Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-23T01:27:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Muller_JoseMiguel_D.pdf: 4084137 bytes, checksum: be09b9ebdc54fe36b179db8a3d185fd8 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O alginato é um biopolímero que encontra aplicação em alimentos, como espessante ou estabilizante, na indústria têxtil e na área médica e farmacêutica. Todas as suas aplicações podem ser supridas pelo alginato produzido por microrganismos. Atualmente todo o alginato consumido no mundo é extraído de algas marinhas e sua crescente exploração coloca em risco o ecossistema marinho. O interesse de diversos grupos de pesquisa na produção deste biopolímero indica que será provavelmente uma das próximas gomas de origem microbiana a ser comercializada. Os aspectos estudados neste trabalho estão relacionados com a otimização da produção de alginato por Pseudomonas mendocina. Os experimentos foram ajustados às técnicas de planejamento experimental, envolvendo planos fatoriais e metodologia de superfície de resposta. Mereceram uma atenção mais detalhada o estudo da composição do meio de cultura para a produção de células e de biopolímero, a configuração do equipamento de fermentação e as condições de cultivo. Foram feitas medidas reológicas do meio de cultura e o biopolímero produzido foi caracterizado por espectroscopia de infravermelho e identificado como alginato parcialmente acetilado. A taxa de bioconversão de substrato em produto alcançou 61% nos experimentos de otimização do meio de cultura em frascos agitados. A composição do meio de cultura para produção de alginato nas condições otimizadas em frascos agitados foi (g/L): glicose (20,0), (NH4)2SO4 (0, 7), ácido cítrico (0,4), extrato de levedura (0,05), CaCl2 (0,15), MgCl2.6H2O (0,1), MnSO4.4H2O (0,86X10-3), ZnSO4.7H2O (0,2X10-3), CoS04.7H2O (0,28X10-3), CuSO4.5H2O (0,25X10-3), FeSO4.7H2O (3,6X10-3) e enzima proteolítica (0,1). Observou-se também que o meio de cultura apresentou características viscoelásticas. Devido a estas características reológicas do meio de cultura, foi necessário um estudo envolvendo a configuração do fermentador. Os melhores resultados foram obtidos utilizando-se um tubo de circulação e um agitador em parafuso. Nos experimentos realizados neste fermentador com o meio previamente otimizado, foram investigados os efeitos da agitação, da temperatura e aeração. As variáveis que mais influenciaram a produção do biopolímero foram a agitação e a temperatura. Um estudo mais detalhado, utilizando metodologia de superfície de resposta, foi realizado para temperaturas no intervalo de 25 a 31°C e agitação no intervalo de 500 a 620 rpm. Nas condições otimizadas, temperatura de 29,3 °C e agitação de 542 rpm, foram obtidos 8,95 g/l de alginato após 22 horas de fermentação, correspondendo a uma taxa de bioconversão de 44,75 %. Os resultados obtidos são de grande utilidade para futuros estudos que tenham por objetivo a produção industrial de alginato / Abstract: Alginate is a biopolymer used in food, as emulsifier and stabilizant, in textil industry and in the medical as well as pharmaceutical areas. Alginate applications can be replaced by alginate produced by microorganisms. Currently all alginate consumed over the world is extracted from marine algae. The increase of exploration jeopardizes the marine ecosystem. The interest of various research groups in the production of these biopolymer indicates that this will probably be the microbial gum to be commercialized in the near future. The aspects studied in the present work are related to the optimization of alginate production by Pseudomonas mendocina. The experiments were achieved with statistic methods of factorial planning and response surface methodology. Medium composition for cell and biopolymer production, equipment design and fermentation conditions earned more detailed attention. Rheological measurements of the culture medium were made and the sintetized biopolymer was characterized by infrared spectroscopy and identified as a partially acetylated alginate. Bioconversion rate of substrate to product reached 61 % in shake flasks experiments. The culture medium composition for alginate production in the optimized condictions in shaken flasks was (g/l): glucose (20,0), (NH4)2SO4 (0, 7), citric acid (0,4), yeast extract (0,05), CaCl2 (0,15), MgCl2.6H2O (0,1), MnSO4.4H2O (0,86X10-3), ZnSO4.7H2O (0,2X10-3), CoS04.7H2O (0,28X10-3), CuSO4.5H2O (0,25X10-3), FeSO4.7H2O (3,6X10-3) and proteolitic enzyme (0,1). The culture medium showed viscoelastic characteristics. Due to this characteristic of the culture medium, a study about fermentor design was made. Ideal configuration showed a mixer screw with draft tube. In the experiments achieved in this fermentor with previously optimized medium, the effects of agitation, temperature and aeration were investigated. Agitation and temperature showed the most important effects. A more detailed study with response surface methodology was done for temperature in the range of 25 to 31°C and agitation in the range of 500 to 620 rpm. In optimized conditions, temperature of 29,3 °C and agitation of 542 rpm, 8,95 g/l of alginate, equivalent to a bioconversion rate of 44,75 %, were obtained after 22 hours of fermentation. These results are of great utility for further studies which might be directed to industrial production of microbial alginate / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Yoon Kil Chang / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T11:13:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sebio_Leonard_M.pdf: 5635900 bytes, checksum: d5df4481ff71067cda433c3acdd47390 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: As raízes constituem uma importante fonte de alimentos energéticos para milhões de povos nas regiões tropicais e subtropicais do planeta. Entre as raízes mais populares, o inhame (Dioscorea Rotundata) é depois da mandioca, o mais consumido por vários habitantes nos países em via de desenvolvimento. A produção vem crescendo nos últimos anos, razão pela qual esta planta vem merecendo atenções à nível de pesquisas científicas e tecnológicas. Neste trabalho o tubérculo de inhame foi descascado, cortado, secado e moído a fim de se obter uma farinha com umidade em torno de 9%. A farinha obtida é basicamente constituída de 82,7% de amido 7,8% de proteínas e 3,3% de fibras (base seca). A viscosidade da farinha de inhame analizada no amilógrafo Brabender apresentou uma alta estabilidade, e uma resistência à ação mecânica durante o cozimento