Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-18T22:15:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuzJunior_LuizFernandodeLima_M.pdf: 5739493 bytes, checksum: 9da94bf1d44a4da6cb35cafabd1dc8b7 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Um modelo dinâmico realístico da coluna em batelada foi desenvolvido, o qual incluiu as equações dos balanços de massa e energia, os acúmulos líquidos ("holdups") na coluna e considera o cálculo rigoroso das propriedades termodinâmicas. O modelo gera um sistema de equações diferenciais e algébricas freqüentemente rígido ("stiff"). Um método confiável e robusto de integração numérica foi empregado e ajustado para problemas de destilação em batelada, e além disso foi comparado outros métodos de integração. O modelo foi validado utilizando simulações e dados experimentais apresentados na literatura, este mostrou-se representativo e versátil. A flexibilidade da coluna em batelada foi analisada, utilizando-se duas misturas com características termodinâmicas diferentes, e além disso também foram modificadas a composição da carga inicial e a razão de refluxo. Esta está diretamente ligada ao grau de idealidade da mistura a ser separada. A composição da carga inicial também exerce grande influência no desempenho de uma coluna de destilação em batelada com "design"fixo. As influências do holdup dos pratos e das volatilidades dos componentes no método de integração foram avaliadas. O desempenho do método é mais afetado pelo holdup quando as volatilidades são elevadas. Além da influência no método de integração, os holdups dos pratos e do condensador interferem no comportamento da destilação em batelada. Holdups elevados podem levar a uma menor recuperação ou até a não obtenção dos produtos desejados. Em alguns casos os comportamentos foram diferentes do anteriormente citado. Gráficos tri-dimensionais foram empregados para representar as composições instantâneas e acumuladas do destilado em função do tempo para diferentes razões de refluxo gerando superfícies de resposta para uma separação. A visualização destes gráficos contribuiu para o melhor entendimento da separação para diferentes composições de carga inicial. Duas estratégias de operação foram comparadas e resultados equivalentes (produção e consumo total de energia) foram obtidos. Outra configuração da destilação em batelada, a destilação invertida, foi modelada rigorosamente e simulada usando o mesmo método de integração. Os resultados foram comparados com os obtidos para o esquema convencional. A destilação invertida, em geral, não é melhor que a convencional, porém, em alguns casos a obtenção do produto rico em componente mais pesado foi melhor (menores tempo e consumo de energia), levando em conta que este era o produto desejado. Talvez a operação alternada entre as duas configurações levasse a um melhor desempenho de uma determinada separação / Abstract: A realistic dynamic model of batch columns was developed, which has included material and energy balances equations, liquid holdups of the column and also considered the rigorous calculation of thermodynamic properties. The model generates a system of differential and algebraic equations, which is frequently stiff A reliable and robust numerical integration technique was employed and adjusted for batch distillation problems, and futhermore it was compared with others integration methods. The model has been validated using experimental data and simulations presented in the literature. It has been representative and versatile. The flexibility of a batch column was analysed using two mixtures with different thermodynamic characteristics , and moreover the initial charge composition and the reflux ratio have been changed. There is a direct relation between the flexibility and the ideality degree of the mixtures to be distillated. The initial charge composition has also a large influence on batch columns performance with a fixed designo The influences of plate holdup and component volatilities on the integration method has been evaluated. The method performance is more affected by plate holdup at great component volatilities. Besides the influence in the numerical integration method, plate and condenser holdups interfere on the behaviour of batch distillation. Large holdups can bring a lower recovery or even cause no production of desired products. In some cases, behaviours were different from this. Three-dimensions graphics were employed to represent instantaneous and acumulated distillate compositions as a function of batch time for different reflux ratios generating response surfaces for a given separation. The visualization of these graphics has contributed for a better understanding of separation for different initial charge compositions. Two operating strategies were compared and equivalent results (production and energy total consumption) were obtained. Other configuration of batch distillation, inverted batch distillation, was