microscopia eletrônica de varredura e de força atômica e difractometria de raios X. A estrutura granular do amido de pinhão foi alterada significativamente quando as soluções alcalinas foram utilizadas durante a extração. O amido de pinhão apresentou estrutura do tipo C. Foram determinadas as características do grânulo de amido nativo, através de análises físico-químicas, MEV, microscopia ótica e sinerese, onde se verificou que o diâmetro médio dos grânulos de amido varia de 7 a 20 μm e as formas geométricas variam entre a oval, a elipsóide truncada e a hemisférica. O amido de pinhão mostrou-se menos propenso à retogradação, comparado ao amido de milho. Foram elaboradas as isotermas de adsorção do amido nativo às temperaturas de 10°, 20°, 30° e 40°C a partir do ajuste dos dados experimentais a diversos modelos de sorção, sendo os modelos de Peleg, seguidos pelos de Chung-Pfost e GAB os que tiveram os maiores coeficientes de correlação. A partir do modelo de GAB foram calculados os valores de umidade de monocamada, entalpia e entropia diferenciais de sorção. Foi realizado também um planejamento experimental a fim de estudar a reação de hidrólise do amido, através da influência das variáveis temperatura (30°a 44°C) e concentração de ácido clorídrico (1,2 a 3,2 mol.l-1) no valor de dextrose equivalente (DE) e na capacidade de formação do gel e de sua termorreversibilidade. Foi observado que sob os maiores valores de temperatura e concentração de ácido empregados, o valor de DE foi maior. No tratamento que resultou no maior valor de DE (3,2 mol.l-1 de HCl e 44°C) foi observada a formação de gel termorreversível, o que indicou a potencialidade do amido modificado como substituto de gordura e agente ligante, em alimentos. A funcionalidade do amido de pinhão foi verificada através das análises de formação, fusão e termorreversibilidade do gel, tendência à retrogradação, estabilidade ao congelamento e descongelamento, poder de inchamento, índice de solubilização, MEV, viscosidade de pasta e propriedades térmicas, como temperatura e entalpia de gelatinização. Os resultados indicaram que: somente os amidos modificados apresentam géis termorreversíveis; os amidos de pinhão nativo e modificados possuem menor tendência à retrogradação do que seus similares de milho; a modificação do amido reduziu a tendência à retrogradação das pastas de amido; o amido de pinhão mostrou menor sinerese sob armazenamento à 5°C e após ciclos de congelamento e descongelamento; a temperatura de armazenamento influi significativamente no poder de inchamento (PI) e no índice de solubilização dos amidos de pinhão e milho nativos; os amidos modificados apresentaram menor PI do que os nativos; a viscosidade máxima do amido de pinhão foi maior à encontrada para o amido de milho, sendo ele menos resistente à agitação mecânica à quente (maior breakdown); a hidrólise ácida reduziu drasticamente a viscosidade das pastas formadas; a temperatura de gelatinização do amido de pinhão é de 47,64°C e a entalpia de gelatinização de 15,23 J.g-1; a hidrólise ácida aumentou a temperatura de gelatinização das espécies testadas. / Pinhão is the edible seed of Araucaria angustifolia, being consumed in the south and southeastern Brazil mainly in the natural form. The lack of diversity in relation to its consumption results in plenty of crop and its use as animal feed, which reduces the value of product marketing and affect the economic gains of the product. The pinhão seed is composed of 34% starch and a very low content of proteins and lipids, making it favorable for obtaining starch that is widely used by the food industry. The objective of this study was to characterize a new source of starch from seeds of Araucaria angustifolia, through a detailed study of the method for starch extraction, the physical-chemical, functional and rheological properties of the granules and their structural modification. To do this, a protocol for the starch extraction and a study of the effect of alkaline treatment (NaOH 0.05 mol.l-1 NaOH and 0.1 mol.l-1) compared to water treatment, was first established. Therefore, intrinsic fluorescence analysis, scanning electron and atomic force microscopy and x-ray