e uma tendência fraca à retrogradação. A farinha, após condicionamento a diversas umidades, foi submetida ao processo de extrusão termoplástica com objetivo de estudar os efeitos de algumas variáveis operacionais de extrusão nas propriedades funcionais do material amiláceo extrusado com intuito de identificar as melhores condições de processo para uma determinada aplicação. Empregou-se a metodologia de superfície de resposta para estabelecer modelos matemáticos preditivos para as propriedades estudadas. Utilizou-se, portanto um fatorial incompleto 33 de 3 níveis e 3 variáveis independentes: temperatura (100 a 150°C); umidade inicial (18 a 26 %); e rotação da rosca (100 a 200 rpm). As respostas obtidas das combinações dos 3 fatores foram analisadas na viscosidade inicial (VI) a 30°C; na viscosidade a quente (V95) a 95°C; na viscosidade no resfriamento (V50) a 50°C; na dureza do produto extrusado (DUR), no índice de expansão (IE), nos índices de Solubilidade em Água (ISA) e de Absorção de Água (IAA); na cor das farinhas extrusadas obtidas usando a diferença de cor (AE) a partir dos componentes Hunter ( L* a* b) e na densidade aparente (DAP). A Viscosidade Inicial (VI30) mostrou-se dependente das três variáveis estudadas e aumentou consideravelmente com o aumento da temperatura e da umidade. As temperaturas e umidades relativamente altas produziram os valores máximos de (VI30). A rotação da rosca e a umidade teve grande influência na viscosidade a quente (V95) enquanto as três variáveis contribuíram significativamente na viscosidade no resfriamento (V50). As três variáveis, em análise quantitativa influenciaram no IAA, pois para seus valores altos corresponderam os altos valores do IAA. Valores altos da rotação da rosca e da temperatura proporcionaram valores altos para a ISA. Quanto às características físicas, observou-se que à alta temperatura, quanto menor a umidade, maior o índice de expansão (EI). A textura sofreu mais influência da temperatura e sobretudo da umidade pois elas interferem diretamente na dureza (DUR) do produto extrusado que é um indicativo importante nas características de textura de um "snacks". Para os valores intermediários das três variáveis observou-se os valores mais altos de dureza. Alto valores da umidade provocaram um aumento na densidade aparente (DAP) enquanto que altas temperaturas diminuíram os valores da densidade aparente. A temperatura e a umidade tiveram influência significativa na cor pois às baixas temperatura e umidade observou-se os valores mais baixos da Diferença de Cor (DCO) o que indica tratamento brando do material amiláceo extrusado e às temperatura e umidade elevadas, observou-se maior Diferença de Cor em relação ao padrão (farinha crua). Com os resultados obtidos das combinações estudadas no processo de extrusão, fica estabelecido a possibilidade de se utilizar a farinha de inhame D.Rotundata para a produção de alimentos prontos para consumo (RTE), cereais matinais e farinhas pregelatinizadas para preparo de diversos alimentos / Abstract: Yam (Dioscorea rotundata) is among those tropical root crops which are efficient producers of calories. In terms of food security and utilization, it is basically constituted of carbohydrate of which the most important component is starch. Although it varies from variety to variety, the protein content is similar to that of the potato, about 2% (wb). Thus the production of yam has steadily increased over the last few years in the main production zones, due to the increasing use by the food and pharmaceutical industries. Thus, in this work raw yam (D. rotundata) flour was extruded to modify its functional, physical and chemical properties for food and industrial applications using laboratorial Brabender single screw extruder. Surface response methodology through an incomplete factorial design 33 i.e 3 levels and 3 fators or variables was used to evaluate the effects of the extruder barrel temperature (100, 125, 150°C), moisture content (18, 22, 26%) and screw speed (100, 150, 200 rpm). With respect to the results obtained, the Inicial Viscosity (IV30) of the extruded slurries increased at higher extrusion temperatures and moisture contents. Moisture content was also the factor which most influenced the hot viscosity (V95) whilst all of the 3 variables influenced the cold viscosity (V50). However higher values of 3 variables resulted in greater absorption (WAT). Moisture content had a less significant influence on the water solubility (WSI). The physical properties of the extruded product showed that at high temperature, the lower the moisture content, the greater the expansion index (EI). Hardness was influenced directly by moisture content and inversely influenced by extrusion temperature. An increase in the moisture content increased the product density, but high temperature decreased the product density. It was clear that with an increase in barrel temperature, the color difference increased between the product and the raw material. These data offer the combined process conditions of the 3 variables used for the production of RTE cereals, breakfast cereals, and instant pre-gelatinized flour, as well as for several fields of industrial application / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Roy Edward Bruns / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T11:44:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_MarlonCasagrande_M.pdf: 2084739 bytes, checksum: 4206c434cf21dfc145d73ca304a9981b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nos últimos anos a emissão de ruído tem sido decisiva para aceitação de veículos no mercado, não somente devido a legislação, mas também no que diz respeito a satisfação do cliente. Por este motivo as empresas fabricantes de veículos e ou motores de combustão interna tem sido obrigadas a dar uma atenção especial as emissões de ruído para poderem competir com suas concorrentes. Neste trabalho realizou-se estudo da influencia dos parâmetros de injeção de combustível do motor MWM 6.12 TCE no nível de ruído emitido pelo motor Diesel na condição de marcha lenta, por meio da técnica de planejamento multivariado de experimentos. Foram escolhidas duas técnicas de medição indireta de ruído (ruído de combustão e aceleração na saia do bloco) para serem utilizadas como variável resposta do planejamento de experimentos. Para verificação da eficácia dos planejamentos realizou-se ensaios qualitativos e quantitativos de ruído propriamente dito. Foi feito um planejamento fatorial fracionário 28-4 para fazer uma triagem de oito fatores de