rigorous modelIed and simulated using the same integration technique. The results were compared with those obtained for the convetional scheme. The inverted distillation, in general, is not better than the conventional one, but, in some cases the obtaintion of the product that is rich in the heavier component was better (lower batch time and energy consumption), taking into account that it was the only desired product. Perhaps the alternated operation, between these two configurations, bring a better performance of a given separation / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Yoon Kil Chang / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-01T15:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ormenese_RitadeCassiaSalvucciCeleste_M.pdf: 26928224 bytes, checksum: 1ddf30e5ea0dbc8de1d8c1177b08b282 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O resumo podera ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Theo Guenter Kieckbusch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:05:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomeroPena_LecsiMaricela_D.pdf: 9074525 bytes, checksum: 39a3955e858eeb252dabffccf62c9795 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O processo de aglomeração de misturas contendo cacau em pó foi considerado com o intuito de avaliar as características de instantaneização. Desenvolveu-se um aglomerador a jato de vapor em escala de planta piloto composto por uma torre em aço inox (diâmetro: 0,30m, altura: 2,15m), uma calha vibratória para a alimentação de pó (até 65 kg/h), um gerador de vapor, um dispositivo para o contato turbulento de vapor com as partículas em queda livre na saída de um duto cilíndrico feito em Teflon® de 1,9cm de diâmetro e um sistema de insuflamento e exaustão de ar. A composição química e as características físicas da matéria-prima foram determinadas, além de observações ao microscópio e por difratogramas de Raios X. O cacau em pó é amorfo, tem uma distribuição binodal de tamanho (diâmetro médio de 19 mm), insolúvel e de difícil dispersão em água. O pH e o teor de manteiga influenciam a molhabilidade e a dispersabilidade. A isoterma de sorção de umidade seguiu o modelo de GAB. Açúcar, de morfologia cristalina e embebição rápida, foi usado na formulação das misturas. Um planejamento estatístico foi aplicado considerando os fatores de efeito significativo em quatro variáveis-resposta: molhabilidade, tamanho do aglomerado, densidade bulk e umidade final do produto. Para uma triagem inicial dos fatores do processo foi usado o método de arranjo ortogonal L8 de Taguchi, em duas etapas. Uma análise mais detalhada foi então realizada baseada em um planejamento usando superfície de resposta, em estrela com pontos centrais, necessitando de 29 ensaios. A molhabilidade, considerada como o atributo mais adequado para avaliar a característica de instantaneização do produto, é influenciada pelos fatores: teor de lecitina, teor de açúcar, teor de finos, vazão de vapor e temperatura de secagem, em essa ordem de importância. O modelo quadrático produziu uma maior representatividade dos dados experimentais obtidos. O tamanho do aglomerado é afetado principalmente pela vazão de vapor e teor de lecitina. O efeito mais importante na densidade do aglomerado foi o teor de finos e a temperatura do ar de secagem. A vazão de vapor e a composição da mistura mostraram-se importantes para a umidade do produto. O alto grau de solubilidade da sacarose e a plasticização que ocorre na zona de aglomeração, como confirmado em micrografias e em difratogramas de Raios-X, controlam a cinética do processo de aglomeração / Abstract: The agg1omeration process of dry mixtures containing cocoa powder was considered in order to evaluate the instant properties of the product. A pilot-plant steam jet agg1omerator was developed, composed by a stainless steal tower (diameter: 0.30m; height: 2.15m), a vibrating feeder for the powder supply (up to 65 kg/h), a steam generator, a device to promote a turbulent contaet between steam and the free-falling partic1es, at the bottom of a 1.9 cm (ID) cylindrical Teflon® duet, and an air supply and exhausting system. The composition and physical characteristics of the raw material were determined, complemented by microscopic and X-rays difractograms observations. Cocoa powder is amorphous, has a bimodal size distribution (average diameter: 19J.1II1), is insoluble and hardly dispersible in water. The pH and the cocoa butter content influenced the wettability and the dispersability in water. The sorption isotherm followed the GAB model. Crystal sugar with good wetting abilities was used in the formulations. A statistical planning was applied considering the significant effects on four dependent variables: the wettability, the size of the agg1omerates, the bulk density and the final moisture content of the product. An L8 Taguchi's orthogonal array method was used, twice, for the initial screening of the