diffractometry were carried out. The granular structure of pinhão starch was changed significantly when the alkaline solutions were used during extraction. The pinhão starch had a type C structure. The characteristics of native starch granules, through physical and chemical analysis, SEM, optical microscopy and syneresis were determined which found that the average diameter of starch granules varies from 7 to 20 μm and geometric shapes range from oval, the ellipsoid truncated and hemispheric. The pinhão starch was less prone to retrogradation compared to maize starch. The adsorption isotherms of native starch at temperatures of 10 °, 20 °, 30 ° and 40 ° C were drafting from fitting the experimental data to various sorption models. The Peleg model, followed by Chung-Pfost and GAB model had the highest correlation coefficients. From the GAB model were calculated monolayer moisture, enthalpy and entropy differential sorption. It was also carried out an experimental design to study the reaction of starch hydrolysis, through the influence of temperature (30° to 44°C) and hydrochloric acid concentration (1.2 to 3.2 mol.l- 1) on the dextrose equivalent value (DE) and on the ability of the gel formation and its thermoreversibility. It was observed that under the highest values of temperature and concentration of acid, the value of DE was higher. In larger value of DE (3.2 mol l-1 HCl and 44°C) was observed the formation of thermoreversible gel, which indicated the potential of modified starch as a fat substitute and a binder in food. The functionality of the pinhão starch was verified by analyzing the gel formation and fusion, gel thermoreversibility, tendency to retrogradation, stability to freezing and thawing, swelling power, solubility index, SEM, pasting viscosity and thermal properties such as temperature and enthalpy of gelatinization. The results showed that: only the modified starches exhibit thermoreversible gels, the native and modified pinhão starch have less tendency to retrograde than their counterparts in maize, the modification of starch reduced the tendency to retrogradation of starch pastes, the pinhão starch showed lower syneresis under storage at 5°C and after freezing and thawing, storage temperature affects significantly the swelling power (SP) and the solubility index of pinhão and maize native starches, the modified starches had lower SP of the natives, the maximum viscosity of pinhão starch was higher than that found for maize starch, the pinhão starch is less resistant to hot mechanical stirring (greater breakdown) than for maize starch, the acid hydrolysis reduced the viscosity of the pulp formed, the gelatinization temperature of pinhão starch is 47.64°C and its gelatinization enthalpy is 15.23 Jg-1; acid hydrolysis increased the gelatinization temperature of the species tested.

This thesis explores the concept of displacement of sorbed methane and enhancement of methane recovery by injection of CO2 into coal, while sequestering CO2. The objective of this study was to investigate the diffusion behavior of San Juan Basin coal under single and competitive gas environments. The movement of gas in a coalbed reservoir starts in the coal matrix with diffusion towards the naturally occurring cleat network surrounding the matrix blocks. The gas production potential from coalbed reservoirs under different gas environments was, therefore, estimated by studying the diffusion behavior of the coal type. The results clearly showed that the rate of diffusion increases with decreasing reservoir pressure, the increase being exponential at low/very low pressure. As a final step, a simulation study was carried out using the experimental results to predict long-term gas production from coalbed reservoirs with and without CO2 injection. This was followed by a preliminary economic analysis in order to estimate the feasibility of enhanced recovery method by CO2 injection by calculating the net present value of a project with and without carbon credits. The results showed that it is possible to obtain significant improvement in methane recovery by CO2 injection. However, it becomes economically feasible only with carbon credits.