acordo com seus efeitos nas respostas aceleração na saia do bloco e ruído de combustão. Os fatores com efeitos mais significativos, pressão do rail, ponto de injeção principal, ponto de pré-injeção 2 e debito da pré-injeção 2, foram investigados usando um planejamento composto central e superfícies de respostas foram determinadas para cada uma das respostas. Os resultados mostraram que apenas a variável resposta vibração na saia do bloco apresentou resultados satisfatórios para esta condição especifica do motor tanto nos testes quantitativos como qualitativos (redução de 2 dB e melhora na qualidade sonora respectivamente). Apos verificação da influencia dos parâmetros de injeção no ruído emitido verificou-se também a influencia destas alterações no consumo de combustível e emissões dos gases de escape e foi observado que existem influencias significativas nas emissões dos gases de escape / Abstract: In recent years the noise level has been decisive for acceptance of vehicles on the market, not only because of legislation but also with regard to customer satisfaction. For this reason the manufacturers of vehicles and internal combustion engines have been forced to give special attention to the emission of noise to compete with their competitors. In this work, the influences of fuel injection parameters on the noise level of the MWM 6.12 TCE diesel engine emitted under low idle condition were determined using multivariate statistical design of experiments. Two techniques for the indirect measurement of noise, combustion noise and engine crankcase vibration, were chosen as the response variables for the experimental design. To check design effectiveness both qualitative and quantitative noise measurements were carried out. A 28-4 fractional factorial design was performed to screen eight factors according to their effects on engine crankcase vibration, and combustion noise. The factors with the most significant effects, rail pressure, pre-injection point, main injection point and the pre-injection delivery, were investigated using a central composite design and response surfaces were determined for each response. The results showed that only the engine crankcase vibration showed satisfactory results for this particular engine condition in both the quantitative and qualitative analyses (reduction of 2 dB and an improvement in sound quality, respectively). After verification of the influences of the injection parameters on the noise the influences of these changes on fuel consumption and exhaust emissions were also analyzed. Significant influences were observed on the exhaust gas emissions / Mestrado / Projetos / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Caroline Joy Steel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T12:05:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VernazaLeoro_MariaGabriela_M.pdf: 2963475 bytes, checksum: 26fde35fc78447f593f66f139fddbf2b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: É cada vez maior o número de pessoas que procura uma alimentação mais saudável, com alimentos frescos, de boa qualidade biológica e livre de defensivos agrícolas, como são os produtos orgânicos. Percebe-se também que nas dietas contemporâneas em geral existe um "déficit nutricional" de fibras. Este fato tem motivado as autoridades de saúde de diversos países a estimular um maior consumo de fibras por parte da população adulta, seja estimulando o consumo de alimentos como frutas, verduras, leguminosas, raízes, tubérculos e cereais integrais, ou através de produtos comerciais de consumo habitual que tenham sido enriquecidos com fibras. Já existem no mercado ou têm sido estudadas algumas fontes alternativas de fibras, como as fibras de beterraba, de caule de trigo, de laranja, de maracujá e a quitosana. Neste trabalho, optou-se por aproveitar os resíduos da extração de polpa de maracujá como fonte alternativa de fibras. Na extração de polpas e sucos, os resíduos resultantes do processo são normalmente utilizados em ração animal ou como adubo. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de parâmetros da extrusão termoplástica (umidade da matéria-prima e temperatura de processo) e da adição de fibra sobre propriedades físicas, propriedades físico-químicas e propriedades nutricionais de produtos extrusados, no desenvolvimento de cereal matinal orgânico à base de farinha de milho e farelo de maracujá. A matéria-prima foi caracterizada quanto a sua composição centesimal; teores de fibra alimentar total, solúvel e insolúvel; índices de solubilidade em água (ISA), de absorção de água (IAA), de solubilidade em leite (ISL), de absorção de leite (IAL), de absorção de óleo (IAO), índice glicêmico (IG) e teor de compostos cianogênicos. Após a caracterização da matéria-prima, foi utilizado o processo de extrusão termoplástica para produzir uma base para cereal matinal, otimizando-se a formulação e os parâmetros de extrusão através da Metodologia de Superfície de Resposta, visando a obtenção de um produto com "alto teor de fibras" e propriedades tecnológicas adequadas. Os produtos extrusados foram caracterizados quanto a propriedades físicas, como índice de expansão (IE), cor, dureza e manutenção da textura em leite; propriedades físico-químicas, como ISA, IAA, ISL, IAL e IAO; e propriedades nutricionais, como IG e teor de compostos cianogênicos. Foi observado que o farelo de maracujá utilizado continha alto teor de fibra alimentar total (64,11%), apresentando teores significativos de fibra insolúvel (50,16%) e fibra solúvel (13,95%), ao contrário da farinha de milho que apresentou baixo teor de fibra alimentar total (3,68%), sendo 3,37% fibra insolúvel e 0,31% fibra solúvel. Os valores encontrados na determinação do ISA da farinha de milho e do farelo de maracujá foram 7,14 e 31,66%, respectivamente. O valor do IAA encontrado para a farinha de milho foi de 3,33 g de água/g material seco e para o farelo de maracujá foi de 14,38 g de água/g material seco. Os valores encontrados para o ISL da farinha de milho e do farelo de maracujá foram 5,23 e 14,53%, respectivamente. Os valores do ISL foram menores quando comparados com os valores do ISA. Os valores do IAL encontrados para a farinha de milho e para o farelo de maracujá foram de 3,26 e 12,50 g de leite/g material seco, maiores que os valores de IAA, possivelmente devido à formação de géis de pectina. Os índices de absorção de óleo da farinha de milho e do farelo de maracujá foram de 3,63 e 4,74 g de óleo/g de material seco, respectivamente. Os índices glicêmicos da farinha de milho e do farelo