factors of significant effect. A detailed analysis using a central composite, non-factorial, surface design based on 29 experiments was then performed. The wettability, considered the most appropriate attribute in instant properties quantification is influenced by lecithin content, proportion of sugar and of fines, steam pressure, and drying air temperature, in this order of importance. The quadratic model exhibited the best fitting to the experimental results. The size of the agg1omerates is affected by steam flow rate and lecithin content. The most important effects on the density of the agg1omerates were the content of fines and the drying air temperature. The moisture content of the product was mainly affected by the mixture formulation and the steam flow rate. The excellent solubility of sucrose and the plasticization of the surface of the crystals in the agglomeration zone, confirmed through microscopic and X-rays observations, control the process kinetics / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Devido à constante necessidade de construções de novas embarcações, quer seja pela demanda do mercado, quer seja pela renovação da frota, o desenvolvimento de programas computacionais que auxiliem na fase inicial de projeto torna-se bastante útil. Assim, o desenvolvimento de um procedimento de análise que permita obter formas de melhor desempenho vem a agregar valor nesta etapa de conceituação da geometria do navio. O trabalho aqui apresentado tem como objetivo discorrer sobre um método capaz de otimizar a geometria de um casco de deslocamento conhecido em relação a sua resistência ao avanço, sem perder, porém, as suas características principais, como corpo paralelo médio, por exemplo. Para tanto, dentro deste processo de otimização já estão inseridas algumas restrições que garantem a viabilidade da solução final, tais como variação máxima no comprimento, no volume total e na estabilidade do navio. A modelagem da embarcação pode ser feita através de funções B-Splines cúbicas de superfície, cujos pontos de controle (parâmetros inerentes à função) podem ser modificados de tal sorte a atingir um valor ótimo para a resistência ao avanço. Esta, por sua vez, será obtida através da soma de duas parcelas, sendo uma referente ao atrito e outra à geração de ondas pelo casco. Como a maior parte da resistência provém desta segunda parcela para a velocidade de projeto a ser considerada (alto número de Froude), a redução da resistência total pode ser assumida como conseqüência da diminuição da resistência devido à geração de ondas, a qual pode ser obtida através da formulação apresentada por Michell, em 1898. O cálculo das propriedades hidrostáticas como deslocamento, estabilidade ( KM transversal) e superfície molhada, usada para cálculo da resistência ao avanço, pode ser encontrado fazendo-se uso do cálculo vetorial. O procedimento a ser descrito foi desenvolvido em linguagem C++ (modelagem do casco) e com o auxílio do MATLAB® (método de otimização). Este trabalho foi realizado no Dep. de Eng. Naval e Oceânica da USP. / Due to an increasing necessity of building new vessels, whether by new orders or fleet renewal, the development of computational programs that could allow optimization of hull shapes is always helpful, saving project time and ensuring better performance at sea. Thus, the development of a synthesis procedure that allows obtaining shapes with better performance adds value to the initial phase of the ship geometry concept. The work to be presented herein objectives the presentation of a methodology to achieve optimal shapes for displacement hulls in relation to the total resistance, starting from an initial geometry given, describing hull form and applying specific constraints to optimization problem with the purpose of guarantee a reliable solution. Therefore, inside this optimization process there are included some constraints that ensure a feasible final solution, as maximum variation of ship length, total volume and stability. Hull geometry is described by using B-Spline surface functions and the ship wave resistance is calculated using Michell\'s formulation as a first approximation of the total resistance for high Froude numbers. Once vessel surface is well defined, B-Spline parameters are varied until an optimal form is attained and the minimum resistance is achieved. It can take a little time to calculate, depending on ship definition (number of buttocks and waterlines) and the problem complexity (number of constraints and variables). Ship displacement and other hydrostatic properties as stability, given by transversal KM , wetted surface, used for calculating ship resistance, can be obtained using the vectorial calculus. This work has been developed using C++ language, except the optimization process which makes use of a MATLAB® function called fmincon. This study has been held at the Department of Naval and Ocean Engineering of the University of São Paulo, Brazil.