O pinhão é a semente comestível da Araucaria angustifolia, sendo consumido no sul e sudeste do Brasil principalmente na sua forma in natura. A falta de diversidade em relação ao seu consumo acarreta a sobra da safra e a sua utilização como ração animal, o que diminui o valor de comercialização do produto, prejudicando os ganhos econômicos do produto. A semente do pinhão é composta de 34% de amido e um conteúdo muito baixo de proteínas e lipídios, o que a torna favorável para a obtenção de amido, aditivo amplamente utilizado pela indústria de alimentos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar uma nova fonte de amido a partir de semente de Araucária angustifolia, através de um estudo detalhado da metodologia de extração do amido de pinhão, das características físico-químicas, funcionais e reológicas do grânulo e de sua modificação estrutural. Primeiramente foi determinado um protocolo para a extração do amido e realizado o estudo do efeito do tratamento alcalino (NaOH 0,05 mol.l-1 e NaOH 0,1 mol.l-1), em relação ao tratamento com água, na estrutura dos grânulos do amido extraídos. Para tanto foram feitas análises de fluorescência intrínseca, microscopia eletrônica de varredura e de força atômica e difractometria de raios X. A estrutura granular do amido de pinhão foi alterada significativamente quando as soluções alcalinas foram utilizadas durante a extração. O amido de pinhão apresentou estrutura do tipo C. Foram determinadas as características do grânulo de amido nativo, através de análises físico-químicas, MEV, microscopia ótica e sinerese, onde se verificou que o diâmetro médio dos grânulos de amido varia de 7 a 20 μm e as formas geométricas variam entre a oval, a elipsóide truncada e a hemisférica. O amido de pinhão mostrou-se menos propenso à retogradação, comparado ao amido de milho. Foram elaboradas as isotermas de adsorção do amido nativo às temperaturas de 10°, 20°, 30° e 40°C a partir do ajuste dos dados experimentais a diversos modelos de sorção, sendo os modelos de Peleg, seguidos pelos de Chung-Pfost e GAB os que tiveram os maiores coeficientes de correlação. A partir do modelo de GAB foram calculados os valores de umidade de monocamada, entalpia e entropia diferenciais de sorção. Foi realizado também um planejamento experimental a fim de estudar a reação de hidrólise do amido, através da influência das variáveis temperatura (30°a 44°C) e concentração de ácido clorídrico (1,2 a 3,2 mol.l-1) no valor de dextrose equivalente (DE) e na capacidade de formação do gel e de sua termorreversibilidade. Foi observado que sob os maiores valores de temperatura e concentração de ácido empregados, o valor de DE foi maior. No tratamento que resultou no maior valor de DE (3,2 mol.l-1 de HCl e 44°C) foi observada a formação de gel termorreversível, o que indicou a potencialidade do amido modificado como substituto de gordura e agente ligante, em alimentos. A funcionalidade do amido de pinhão foi verificada através das análises de formação, fusão e termorreversibilidade do gel, tendência à retrogradação, estabilidade ao congelamento e descongelamento, poder de inchamento, índice de solubilização, MEV, viscosidade de pasta e propriedades térmicas, como temperatura e entalpia de gelatinização. Os resultados indicaram que: somente os amidos modificados apresentam géis termorreversíveis; os amidos de pinhão nativo e modificados possuem menor tendência à retrogradação do que seus similares de milho; a modificação do amido reduziu a tendência à retrogradação das pastas de amido; o amido de pinhão mostrou menor sinerese sob armazenamento à 5°C e após ciclos de congelamento e descongelamento; a temperatura de armazenamento influi significativamente no poder de inchamento (PI) e no índice de solubilização dos amidos de pinhão e milho nativos; os amidos modificados apresentaram menor PI do que os nativos; a viscosidade máxima do amido de pinhão foi maior à encontrada para o amido de milho, sendo ele menos resistente à agitação mecânica à quente (maior breakdown); a hidrólise ácida reduziu drasticamente a viscosidade das pastas formadas; a temperatura de gelatinização do amido de pinhão é de 47,64°C e a entalpia de gelatinização de 15,23 J.g-1; a hidrólise ácida aumentou a temperatura de gelatinização das espécies testadas. / Pinhão is the edible seed of Araucaria angustifolia, being consumed in the south and southeastern Brazil mainly in the natural form. The lack of diversity in relation to its consumption results in plenty of crop and its use as animal feed, which reduces the value of product marketing and affect