de maracujá foram de 48,03 e 45,00%, respectivamente. O farelo de maracujá apresentou um teor de compostos cianogênicos totais de 748,3 mg/kg. As superfícies de resposta demonstraram que a valores baixos das variáveis estudadas, foi obtida a maior expansão. Já, sobre a dureza dos produtos extrusados, as superfícies demonstraram que o efeito mais importante foi a umidade e a interação dela com a temperatura. Ao aumentar a umidade, a dureza dos produtos extrusados aumentou significativamente. No entanto, foi observado que a temperatura de processo foi o parâmetro que mais influenciou negativamente a textura do produto após 5 minutos de imersão em leite. Em relação à cor dos extrusados, altos níveis de farelo de maracujá diminuíram os valores de L* e hab, produzindo extrusados mais escuros e menos amarelos, ao contrário do efeito da temperatura, onde altas temperaturas aumentaram o valor de L* e o hab, produzindo extrusados mais claros e mais amarelos. Nos produtos extrusados, os maiores valores de ISA foram encontrados para os maiores teores de farelo de maracujá, enquanto que os maiores valores para o IAO foram obtidos com baixos teores de farelo. Aparentemente, não houve efeito das variáveis estudadas sobre o IG dos produtos extrusados. O teor dos compostos cianogênicos foi maior nos produtos com maiores teores de farelo de maracujá, como esperado. Além disso, parace haver um efeito da umidade da matéria-prima na redução dos compostos cianogênicos durante o processo de extrusão. O extrusado considerado como produto ótimo neste trabalho apresentou propriedades adequadas com respeito a IE e dureza. Também apresentou uma porcentagem de fibra alimentar alta (11%), bem superior à exigida pela Legislação Brasileira (6 g/100 g de produto) para ser denominado cereal matinal "com alto teor de fibras" / Abstract: The number of people searching healthier eating habits, including fresh foods of good biological quality and free of pesticides, such as organic products, is increasing. It is also observed that in contemporary diets in general, there is a â?¿nutritional deficitâ?? of fibers. This fact has motivated health authorities of several countries to stimulate a greater ingestion of fibers by the adult population, either by stimulating the consumption of fruits, vegetables, legumes, tubers and wholegrain cereals, or through the enrichment of commonly consumed commercial products. There are already a few alternative fiber sources on the market or under study, such as beetroot, wheat stalk, orange, passion fruit fibers and chitosan. In this work, we opted to use the residues from the extraction of passion fruit pulp as an alternative fiber source. In the extraction of pulps and juices, the residues are usually used as animal feed or fertilizers. The objective of this work was to study the effect of thermoplastic extrusion parameters (raw material moisture content and process temperature) and fiber addition on physical, physical-chemical and nutritional properties of extruded products, as a step in the development of an organic breakfast cereal based on corn flour and passion fruit fiber. The raw material was characterized as to its proximate composition; total, soluble and insoluble fiber contents; water solubility index (WSI), water absorption index (WAI), milk solubility index (MSI), milk absorption index (MAI), oil absorption index (OAI); glycemic index (GI) and cyanogenic compounds. After characterization of the raw material, the thermoplastic extrusion process was used to produce a base for breakfast cereals, optimizing the formulation and process parameters through the Response Surface Methodology, with the aim of obtaining a â?¿high fiber contentâ?? product with adequate technological properties. The extruded products were characterized with respect to physical properties, such as expansion index (EI), color, hardness and maintenance of texture in milk; physicalchemical properties, such as WSI, WAI, MSI, MAI and OAI; and nutritional properties, such as GI and cyanogenic compounds. It was observed that the passion fruit fiber used had a high total fiber content (64.11%), presenting significant contents of insoluble (50.16%) and soluble (13.95%) fibers, different to the corn flour used that presented a low total fiber content (3.68%), of which 3.37% were insoluble fibers and 0.31% soluble fibers. The values found for the WSI of the corn flour and passion fruit fiber were 7.14 and 31.66%, respectively. The values found for the WAI of the corn flour and of the passionfruit fiber were 3.33 and 14.38 g water/g dry material, respectively. The values found for the MSI of the corn flour and passion fruit fiber were 5.23 and 14.53%, respectively. The MSI values were lower than the WSI values. The values found for the MAI of the corn flour and passion fruit fiber were 3.26 and 12.50 g milk/g dry material, higher than those of WAI, possibly due to the formation of pectin gels. The oil absorption indices of the corn flour and passion fruit fiber were 3.63 and 4.74 g oil/g dry material, respectively. The glycemic indices of the corn flour and passion fruit fiber were 48.03 and 45.00%, respectively. The content of cyanogenic compounds in passion fruit fiber were 748,3 mg/kg. The response surfaces demonstrated that at low values of the variables studied, greatest expansion was obtained. For the hardness of the extruded products, the surfaces demonstrated that the most important effect was moisture and its interaction with temperature. Increasing moisture, the hardness of the extruded products increased significantly. However, it was observed that process temperature was the parameter that had the greatest negative effect on the texture of the products after 5 minutes in milk. With respect to color of the extrudates, high levels of passion fruit fiber reduced L* and hab values, producing darker and less yellow extrudates, different to the effect of temperature, where high temperatures increased L* and hab values, producing lighter and more yellow extrudates. In the extruded products, the highest values for WSI were found with the highest passion fruit fiber contents, while the highest values for OAI were obtained with low fiber contents. Apparently, there was no effect of the variables studied on the GI of the extruded products. The content of cyanogenic compounds was higher in the products with greater percentages of passion fruit fiber, as expected. Apart from this, there seems to be an effect of raw material moisture content in the reduction of cyanogenic compounds during the extrusion process. The extrudate considered optimum in this work presented adequate properties with respect to EI and hardness. It also presented a high percentage of dietary fiber (11%), higher than that required by the Brazilian Legislation (6 g/100 g product) to be labeled as a â?¿high fiber contentâ?? breakfast cereal / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