As simulações computacionais são comumente empregadas no estudo do processo da dispersão da pluma de efluente de esgoto no mar como suporte no projeto de sistemas de emissários submarinos. Os modelos de campo próximo são uma ferramenta eficiente para prever o comportamento desses sistemas, através da previsão da diluição inicial, das principais dimensões da pluma e da concentração final de poluentes, informações úteis para o projeto do difusor. Usando modelos de campo próximo, como o NRFIELD e o UM3 do Visual Plumes, é possível simular diferentes alternativas de emissários. No entanto, a realização de muitas simulações resulta numa grande quantidade de informações que impede a obtenção de conclusões objetivas, consumindo muito tempo do projeto. Uma estratégia para um processo de simulação eficiente que permita a obtenção da máxima informação possível com um número mínimo de simulações é fundamental. Na análise dos resultados de simulações nas quais seus parâmetros de entrada são modificados de forma controlada, as causas das mudanças na resposta podem ser facilmente identificadas. Devido a isto, o uso da análise estatística foi considerado. As ferramentas estatísticas podem ser úteis na organização das simulações e na análise subsequente dos resultados. O Planejamento de Experimentos (DOE) é a metodologia estatística para uma experimentação eficiente, permitindo a identificação das variáveis estatisticamente significativas em qualquer sistema ou processo e, a Metodologia de Superfície de Resposta permite a otimização de sistemas a partir de suas variáveis estatisticamente significativas. Considerando isso, o objetivo principal desta pesquisa foi apresentar uma nova abordagem para otimizar, por meio da simulação computacional com modelos de campo próximo e da utilização das ferramentas estatísticas: Planejamento de Experimentos e Superfícies de Resposta, a quantidade de simulações necessárias para a obtenção do valor de diluição inicial mais próximo do ótimo, no projeto de emissários submarinos, através da identificação das variáveis estatisticamente significativas, na predição da diluição inicial, nos modelos de campo próximo do Visual Plumes. Os resultados do trabalho mostraram que só três variáveis geométricas, da configuração do difusor de um emissário, são estatisticamente significativas para a previsão da diluição inicial, e que apenas umas poucas simulações, estatisticamente planejadas, são indispensáveis para a obtenção de uma configuração de emissário mais eficiente. / The computational simulations are commonly employed in the study of the process of dispersion of sewage plume at sea as support in the design of submarine outfall systems. The near field models are an efficient tool to predict the behavior of these systems, by predicting the initial dilution, the main dimensions of the sewage plume and the final concentration of pollutants, useful information for the design of the diffuser. Using near field models such as NRFIELD and UM3 from Visual Plumes, it is possible to simulate different submarine outfall alternatives for their posterior comparison and analysis. However, when many simulations are conducted, it is resulted a large amount of information, which make more difficult to obtain objective conclusions and it is much more time consuming solution. A strategy for an efficient simulation process, that allows obtaining the maximum possible information with a minimum number of simulations, is quite fundamental. In the analysis of the results of simulations in which its input parameters are modified in a controlled way, the causes of the changes in the response can be easily identified. Because of this, the use of statistical analysis was considered. Statistical tools can be useful in organizing the simulations and in the subsequent analysis of the results. The Design of Experiments (DOE) is the statistical methodology to guarantee an efficient experimentation, allowing the identification of the statistically significant variables in any system or process, and the Response Surface Methodology allows the optimization of the systems using their statistically significant variables. Considering this, the main objective of this research was to present a new approach to optimize, through computational simulation with near field models and the use of statistical tools: Design of Experiments and Response Surfaces Methodology, the number of necessary simulations to obtain the initial dilution value closer to the optimum, in the design of submarine outfalls, through the identification of the statistically significant variables, in the prediction of the initial dilution, in the near field models. The results of the work showed that only three of the diffuser geometric variables are statistically significant for the initial dilution prediction, and that only a few statistically planned simulations are indispensable for obtaining a more efficient submarine outfall configuration.

Este trabalho apresenta uma ferramenta flexível e eficiente para o campo de projeto e desenho preliminar de cascos de embarcações. O estado da arte de projeto de cascos de embarcações consiste em um processo iterativo onde, primeiramente, definem-se parâmetros geométricos, de estabilidade, e hidrodinâmicos. Em seguida, o casco é modelado através de curvas paramétricas. submetido a uma análise de desempenho, e, após isso, é feita a tomada de decisão para otimizar os parâmetros iniciais. O ciclo se repete até que se atinja o resultado desejado. O que será apresentado cumpre com a parte de modelagem paramétrica, e é capaz de gerar de forma automática e otimizada curvas que compõem o projeto de uma embarcação de recreio. A ferramenta recebe parâmetros de alto nível, como razões adimensionais, coeficientes de forma e restrições, e desenha tridimensionalmente um casco intrinsecamente suave, de forma que todos os parâmetros especificados sejam atendidos. Uma metodologia de projeto de cascos de veleiros é utilizada em conjunto com curvas B-Splines, submetidas a um algoritmo de otimização, em cuja função objetivo se empregam critérios de suavidade (\"fairness criteria\"). O problema de otimização de curvas B-Splines é não linear, pela própria formulação da função objetivo e suas restrições. Para tal, utiliza-se um método de Programação Quadrática