the economic gains of the product. The pinhão seed is composed of 34% starch and a very low content of proteins and lipids, making it favorable for obtaining starch that is widely used by the food industry. The objective of this study was to characterize a new source of starch from seeds of Araucaria angustifolia, through a detailed study of the method for starch extraction, the physical-chemical, functional and rheological properties of the granules and their structural modification. To do this, a protocol for the starch extraction and a study of the effect of alkaline treatment (NaOH 0.05 mol.l-1 NaOH and 0.1 mol.l-1) compared to water treatment, was first established. Therefore, intrinsic fluorescence analysis, scanning electron and atomic force microscopy and x-ray diffractometry were carried out. The granular structure of pinhão starch was changed significantly when the alkaline solutions were used during extraction. The pinhão starch had a type C structure. The characteristics of native starch granules, through physical and chemical analysis, SEM, optical microscopy and syneresis were determined which found that the average diameter of starch granules varies from 7 to 20 μm and geometric shapes range from oval, the ellipsoid truncated and hemispheric. The pinhão starch was less prone to retrogradation compared to maize starch. The adsorption isotherms of native starch at temperatures of 10 °, 20 °, 30 ° and 40 ° C were drafting from fitting the experimental data to various sorption models. The Peleg model, followed by Chung-Pfost and GAB model had the highest correlation coefficients. From the GAB model were calculated monolayer moisture, enthalpy and entropy differential sorption. It was also carried out an experimental design to study the reaction of starch hydrolysis, through the influence of temperature (30° to 44°C) and hydrochloric acid concentration (1.2 to 3.2 mol.l- 1) on the dextrose equivalent value (DE) and on the ability of the gel formation and its thermoreversibility. It was observed that under the highest values of temperature and concentration of acid, the value of DE was higher. In larger value of DE (3.2 mol l-1 HCl and 44°C) was observed the formation of thermoreversible gel, which indicated the potential of modified starch as a fat substitute and a binder in food. The functionality of the pinhão starch was verified by analyzing the gel formation and fusion, gel thermoreversibility, tendency to retrogradation, stability to freezing and thawing, swelling power, solubility index, SEM, pasting viscosity and thermal properties such as temperature and enthalpy of gelatinization. The results showed that: only the modified starches exhibit thermoreversible gels, the native and modified pinhão starch have less tendency to retrograde than their counterparts in maize, the modification of starch reduced the tendency to retrogradation of starch pastes, the pinhão starch showed lower syneresis under storage at 5°C and after freezing and thawing, storage temperature affects significantly the swelling power (SP) and the solubility index of pinhão and maize native starches, the modified starches had lower SP of the natives, the maximum viscosity of pinhão starch was higher than that found for maize starch, the pinhão starch is less resistant to hot mechanical stirring (greater breakdown) than for maize starch, the acid hydrolysis reduced the viscosity of the pulp formed, the gelatinization temperature of pinhão starch is 47.64°C and its gelatinization enthalpy is 15.23 Jg-1; acid hydrolysis increased the gelatinization temperature of the species tested.

O pinhão é a semente comestível da Araucaria angustifolia, sendo consumido no sul e sudeste do Brasil principalmente na sua forma in natura. A falta de diversidade em relação ao seu consumo acarreta a sobra da safra e a sua utilização como ração animal, o que diminui o valor de comercialização do produto, prejudicando os ganhos econômicos do produto. A semente do pinhão é composta de 34% de amido e um conteúdo muito baixo de proteínas e lipídios, o que a torna favorável para a obtenção de amido, aditivo amplamente utilizado pela indústria de alimentos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar uma nova fonte de amido a partir de semente de Araucária angustifolia, através de um estudo detalhado da metodologia de extração do amido de pinhão, das características físico-químicas, funcionais e reológicas do grânulo e de sua modificação estrutural. Primeiramente foi determinado um protocolo para a extração do amido e realizado o estudo do efeito