[pt] A metodologia da superfície de resposta desempenha um papel importante no desenvolvimento, melhoria e otimização de processos e produtos mediante a aplicação de um conjunto de técnicas estatísticas e matemáticas. O foco principal desta pesquisa é a última etapa da metodologia que está relacionada ao estudo da superfície de resposta na região de interesse. Assim, a presente dissertação tem como objetivo apresentar de forma sintetizada a metodologia para realizar a Análise de Cumeeira nos modelos ajustados de superfícies de resposta de segunda ordem que têm como ponto estacionário um ponto de sela ou um ponto fora da região experimental. Nesta análise procuram-se as condições ótimas de processos e produtos através de experimentos planejados. A análise de cumeeira é particularmente importante quando for difícil visualizar a superfície de resposta devido à existência de quatro ou mais dimensões. Apresentam-se alguns exemplos oriundos da literatura e também é realizada a análise de um caso prático real. / [en] The response surface methodology plays an important role in the developing, improving and optimizing processes and products through the application of a collection of statistical and mathematical techniques. The main focus of this research is the last step of the methodology that is related to the study of the response surface in the region of interest. Thus, this dissertation aims to present a summarized methodology for ridge analysis in the fitted models of the second-order response surfaces that have a saddle point or a point out of the experimental region as a stationary point. This analysis looks for the optimum process and product conditions through planned experiments. Ridge analysis is particularly important when it is difficult to visualize the response surface due to the existence of four or more dimensions. In this work there are some examples that derive from literature, and an analysis of a real case study is also performed.

[pt] Compostos de boro são utilizados na indústria metalúrgica, microeletrônica, de vidros, na agricultura, etc. Esse elemento é um micronutriente essencial no desenvolvimento de microrganismos, plantas, animais e humanos. No entanto, pode ser tóxico em grandes concentrações e por isso necessita ser removido de águas e efluentes. No Brasil, o limite padrão é de 0,5mg/L para águas doces de classe I e II, estabelecido pela resolução do Conama 357/2005. Por sua vez, a resolução do Conama 430/2011 estabelece um padrão de lançamento de efluentes de 5mg/L. A presente dissertação tem como objetivo geral estudar a remoção de boro por eletrocoagulação para o tratamento de águas e efluentes contendo boro, utilizando uma célula com um arranjo de 4 eletrodos de alumínio (2 catodos e 2 anodos) monopolares em paralelo. Os resultados obtidos mostram que o processo de eletrocoagulação é uma alternativa viável para a remoção de boro, e alcança eficiências em torno de 70 por cento (em pH inicial igual à 4; densidade de corrente igual à 18,75mA/cm2 e tempo de eletrólise igual à 90min). O modelo cinético que melhor descreve a remoção de boro foi o de pseudo-primeira ordem. O modelo de Langmuir se ajustou muito bem aos dados experimentais obtidos. O valor de qm obtido pelo modelo de Langmuir refletiu a elevada capacidade de adsorção máxima (qm é igual à 334mg/g). Através das análises por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) na superfície dos eletrodos, observou-se a presença de corrosão do tipo localizada nos catodos e a corrosão do tipo uniforme nos anodos. A morfologia do lodo produzido no processo de eletrocoagulação foi analisada por MEV, indicando a presença de uma morfologia heterogênea na superfície, enquanto que a análise por Difração de Raios-X (DRX) apresentou picos largos característicos de um material amorfo e a fase de alumínio predominante foi a boehmita, AlO(OH), finalmente, através da análise por Espectroscopia por Perda de Energia de Elétrons (EELS) foi possível a detecção do boro no lodo, além da detecção de alumínio e de oxigênio. Diante dos resultados obtidos no estudo de otimização a partir da Metodologia de Superfície de Resposta (RSM) constatou-se que o desenvolvimento de um modelo matemático por análise de regressão possibilitou a avaliação do efeito das variáveis independentes (densidade de corrente, pH inicial e tempo de eletrólise) e as suas interações na remoção de boro. / [en] Boron compounds are used in the metallurgical industry, microelectronics, glassware, agriculture, etc. This element is an essential micronutrient in the development of microorganisms, plants, animals and humans. However, it can be toxic in high concentrations and therefore needs to be removed from water and effluent. In Brazil, the standard limit is 0.5mg/L for Class I and II freshwaters, established by Conama Resolution 357/2005. In turn, the Conama 430/2011 resolution establishes an effluent discharge standard of 5mg/L. The present dissertation aims to study the removal of boron by electrocoagulation for the treatment of water and effluents containing boron, using a cell with an arrangement of 4 monopolar aluminum electrodes (2 cathodes and 2 anodes) in parallel. The results show that the electrocoagulation process is a viable alternative for the removal of boron and reaches efficiencies around 70 per cent (at initial pH equals to 4, current density equals to 18.75mA/cm2 and electrolysis time equals to 90min). The kinetic model that best describes the removal of boron was pseudo-first order. The Langmuir model fitted very well to the experimental data obtained. The value of qm obtained by the Langmuir model reflected the high maximum adsorption capacity (qm equals to 334mg/g). Through the analysis by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) on the surface of the electrodes, it was observed the presence of pitting corrosion in the cathodes and uniform corrosion in the anodes. The morphology of the sludge produced in the electrocoagulation process was analyzed by SEM, indicating the presence of a heterogeneous surface morphology, while the X-ray diffraction (XRD) analysis showed broad peaks characteristic of an amorphous material and the predominant aluminum phase was boehmite, AlO(OH), finally, through the Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) analysis, it was possible to detect boron in the sludge, as well as aluminum and oxygen. In view of the results obtained in the optimization study from the Response Surface Methodology (RSM), it was verified that the development of a mathematical model by regression analysis made possible the evaluation of the effect of the independent variables (current density, initial pH and time of electrolysis) and their interactions in the removal of boron.