Seqüencial. Para a otimização dos parâmetros principais do casco, utiliza-se uma metodologia de baixo custo, baseada na técnica de Superfície de Resposta, que otimiza uma função de mérito, no caso, a resistência residual, variando-se dois parâmetros do casco. A interface com softwares CAD é desenvolvida com o objetivo de se realizar outras análises, como de curvatura da superfície, além do projeto do restante da embarcação. Neste também pode ser gerado o bloco sólido para integração com softwares de CAM para a usinagem e fabricação do mesmo. / This article presents a flexible and efficient tool to the field of ship project and preliminary design by using an approach of parametric modeling of hull forms. The state of the art of design of hulls consists in an iterative process where, first, geometric, stability and hydrodynamic parameters are defined. After that, the hull is modeled through parametric curves, simulated in a performance analysis software, and, after that, it is taken the decision to optimize the initial parameters. The cycle repeats until it reaches the desired result. This work deals with the part of parametric modeling, and is capable to generate, in an automatic way, optimized curves that compose the design of the hull of a yacht. The tool receives high level parameters, such as non-dimensional ratios, coefficients and restrictions, and draws a three-dimensional hull, intrinsically fair, fulfilling all the specified parameters. A methodology for the design of sail-boats is presented together with B-Splines curves, submitted to an optimization algorithm, using fairness criteria as the objective function. The optimization problem of B-Splines curves is not linear, because of its mathematical formulation, the objective function and constraints adopted. Therefore, a method of Sequential Quadratic Programming is used. For the optimization of the main parameters of the hull, a cost-effective methodology, based on the Surface Response Method, is proposed, optimizing a merit criterion, such as, the residuary resistance, changing two parameters of the hull. The interface with CAD software is implemented in order to allow other analyses, such as surface curvature, and the design of the other parts of the boat. The drawing also can be transformed into a solid model, and integrated with a CAM software to be ready for itsmanufacturing.

Devido à constante necessidade de construções de novas embarcações, quer seja pela demanda do mercado, quer seja pela renovação da frota, o desenvolvimento de programas computacionais que auxiliem na fase inicial de projeto torna-se bastante útil. Assim, o desenvolvimento de um procedimento de análise que permita obter formas de melhor desempenho vem a agregar valor nesta etapa de conceituação da geometria do navio. O trabalho aqui apresentado tem como objetivo discorrer sobre um método capaz de otimizar a geometria de um casco de deslocamento conhecido em relação a sua resistência ao avanço, sem perder, porém, as suas características principais, como corpo paralelo médio, por exemplo. Para tanto, dentro deste processo de otimização já estão inseridas algumas restrições que garantem a viabilidade da solução final, tais como variação máxima no comprimento, no volume total e na estabilidade do navio. A modelagem da embarcação pode ser feita através de funções B-Splines cúbicas de superfície, cujos pontos de controle (parâmetros inerentes à função) podem ser modificados de tal sorte a atingir um valor ótimo para a resistência ao avanço. Esta, por sua vez, será obtida através da soma de duas parcelas, sendo uma referente ao atrito e outra à geração de ondas pelo casco. Como a maior parte da resistência provém desta segunda parcela para a velocidade de projeto a ser considerada (alto número de Froude), a redução da resistência total pode ser assumida como conseqüência da diminuição da resistência devido à geração de ondas, a qual pode ser obtida através da formulação apresentada por Michell, em 1898. O cálculo das propriedades hidrostáticas como deslocamento, estabilidade ( KM transversal) e superfície molhada, usada para cálculo da resistência ao avanço, pode ser encontrado fazendo-se uso do cálculo vetorial. O procedimento a ser descrito foi desenvolvido em linguagem C++ (modelagem do casco) e com o auxílio do MATLAB® (método de otimização). Este trabalho foi realizado no Dep. de Eng. Naval e Oceânica da USP. / Due to an increasing necessity of building new vessels, whether by new orders or fleet renewal, the development of computational programs that could allow optimization of hull shapes is always helpful, saving project time and ensuring better performance at sea. Thus, the development of a synthesis procedure that allows obtaining shapes with better performance adds value to the initial phase of the ship geometry concept. The work to be presented herein objectives the presentation of a methodology to achieve optimal shapes for displacement hulls in relation to the total resistance, starting from an initial geometry given, describing hull form and applying specific constraints to optimization problem with the purpose of guarantee a reliable solution. Therefore, inside this optimization process there are included some constraints that ensure a feasible final solution, as maximum variation of ship length, total volume and stability. Hull geometry is described by using B-Spline surface functions and the ship wave resistance is calculated using Michell\'s formulation as a first approximation of the total resistance for high Froude numbers. Once vessel surface is well defined, B-Spline parameters are varied until an optimal form is attained and the minimum resistance is achieved. It can take a little time to calculate, depending on ship definition (number of buttocks and waterlines) and the problem complexity (number of constraints and variables). Ship displacement and other hydrostatic properties as stability, given by transversal KM , wetted surface, used for calculating ship resistance, can be obtained using the vectorial calculus. This work has been developed using C++ language, except the optimization process which makes use of a MATLAB® function called fmincon. This study has been held at the Department of Naval and Ocean Engineering of the University of São Paulo, Brazil.