do tratamento alcalino (NaOH 0,05 mol.l-1 e NaOH 0,1 mol.l-1), em relação ao tratamento com água, na estrutura dos grânulos do amido extraídos. Para tanto foram feitas análises de fluorescência intrínseca, microscopia eletrônica de varredura e de força atômica e difractometria de raios X. A estrutura granular do amido de pinhão foi alterada significativamente quando as soluções alcalinas foram utilizadas durante a extração. O amido de pinhão apresentou estrutura do tipo C. Foram determinadas as características do grânulo de amido nativo, através de análises físico-químicas, MEV, microscopia ótica e sinerese, onde se verificou que o diâmetro médio dos grânulos de amido varia de 7 a 20 μm e as formas geométricas variam entre a oval, a elipsóide truncada e a hemisférica. O amido de pinhão mostrou-se menos propenso à retogradação, comparado ao amido de milho. Foram elaboradas as isotermas de adsorção do amido nativo às temperaturas de 10°, 20°, 30° e 40°C a partir do ajuste dos dados experimentais a diversos modelos de sorção, sendo os modelos de Peleg, seguidos pelos de Chung-Pfost e GAB os que tiveram os maiores coeficientes de correlação. A partir do modelo de GAB foram calculados os valores de umidade de monocamada, entalpia e entropia diferenciais de sorção. Foi realizado também um planejamento experimental a fim de estudar a reação de hidrólise do amido, através da influência das variáveis temperatura (30°a 44°C) e concentração de ácido clorídrico (1,2 a 3,2 mol.l-1) no valor de dextrose equivalente (DE) e na capacidade de formação do gel e de sua termorreversibilidade. Foi observado que sob os maiores valores de temperatura e concentração de ácido empregados, o valor de DE foi maior. No tratamento que resultou no maior valor de DE (3,2 mol.l-1 de HCl e 44°C) foi observada a formação de gel termorreversível, o que indicou a potencialidade do amido modificado como substituto de gordura e agente ligante, em alimentos. A funcionalidade do amido de pinhão foi verificada através das análises de formação, fusão e termorreversibilidade do gel, tendência à retrogradação, estabilidade ao congelamento e descongelamento, poder de inchamento, índice de solubilização, MEV, viscosidade de pasta e propriedades térmicas, como temperatura e entalpia de gelatinização. Os resultados indicaram que: somente os amidos modificados apresentam géis termorreversíveis; os amidos de pinhão nativo e modificados possuem menor tendência à retrogradação do que seus similares de milho; a modificação do amido reduziu a tendência à retrogradação das pastas de amido; o amido de pinhão mostrou menor sinerese sob armazenamento à 5°C e após ciclos de congelamento e descongelamento; a temperatura de armazenamento influi significativamente no poder de inchamento (PI) e no índice de solubilização dos amidos de pinhão e milho nativos; os amidos modificados apresentaram menor PI do que os nativos; a viscosidade máxima do amido de pinhão foi maior à encontrada para o amido de milho, sendo ele menos resistente à agitação mecânica à quente (maior breakdown); a hidrólise ácida reduziu drasticamente a viscosidade das pastas formadas; a temperatura de gelatinização do amido de pinhão é de 47,64°C e a entalpia de gelatinização de 15,23 J.g-1; a hidrólise ácida aumentou a temperatura de gelatinização das espécies testadas. / Pinhão is the edible seed of Araucaria angustifolia, being consumed in the south and southeastern Brazil mainly in the natural form. The lack of diversity in relation to its consumption results in plenty of crop and its use as animal feed, which reduces the value of product marketing and affect the economic gains of the product. The pinhão seed is composed of 34% starch and a very low content of proteins and lipids, making it favorable for obtaining starch that is widely used by the food industry. The objective of this study was to characterize a new source of starch from seeds of Araucaria angustifolia, through a detailed study of the method for starch extraction, the physical-chemical, functional and rheological properties of the granules and their structural modification. To do this, a protocol for the starch extraction and a study of the effect of alkaline treatment (NaOH 0.05 mol.l-1 NaOH and 0.1 mol.l-1) compared to water treatment, was first established. Therefore, intrinsic fluorescence analysis, scanning electron and atomic force microscopy and x-ray diffractometry were carried out. The granular structure of pinhão starch was changed significantly when the alkaline solutions were used during extraction. The pinhão starch had a type C