Orientador: Yoon Kil Chang / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T17:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PaucarMenacho_LuzMaria_D.pdf: 1866293 bytes, checksum: b2ed687c50fce735e8c1ed59d2f47d2c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O consumo de soja tem aumentado consideravelmente nos últimos anos, devido à suas propriedades funcionais com a presença de diversos compostos bioativos como as isoflavonas, das quais as mais importantes formas são a genisteína e a daidzeína que, em determinadas concentrações, trazem benefícios para à saúde dos consumidores. Novos compostos protéicos bioativos estão sendo pesquisados, tanto, como a lunasina, o Inibidor de Bowman-Birk (BBI) e a lectina, e como não protéicos, as saponinas. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência dos parámetros do processo de germinação (tempo e temperatura) das cultivares de soja BRS 133 (baixo teor protéico) e BRS 258 (alto teor protéico) desenvolvidas pela EMBRAPA, nos compostos bioativos da farinha integral de soja germinada (FISG). Os efeitos das variações de tempo e temperatura de germinação nos compostos bioativos foram analisados através da Metodologia de Superfície de Resposta, com um delineamento composto central rotacional com duas variáveis independentes: tempo de germinação (x1) e temperatura de germinação (x2). O delineamento incluiu onze ensaios: quatro pontos fatoriais, quatro pontos axiais e três repetições no ponto central. A germinação foi realizada em câmara de germinação, entre papéis, e no final dos tempos e temperaturas de germinação segundo o planejamento do experimento as amostras foram congeladas a -30 ° C, e depois liofilizadas. As con centrações de isoflavonas e saponinas foram determinadas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e as concentrações de proteína solúvel, lunasina, Inibidor de Bowman Birk (BBI) e lectina foram determinadas por ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). A identificação do polipeptídeo bioativo lunasina foi determinado por Western Blot e a atividade da lipoxigenase foi determinada por quantificação da banda de lipoxigenase em gel por eletroforese. A caracterização físico-química das duas cultivares de soja brasileira permitiu concluir que, embora a sua composição esteja dentro de uma gama típica de nutrientes da soja, surge um padrão distinto de alguns nutrientes e de compostos bioativos, no que diz respeito ao teor de proteínas. A cultivar BRS 133 apresentou um baixo teor de proteína e uma alta concentração de isoflavonas totais e, em forma oposta, a cutivar BRS 258 apresentou um alto teor de proteínas e baixa concentração de isoflavonas totais. Os resultados mostraram que, tanto o tempo como as temperaturas de germinação tiveram uma influência significativa sobre a composição e as concentrações de compostos bioativos na farinha de soja germinada. Nesta pesquisa, foram determinadas as faixas ótimas de tempo e temperatura de germinação para obter o maior conteúdo de compostos bioativos (lunasina, isoflavonas e saponinas) e a diminuição de fatores antinutricionais (BBI e lectina). Neste estudo, também foram determinados estes compostos, embora sejam antinutricionais, pois atualmente são considerados bioativos e com benefício à saúde. Na cultivar BRS 133, um tempo de germinação de 42 horas a 25 °C resultou em um aumento de 61,66% na concentração de lunasina, uma diminuição de 58,73% na concentração de lectina e uma diminuição de 69,95% na atividade de lipoxigenase. Aumentos significativos na concentração de isoflavonas agliconas (daizeína e genisteína) e na concentração de saponinas totais foram observados com um tempo de germinação de 63 h a uma temperatura de 30°C. Sob estas condições, a concentração de genisteína na FISG comparada com o grão de soja sem germinar, apresentou um aumento de 212,29% neste flavonóide bioativo. Na cultivar BRS 258, o processo germinativo resultou numa redução do BBI, da lectina e da atividade de lipoxigenase. Um baixo tempo de germinação, 12 h (-1), a 25 °C (0) resultou em maior concentração de lunasin a. Um aumento no tempo de germinação de 12 h (-1) para 72 h (+1), a 25 °C res ultou em um aumento de 31,9% no teor de proteína solúvel, um decréscimo de 27,0% na concentração BBI, e uma diminuição de 72,6% na concentração de lectina. Nesta cultivar, aumentos significativos na concentração de isoflavonas agliconas (daizeína e genisteína) e nas saponinas totais foram observados com um tempo de germinação de 63 h a 30 °C / Abstract: The consumption of soybean has increased considerably in recent years due to its functional properties, with the presence of many bioactive compounds such as isoflavones, of which the most important forms are genistein and daidzein, which, in determined concentrations, can provide health benefits to the consumer. New bioactive protein compounds are also being studied, such as lunasin, the Bowman-Birk inhibitor (BBI), lectin and non-protein bioactive compounds such as saponins. The objective of the present work was to study the influence of the parameters of the process of germination (time and temperature) of the soybean cultivars BRS 133 (low protein) and BRS 258 (high protein), both developed by EMBRAPA, on the bioactive compounds in the whole flour obtained from the germinated soybean (GSWF). Response surface methodology was used to analyze the effects of variations in germination time and temperature on the bioactive compounds using a central composite rotational design with two independent variables: germination time (x1) and germination temperature (x2). The design included eleven trials: four factorial points, four axial points and three repetitions at the central point. Germination was carried out between papers in a germination chamber, and at the end of the times and temperatures determined by the experimental design, the samples were frozen at -30ºC and subsequently freeze dried. The concentrations of isoflavones and saponins were determined