Orientador: Marise Aparecida Rodrigues Pollonio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T11:58:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cordeiro_Daniela_D.pdf: 9752486 bytes, checksum: 1343a77b6ab10d733d82260785e2a659 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Atualmente os consumidores estão cada vez mais interessados no consumo de alimentos com apelos para a promoção da saúde. No desenvolvimento de produtos cárneos com características funcionais, os cereais, os quais possuem uma grande proporção de fibra insolúvel, têm vantagens fisiológicas e tecnológicas por serem constituídos principalmente de celulose. Destacam-se a capacidade de ligação de água e gordura e também a capacidade de reduzir custos de formulação. Sob este aspecto, este trabalho teve o objetivo de estudar e desenvolver formulações de produtos cárneos reestruturados empanados com alto teor de grão inteiro, farinhas, farelos e flocos de cereais integrais garantindo suas características tecnológicas e sensoriais. Primeiramente, foi realizada a seleção e avaliação das propriedades tecnológicas de diferentes cereais para combiná-los na forma de blends de cereais, através de analise físicoquímica e sensorial. A seguir, foi realizado o estudo do efeito da adição de diferentes blend de cereais (6% a 24%) em produto cárneo reestruturado empanado com avaliação das propriedades tecnológicas através da metodologia de superfície de resposta. Foram estudadas como variáveis respostas: umidade, absorção de óleo, textura, cor, bem como a qualidade sensorial geral e os atributos de aparência, cor interna e externa, textura e em especial crocância e sabor. Finalmente, foi estudada a influência dos métodos de cocção (fritura em óleo, forno convencional e forno microondas) sobre empanados de frango adicionados de sete tipos de cereais integrais. A seleção dos cereais e elaboração dos blends com sete tipos de cereais resultaram em teores adequados de proteínas (14,52%), lipídeos (10,39%) e carboidratos (62,72%) e um bom índice de capacidade de retenção de água (4,8). Nos produtos empanados a menor absorção de óleo foi para a formulação com 15% blends. A adição de até 24% de cereais integrais resultou num bom desempenho de textura e cor objetiva para os produtos empanados fritos. Em produtos empanados pré-fritos, houve um aumento na intensidade da cor amarela devido à adição dos blends de grãos e farinhas. Do ponto de vista sensorial os empanados adicionados de sete tipos de cereais integrais apresentar 97% de aceitação e 91% de intenção de compra pelo painel de consumidores, não diferindo da formulação controle. Os produtos submetidos ao forno microondas com 0% e 15% de cereais integrais, obtiveram os maiores porcentuais de umidade e lipídeos em comparação aos produtos cozidos em forno convencional, maior luminosidade e menor intensidade de vermelho, menor força de cisalhamento e as menores notas atribuídas pelos provadores em todos os atributos sensoriais, caracterizando um produto úmido, flácido, claro e sem crocância. Este trabalho permitiu a elaboração de um produto cárneo reestruturado empanado com alto teor de cereais integrais com boa aceitação sensorial, sendo necessários mais estudos para otimizar a substituição do processo de fritura por forneamento ou cocção em microondas / Abstract: Currently consumers are increasingly interested in food consumption with appeals for the promotion of health. In the development of meat products with functional features, cereals, which have a high proportion of insoluble fiber, have physiological and technological advantages because they are made primarily of cellulose. In this respect, this work was to study and develop formulations restructured breaded meat product with high content of whole grain, flour, bran and flakes, cereals and ensuring their sensory acceptance and technological. First, we performed the selection and evaluation of technological properties of different cereals and combine them in the form of blends of cereals, through physicalchemical analysis and sensory acceptance. Next, we performed a study of the effect of adding different blend of cereals (6% to 24%) in restructured breaded meat product and technological properties evaluation by response surface methodology. Were studied as variables response: moisture, oil absorption, texture, color sensory acceptance and appearance attributes, external and internal color, texture, flavor and crispness. Finally, we studied the influence of cooking methods (frying in oil, conventional oven and microwave oven) on breaded chicken added seven types of grains. The selection of grains and the blends with seven types of grain resulted in adequate levels of protein (14.52%), lipid (10.39%) and carbohydrate (62.72%) and a good index of holding capacity water (4.8). Breaded products the oil absorption was lower for the formulation with 15% blends. The addition of up to 24% of grains resulted in a good performance color and texture to the breaded products fried. In breaded pre-fried products, an increase in color saturation due to the addition of the blends of grains and flours. From the standpoint of the sensory the breaded products added seven types of grains presented 97% acceptance and 91% of purchase intention by the consumer panel did not differ from the control formulation. The products subject to the microwave oven at 0% and 15% whole grains, had the highest percentage of moisture and lipids in comparison to products cooked in conventional oven, greater brightness and low saturation yellow, lower shear force and lower scores by the judges in all sensory attributes, configuring in a product moist, flabby, clear and without crunchiness. This work allowed the preparation of a breaded restructured meat product with high content of whole grains with good sensory acceptance, more research is needed to optimize the replacement of the frying in the baking or microwave oven / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