structure. The characteristics of native starch granules, through physical and chemical analysis, SEM, optical microscopy and syneresis were determined which found that the average diameter of starch granules varies from 7 to 20 μm and geometric shapes range from oval, the ellipsoid truncated and hemispheric. The pinhão starch was less prone to retrogradation compared to maize starch. The adsorption isotherms of native starch at temperatures of 10 °, 20 °, 30 ° and 40 ° C were drafting from fitting the experimental data to various sorption models. The Peleg model, followed by Chung-Pfost and GAB model had the highest correlation coefficients. From the GAB model were calculated monolayer moisture, enthalpy and entropy differential sorption. It was also carried out an experimental design to study the reaction of starch hydrolysis, through the influence of temperature (30° to 44°C) and hydrochloric acid concentration (1.2 to 3.2 mol.l- 1) on the dextrose equivalent value (DE) and on the ability of the gel formation and its thermoreversibility. It was observed that under the highest values of temperature and concentration of acid, the value of DE was higher. In larger value of DE (3.2 mol l-1 HCl and 44°C) was observed the formation of thermoreversible gel, which indicated the potential of modified starch as a fat substitute and a binder in food. The functionality of the pinhão starch was verified by analyzing the gel formation and fusion, gel thermoreversibility, tendency to retrogradation, stability to freezing and thawing, swelling power, solubility index, SEM, pasting viscosity and thermal properties such as temperature and enthalpy of gelatinization. The results showed that: only the modified starches exhibit thermoreversible gels, the native and modified pinhão starch have less tendency to retrograde than their counterparts in maize, the modification of starch reduced the tendency to retrogradation of starch pastes, the pinhão starch showed lower syneresis under storage at 5°C and after freezing and thawing, storage temperature affects significantly the swelling power (SP) and the solubility index of pinhão and maize native starches, the modified starches had lower SP of the natives, the maximum viscosity of pinhão starch was higher than that found for maize starch, the pinhão starch is less resistant to hot mechanical stirring (greater breakdown) than for maize starch, the acid hydrolysis reduced the viscosity of the pulp formed, the gelatinization temperature of pinhão starch is 47.64°C and its gelatinization enthalpy is 15.23 Jg-1; acid hydrolysis increased the gelatinization temperature of the species tested.

Orientador: Celso Costa Lopes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T15:17:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hofsetz_Kelly_D.pdf: 10880310 bytes, checksum: a6cd1fb5002b3963054fc23a04552ed4 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho estudou-se a secagem de banana utilizando um pulso inicial a alta temperatura e curto tempo, combinado com uma etapa de secagem convencional a ar quente a 70°C. Numa primeira etapa, foram analisadas as mudanças de encolhimento, porosidade e estrutura ao longo da secagem com bananas de origem portuguesa e brasileira. Esses resultados foram comparados com os de uma secagem convencional feita somente a 70°C. Na segunda etapa, estudaram-se as isotermas de sorção e as transições de fase nas amostras das duas origens (Portugal e Brasil) através de Calorimetria Diferencial de Varredura. Os resultados da primeira parte mostraram que o grau de encolhimento da banana foi maior para a secagem convencional a 70°C, na qual o volume apresentou um decréscimo linear com o conteúdo de umidade, chegando a 30%, enquanto que a porosidade aumentou progressivamente até 32%. A secagem combinada resultou na formação de um produto com uma estrutura altamente porosa (45,5% a 57,5%) e menor grau de encolhimento (42% a 68,5%), quando comparada com a secagem convencional a 70°C. As observações estruturais nas amostras de banana ajudaram a explicar as mudanças na porosidade e encolhimento. Os resultados das isotermas de sorção tiveram um bom ajuste para o modelo de BET e de GAB para as amostras frescas de origem portuguesa e, para as amostras secas das duas origens, o modelo de GAB foi o mais adequado. A ocorrência da temperatura de transição vítrea foi verificada em todas as amostras estudadas e decresceu com o aumento do conteúdo de umidade, comprovando o efeito plasticizante da água. O modelo de Gordon-Taylor permitiu uma boa predição da dependência da