by high performance liquid chromatography (HPLC), and the concentrations of soluble protein, lunasin, Bowman-Birk inhibitor and lectin by ELISA (enzymelinked immunosorbent assay). The identification of the bioactive polypeptide lunasin was determined by the Western Blot assay and lipoxygenase activity by quantification of the band obtained in gel electrophoresis. The physicochemical characterization of the two Brazilian soybean cultivars allowed to conclude that, although their compositions were within the typical ranges for soybean nutrients, there was a distinct pattern for some nutrients and bioactive compounds with respect to the protein contents. The cultivar 133 presented a low protein content and high concentration of total isoflavones, whereas the cultivar BRS 258 presented a high protein content and low concentration of total isoflavones. The results showed that both the germination time and temperature had a significant influence on the composition and concentrations of bioactive compounds in the germinated soybean whole flour (GSWF). The optimum germination time and temperature ranges to obtain maximum contents of the bioactive compounds (lunasin, isoflavones and saponins) and maximum decrease in the anti-nutritional factors (BBI and lectin), were determined in this study, although currently these anti-nutritional factors are considered bioactive and of benefit to health. Using the cultivar BRS 133, a germination time of 42 hours at 25ºC resulted in an increase of 61.66% in lunasin concentration, a decrease of 58.73% in lectin concentration and a decrease of 69.95% in lipoxygenase activity. A significant increase in the concentrations of the aglycone isoflavones (daizein and genistein) and total concentration of saponins was observed with a germination time of 63 h at a temperature of 30ºC. In these conditions, genistein concentration in GSWF, as compared to the non-germinated soybean, resulted in an increase of 212.29% of this bioactive flavonoid. With the cultivar BRS 258, the germination process resulted in a reduction in BBI, lectin and lipoxygenase activity. Low germination times of 12 h (-1) and temperatures 25 ºC (0) resulted in a greater concentration of lunasin. An increase in the germination time from 12 h (-1) to 72 h (+1) at 25 ºC resulted in a 31.9% increase in soluble protein, a 27.0% decrease in the concentration of BBI and a 72.6% decrease in lectin concentration. With this cultivar, a significant increase in the concentration of the aglycone isoflavones (daizein and genistein) and total saponins was also observed with a germination time of 63 h and temperature of 30 ºC / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Mirna Lucia Gigante / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T19:47:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hatanaka_CamilaLie_M.pdf: 549349 bytes, checksum: c5f48036602609500f035f399d2cb21c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Atualmente a adição de hidrocolóides é um recurso utilizado em produtos lácteos para modificar a textura ou evitar defeitos como a sinérese. Hidrocolóides são utilizados como agentes espessantes, gelificantes e estabilizantes, e podem apresentar características sinérgicas quando utilizados em conjunto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adição de goma tara e carragena sobre a sinérese do iogurte firme desnatado. Os iogurtes foram fabricados com leite desnatado reconstituído adicionado de goma tara e carragena, em concentrações variando de 0 a 0,0585%, em combinações previstas pela metodologia de superfície de resposta. Após aproximadamente 48 horas de armazenamento refrigerado, determinou-se a composição dos iogurtes e a sinérese, que foi avaliada de três formas distintas: sinérese espontânea, por drenagem e por centrifugação. A goma tara afetou significativamente a sinérese do produto, que aumentou em concentrações superiores a 0,0293%, independentemente da sua forma de avaliação. A sinérese não foi significativamente afetada pela adição de carragena e nem pela interação entre os polissacarídeos. As concentrações escolhidas para fabricação e avaliação dos iogurtes durante o armazenamento refrigerado (29 dias) foram iogurte controle (sem adição de polissacarídeos), iogurte com 0,02% de goma tara e iogurte com 0,02% de tara + 0,02% de carragena. Após aproximadamente 24 horas os iogurtes foram avaliados quanto à composição centesimal. Durante o armazenamento refrigerado, após 1, 8, 15, 22 e 29 dias de fabricação os produtos foram avaliados quanto à sinérese espontânea, firmeza, e pH para acompanhamento da pós-acidificação. A sinérese espontânea foi significativamente afetada pelos tratamentos, sendo que a menor liberação de soro foi observada para o iogurte fabricado com goma tara e carragena, enquanto que o iogurte que continha apenas goma tara apresentou maior sinérese. A firmeza foi significativamente afetada pelos tratamentos. O iogurte fabricado com goma tara e carragena apresentou menor firmeza quando comparado ao iogurte controle, sendo que ambos não diferiram significativamente do iogurte fabricado com goma tara. Durante o tempo de armazenamento refrigerado a firmeza dos iogurtes aumentou significativamente. Os tratamentos afetaram significativamente a pós-acidificação dos iogurtes, sendo que o iogurte controle apresentou menor pH quando comparado ao iogurte fabricado com adição de goma tara e carragena. O pH de todos os produtos diminuiu significativamente nos primeiros 8 dias de armazenamento refrigerado, mantendo-se estável após esse período / Abstract: Nowadays, the hydrocolloids addition is an applied mean to modify the texture or to avoid defects, such as syneresis, in dairy products. Hydrocolloids can be utilized as thickening, gelling and stabilizing agents, and can show synergistic features when applied along each other. The objective of this research was to evaluate the effect of addition of tara gum and carrageenan on the syneresis of non-fat set yogurt. Non-fat reconstituted milk added with carrageenan and tara gum in concentrations from 0 to 0.0585%, at combinations given by response surface methodology, was used. Composition and syneresis (spontaneous, by drainage, and by centrifugation) evaluations were done after 48 hours of cold storage. Tara gum significantly affected the syneresis, increasing it in concentrations higher than 0.0293%, independent of the type of syneresis evaluation. The effects of carrageenan and polysaccharides¿ interaction on the syneresis were not significative. The concentrations evaluated