As simulações computacionais são comumente empregadas no estudo do processo da dispersão da pluma de efluente de esgoto no mar como suporte no projeto de sistemas de emissários submarinos. Os modelos de campo próximo são uma ferramenta eficiente para prever o comportamento desses sistemas, através da previsão da diluição inicial, das principais dimensões da pluma e da concentração final de poluentes, informações úteis para o projeto do difusor. Usando modelos de campo próximo, como o NRFIELD e o UM3 do Visual Plumes, é possível simular diferentes alternativas de emissários. No entanto, a realização de muitas simulações resulta numa grande quantidade de informações que impede a obtenção de conclusões objetivas, consumindo muito tempo do projeto. Uma estratégia para um processo de simulação eficiente que permita a obtenção da máxima informação possível com um número mínimo de simulações é fundamental. Na análise dos resultados de simulações nas quais seus parâmetros de entrada são modificados de forma controlada, as causas das mudanças na resposta podem ser facilmente identificadas. Devido a isto, o uso da análise estatística foi considerado. As ferramentas estatísticas podem ser úteis na organização das simulações e na análise subsequente dos resultados. O Planejamento de Experimentos (DOE) é a metodologia estatística para uma experimentação eficiente, permitindo a identificação das variáveis estatisticamente significativas em qualquer sistema ou processo e, a Metodologia de Superfície de Resposta permite a otimização de sistemas a partir de suas variáveis estatisticamente significativas. Considerando isso, o objetivo principal desta pesquisa foi apresentar uma nova abordagem para otimizar, por meio da simulação computacional com modelos de campo próximo e da utilização das ferramentas estatísticas: Planejamento de Experimentos e Superfícies de Resposta, a quantidade de simulações necessárias para a obtenção do valor de diluição inicial mais próximo do ótimo, no projeto de emissários submarinos, através da identificação das variáveis estatisticamente significativas, na predição da diluição inicial, nos modelos de campo próximo do Visual Plumes. Os resultados do trabalho mostraram que só três variáveis geométricas, da configuração do difusor de um emissário, são estatisticamente significativas para a previsão da diluição inicial, e que apenas umas poucas simulações, estatisticamente planejadas, são indispensáveis para a obtenção de uma configuração de emissário mais eficiente. / The computational simulations are commonly employed in the study of the process of dispersion of sewage plume at sea as support in the design of submarine outfall systems. The near field models are an efficient tool to predict the behavior of these systems, by predicting the initial dilution, the main dimensions of the sewage plume and the final concentration of pollutants, useful information for the design of the diffuser. Using near field models such as NRFIELD and UM3 from Visual Plumes, it is possible to simulate different submarine outfall alternatives for their posterior comparison and analysis. However, when many simulations are conducted, it is resulted a large amount of information, which make more difficult to obtain objective conclusions and it is much more time consuming solution. A strategy for an efficient simulation process, that allows obtaining the maximum possible information with a minimum number of simulations, is quite fundamental. In the analysis of the results of simulations in which its input parameters are modified in a controlled way, the causes of the changes in the response can be easily identified. Because of this, the use of statistical analysis was considered. Statistical tools can be useful in organizing the simulations and in the subsequent analysis of the results. The Design of Experiments (DOE) is the statistical methodology to guarantee an efficient experimentation, allowing the identification of the statistically significant variables in any system or process, and the Response Surface Methodology allows the optimization of the systems using their statistically significant variables. Considering this, the main objective of this research was to present a new approach to optimize, through computational simulation with near field models and the use of statistical tools: Design of Experiments and Response Surfaces Methodology, the number of necessary simulations to obtain the initial dilution value closer to the optimum, in the design of submarine outfalls, through the identification of the statistically significant variables, in the prediction of the initial dilution, in the near field models. The results of the work showed that only three of the diffuser geometric variables are statistically significant for the initial dilution prediction, and that only a few statistically planned simulations are indispensable for obtaining a more efficient submarine outfall configuration.

Experimentos nos quais uma ou mais variáveis respostas são influênciadas por diversos fatores quantitativos são bastante comuns nas áreas agrícola, química, biológica, dentre outras. Nesse caso, o problema de pesquisa consiste em se estudar essa relação, sendo de grande utilidade o uso da metodologia de superfícies de resposta (MSR). Nesse contexto, a determinação dos níveis dos fatores que otimizam a resposta consiste inicialmente na obtenção das coordenadas do ponto estacionário do modelo ajustado. No entanto, como o modelo verdadeiro é desconhecido, é interessante obter uma região de confiança das coordenadas verdadeiras de modo a avaliar a precisão da estimativa obtida. Foram abordados aqui os procedimentos para construção de regiões de confiança para as coordenadas do ponto estacionário em diferentes situações considerando-se a forma das superfícies analisadas e a distribuição e magnitude da variância dos erros do modelo. Foram utilizadas a metodologia de Box e Hunter (1954) (BH), "bootstrap" e "bootstrap" Bayesiano aliados ao cálculo da distância de Mahalanobis entre as coordenadas do ponto estacionários da amostra observada e aquelas obtidas por meio das estimativas "bootstrap"(BM e BBM), e métodos "bootstrap" e "bootstrap" Bayesiano aliados a métodos não paramétricos de estimação de funções densidade de probabilidade (BNP e BBNP). A avaliaçãoda metodologia foi realizada por meio de simulação e foi aplicada a um conjunto de dados de produção de amendoim. No estudo de simulação, a metodologia BH, baseada na distribuição normal dos erros, apresentou um bom desempenho em todas as situações analisadas, havendo concordância entre as regiões de confiança nominais e reais, mesmo naquelas em que essa distribuição é bastante assimétrica. Este mesmo comportamento foi observado para os métodos BM e BBM. No entanto, os métodos BNP e BBNP não apresentaram um desempenho satisfatório, resultando em um nível de significância real menor que o nominal para os autovalores com menor valor absoluto, gerando regiões de confiança maiores. No caso de autovalores com maior valor absoluto observou-se situação inversa. No caso da análise do conjunto de dados de amendoim os métodos BH, BM e BNP apresentaram regiões de confiança mais amplas comparativamente aos métodos BBM e BBNP. No entanto, os valores das estimativas do "bootstrap" Bayesiano são mais próximas das estimativas de mínimos quadrados e apresentam menor dispersão o que explica a menor área da região de confiança. / Experiments in which one or more response variables are influenced by several quantitative factors are very common in agricultural, chemistry, biology and other areas. In this case, the research question consists in studying this relation, being of great utility the use of response surface methodology (RSM). In this context determining the level of the factors that optimize the response consists finding the coordinates of the stationary point of the model. However, as the true model is unknown, it is of interest to obtain a confidence region of the true coordinates to analyze the precision of the obtained estimate. The procedures for the construction of confidence regions for the coordinates of the stationary point were studied in diferent situations, considering the shape of the surfaces analyzed and the distribution and magnitude of the variance errors. The methodology of Box and Hunter (1954) (BH), bootstrap and Bayesian bootstrap with Mahalanobis distance among the coordinates of the stationary point of the observed sample and those obtained using bootstrap estimates(BM and BBM) and bootstrap and Bayesian bootstrap with non-parametric methods for density estimation (BNP and BBNP) were compared. The methodology evaluation was realized by means of simulation and applied to a peanut yields data set. In simulation study the BH methodology, which is based in normal distribution of errors, presented a good performance in all of the analyzed situations, having concordance among the nominal and real confidence regions, even in those which this distribution is fairly asymmetric. This behavior was also observed in BM and BBM methods. The BNP and BBNP methods did not presented a satisfactory performance, resulting in a real significance level lower than the nominal for the eigenvalue with lower absolute value, generating bigger confidence regions. The inverse was observed using eigenvalue with higher absolute value. In the analysis of the peanut yields data set the BH, BM and BNP methods presented confidence regions larger than the BBM and BBNP methods. The Bayesian bootstrap estimate values are closer of the minimum square estimates and present less dispersion what explain the confidence region lower area.