temperatura de transição vítrea com o conteúdo de água para as amostras de origem portuguesa. No caso das amostras de origem brasileira, foi encontrada uma relação de dependência linear do parâmetro kGT do modelo de Gordon-Taylor com a temperatura de transição vítrea experimental / Abstract: This study was conducted to evaluate the drying of bananas by a high temperature and short time drying pulse combined with hot air-drying process stage at 70°C. Firstly, Portuguese and Brazilian bananas samples were dried and the changes of shrinkage, porosity and structure during drying were analyzed. This results were compared with those obtained in a conventional air-drying process at 70°C. After that, sorption isotherms of samples from Portugal and Brazil, as well the phase transitions of the Brazilian banana, were studied. The results of the first part showed that shrinkage changes during drying was more intense to the conventional air-drying process at 70°C, and a line ar decrease in volume with the decrease in moisture ratio was observed reaching 30%, while the porosity increased uniformly reaching values of about 32%. The high temperature and short time drying pulse combined with hot air- drying process stage at 70°C resulted in the formation of a highly porous structure (45,5% to 57,5%) and reduced shrinkage (42% to 68,5%) when compared with the conventional air-drying process. Structural observations of the banana samples during the processes studied were able to explain the volume and porosity changes. The BET and GAB equations gave the best fit to the experimental sorption data for Portuguese fresh bananas and the GAB model was found to be the best-fitted equation for all dried bananas (Portuguese and Brazilian samples) and both models gave information about the shelf-stability for the samples. The glass transition temperature occurred for all samples studied and decreased as water content increased, confirming the water plasticization effect. The Gordon-Taylor equation was able to predict the dependence of the glass transition temperature on moisture content for the Portuguese fresh samples. A linear dependence of the kGT (Gordon-Taylor equation¿s constant) and the experimental glass transition temperature was found for the Brazilian samples / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

O conhecido histórico de contaminação por passivos da mineração de galena (PbS) da região do Vale do Ribeira (SP) faz com que seja de grande importância o estudo da adsorção de Pb com a finalidade de determinar a capacidade de sorção de materiais inconsolidados do município de Eldorado Paulista (SP) para serem empregados como barreira selante na contenção da lixiviação de metais por resíduos de mineração (com destaque para o Pb). O objetivo do presente trabalho foi avaliar a adsorção de Pb por meio de ensaios de equilíbrio em lote. Para realizar tal objetivo, foram coletadas 4 amostras de materiais inconsolidados (3 transportados e 1 residual) no município de Eldorado Paulista, anteriormente caracterizadas. Foram realizados ensaios de caracterização dos materiais (MO, \'delta\'pH, compactação e permeabilidade) visando determinar as principais características que influenciam na retenção de metais, assim como ensaios de equilíbrio em lote para avaliar a capacidade de adsorção de Pb. O ensaio BET foi realizado com amostras triplicatas dos 4 solos, empregando concentrações iniciais de Pb aproximadas de 30, 60, 90 e 120 mg L-1, massa de solo de 20 g, tempo de contato de 24 horas e razão massa/solução de 1/5. Com os resultados obtidos foram confeccionadas isotermas de sorção segundo os modelos Linear, de Freundlich e Langmuir I e II. Os resultados indicaram que os materiais inconsolidados transportados T2 e T3 são os mais adequados para o emprego em barreira selante para contenção de Pb, sendo suas capacidades de adsorção influenciadas, principalmente, pelo teor de óxidos de ferro e fração argila. As melhores sorções foram obtidas para os solos T2 e T3 para concentrações iniciais aproximadas entre 30 e 120 mg L-1. Desta forma, conclui-se que o ensaio BET foi adequado para determinação da adsorção por metais. / The known history of contamination by galena (PbS) mining liabilities from Ribeira Valley region (SP) provides importance to the Pb adsorption study in order to determine the sorption by unconsolidated materials from Eldorado Paulista city (SP) to be employed as liners to contain metals leaching derived from mining (with emphasis on Pb). The objective of the current work was assess the Pb adsorption by Batch Equilibrium Tests. To accomplish this objective, 4 unconsolidated materials samples were collected in Eldorado Paulista, previously characterized. Characterization tests were performed (MO, \'delta\'pH, compaction and permeability) to determine the main characteristics that influence the retention of metals, and Batch Equilibrium Tests to assess soils capacities of Pb adsorption. BET was performed with triplicate samples of the 4 materials, applying initial Pb concentrations around 30, 60, 90 and 120 mg L-1, mass of soil about 20 g, mass/solution rate of 1/5 and 24 hours of contact time. the results provide sorption isotherms modeled by Linear, Freundlich and Langmuir I and II equations. The results indicated that unconsolidated materials T2 and T3 are the best suited for use in liners to retain Pb, and their sorption capacities are mainly influenced by iron oxides content and clay content. Best sorption were obtained to soils T2 and T3 with initial concentrations about 30 to 120 mg L-1. Thus, it is concluded that BET is appropriated to determine metals adsorption.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RobertoRCL_DISSERT.pdf: 1216220 bytes, checksum: 291b5b64177a1fbc1bc254c50866a9c9 (MD5) Previous issue date: 2012-05-23 / The phenomenon of adsorption is of fundamental importance for the treatment of textile effluents and removal of dyes. Chitosan is characterized as an excellent adsorbent material, not only for its adsorption capacity but also the low cost production. Equilibrium and kinetic studies were developed in this study to describe the mechanism of adsorption of the anionic azo dye Orange G in chitosan, with the isotherms obtained from the variation of the concentration of dye in the continuous phase. The kinetics of the process was analyzed based on models involving the adsorption of molecules of the dye in nonpolar and polar sites. Adsorption experiments were carried out in water and in saline media with different NaCl concentrations, both for the determination of the equilibrium time as isotherms for making kinetic curves in which the amount of dye adsorbed measured indirectly varied with time. The experiments revealed the opening of the biopolymer structure with increasing concentration of Orange G, accompanied by high pH values and change on the type of interaction between the dye and the adsorbent surface, suggesting behavior advocated by the Langmuir equation in a certain range of concentration of the adsorbate and following the Henry's Law at higher concentrations, from the increased number of sites available for adsorption. The studies conducted showed that the saline medium reduces the chitosan s adsorption capacity according to a certain concentration, the occurrence of the cooperative adsorption process steps kinetic mechanism suggested as a new alternative for the interpretation of the phenomenon / O fen?meno da adsor??o ? de fundamental import?ncia no tratamento de efluentes t?xteis e remo??o de corantes. A quitosana caracteriza-se como excelente material adsorvente, n?o s? pela sua capacidade de adsor??o mas tamb?m pelo baixo custo de obten??o. Estudos cin?ticos e de equil?brio foram desenvolvidos neste trabalho para descrever o mecanismo de adsor??o do azo-corante ani?nico Alaranjado G em quitosana, com a obten??o de isotermas a partir da varia??o da concentra??o de corante na fase cont?nua. A cin?tica do processo foi analisada a partir de modelos envolvendo a adsor??o de mol?culas do corante em dois tipos de s?tios: polares e apolares. Experimentos de adsor??o foram desenvolvidos em ?gua e em meios salinos com diferentes concentra??es de NaCl, tanto para a determina??o do tempo de equil?brio como para a confec??o de isotermas e curvas cin?ticas nas quais a quantidade de corante adsorvido, medida de forma indireta, variou em fun??o do tempo. Os experimentos revelaram abertura da estrutura do biopol?mero com a eleva??o da concentra??o do Alaranjado G, acompanhada pela eleva??o do pH e modifica??o no tipo de intera??o entre o corante e a superf?cie do adsorvente, sugerindo comportamento preconizado pela equa??o de Langmuir em certa faixa de concentra??o do adsorvato e obedecendo ? lei de Henry em concentra??es mais elevadas, a partir do aumento do n?mero de s?tios dispon?veis para a adsor??o. Os estudos desenvolvidos mostraram que o meio salino reduz a capacidade de adsor??o do Alaranjado G em quitosana e pode impedir, em certa concentra??o, a ocorr?ncia de processo cooperativo de adsor??o conforme mecanismo cin?tico em etapas sugerido como uma nova alternativa para a interpreta??o do fen?meno