during 29 days were control yogurt (no polysaccharide addition), yogurt with 0.02% of tara gum and yogurt with 0.02% of tara gum and 0.02% of carrageenan. Composition was evaluated approximately after 24 hours. The pH (for post-acidification evaluation), spontaneous syneresis and firmness were evaluated during the cold storage at 1, 8, 15, 22 and 29 days after manufacture of yogurts. Natural syneresis was affected by the treatments and yogurt with tara gum and carrageenan showed the lowest whey-off, while the yogurt containing only tara gum showed the highest syneresis. Firmness was significantly affected by treatments. The lowest firmness was observed in yogurt containing carrageenan and tara gum, when compared to control yogurt, but both yogurts didn't differed from yogurt containing only tara gum. Yogurt firmness increased during cold storage. Regarding the post-acidification, the treatments significantly affected the pH and the control yogurt showed the lowest pH, if compared to yogurt manufactured with tara gum and carrageenan. The pH of all yogurts significantly decreased at the first eight days of cold storage, stabilizing during cold storage / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Caroline Joy Steel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T05:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_ReinaldoEduardo_M.pdf: 3044163 bytes, checksum: f704bd363854b3c9458130c70bece72a (MD5) Previous issue date: 2006 / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientadores : Miriam Dupas Hubinger / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T16:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ito_AnaPaula_D.pdf: 2517451 bytes, checksum: 12213bb2b29c901535a1ecec8d825de8 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A proposta deste trabalho foi estudar o processo de desidratação osmótica de mangas em fatias, utilizando a tecnologia de desidratação osmótica a pulso de vácuo, que consiste em submeter o sistema solução-produto à pressão sub-atmosférica por um curto período, no início do processo. Inicialmente, foi realizado um planejamento fatorial fracionário 25-1, onde estudaram-se os efeitos da concentração da solução osmótica, temperatura de processo, recirculação da solução, tempo e intensidade de aplicação de vácuo, na transferência de massa durante o processo de desidratação osmótica de fatias de manga. A temperatura, entre 20 a 40°C, e a concentração, entre 45 a 60°Brix, foram as variáveis que mais afetaram a transferência de massa. O tempo do pulso de vácuo aplicado (entre 5 e 15 minutos) influenciou o ganho de sólidos e a difusividade efetiva de água. A intensidade da recirculação da solução e o nível de pressão aplicado não foram estatisticamente significativos para todas as respostas estudadas e esses parâmetros foram fixados nas etapas subseqüentes do projeto. A partir dos resultados obtidos, um planejamento fatorial 23 completo foi realizado, considerando três fatores: concentração da solução osmótica (45 a 65°Brix), temperatura de processo (20 a 40°C) e tempo de pulso de vácuo (0 a 20 minutos). Para a obtenção da maior perda de água, menor ganho de sólidos e manutenção das propriedades reológicas, a melhor condição de processo encontrada para a desidratação osmótica de fatias de manga foi a utilização de solução osmótica na concentração de 60°Brix, temperatura de processo de 30°C, aplicação de 10 minutos de pulso de vácuo e tempo de processo de 120 minutos. O estudo da cinética do processo na condição otimizada, com e sem aplicação de vácuo, revelou que o pulso de vácuo provocou uma maior perda de água e ganho de sólidos e, conseqüentemente, a difusividade efetiva também foi superior em comparação ao processo tradicional. Com o uso do pulso de vácuo, as fatias de manga processadas apresentaram melhores resultados para a conservação do teor de carotenóides e preservação das propriedades mecânicas. As fatias de mangas frescas e osmoticamente desidratadas apresentaram uma boa aceitação pelo consumidor sendo que os melhores resultados também foram obtidos com o uso do vácuo. Em relação aos parâmetros de cor e à avaliação da microestrutura, não houve diferenças entre os processos com e sem aplicação de vácuo na desidratação osmótica / Abstract: The purpose of this work was to study the osmotic dehydration of mango slices using the pulsed vacuum osmotic dehydration technology, which consists on the application of a sub-atmospheric pressure to the solid-liquid system for a short period, at the beginning of the process. Initially, a 25-1 fractional factorial design was realized to evaluate the influence of osmotic solution concentration, process temperature, solution recirculation, vacuum application time and pressure on mass transfer during the mango slices osmotic dehydration process. The variables that most affected mass transfer were temperature (20 to 40°C) and solution concentration (45 to 60°Brix). The pulsed vacuum time application (5 to 15 minutes) was significant for solids gain and water effective diffusivity. Osmotic solution re-circulation and vacuum pressure showed no influence on mass transfer and consequently, these variables could be fixed at the most economically viable level for any further trials. From this results, a 23 factorial experimental design was used to design the tests for the pulsed vacuum osmotic dehydration of mango slices, considering three factors (independent variables): concentration (45-65°Brix), temperature (20-40°C) and vacuum pulse time (0-20 minutes). The best conditions aiming a greater water loss, lower solid gain and rheological properties maintenance in the mango slices was 120 minutes of process time, 30°C of process temperature, 60°Brix of osmotic solution concentration and 10 minutes of vacuum time. The study of process kinetics on the optimized condition, with and without vacuum application, reveled that the vacuum pulse provoked a greater water loss and solids gain and, consequently, the effective diffusivity was also greater, compared to the traditional osmotic process. The mango slices processed by pulsed vacuum osmotic dehydration showed better results for carotenoids retention and mechanical properties maintenance. The fresh and osmotically dehydrated mango slices showed a good sensory acceptance and the best results were also obtained with vacuum application. In respect to the color parameters and microstructure, no differences were observed between samples processed with and without vacuum application / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos