O mirtilo (blueberry, do inglês) é uma espécie frutífera nativa do Hemisfério Norte que é rica em pigmentos antociânicos - substâncias de alto poder antioxidante e preventivas de doenças degenerativas. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a influência de diferentes formas de processamento do mirtilo a fim de preservar o seu conteúdo de antocianinas. Para tanto se estudou primeiramente a estabilidade das antocianinas frente ao tratamento térmico e determinou-se a sua cinética de degradação em sucos de mirtilo. Os resultados mostraram que a degradação de antocianinas de mirtilo seguiu uma cinética de reação de primeira ordem e que a variação nas constantes de taxa de degradação em função da temperatura obedeceu à relação de Arrhenius. Os valores de t1/2 variaram de 180,5 a 5,1 h em temperaturas variando de 40 a 80 °C e a energia de ativação (Ea) calculada foi de 80,42 kJ.mol-1. Um segundo estudo foi conduzido a fim de avaliar diferentes alternativas tecnológicas para a extração do suco de mirtilo frente à recuperação de compostos antociânicos. Foram testados quatro métodos de extração: centrifugação, desintegração, arraste a vapor e extração enzimática. O suco extraído com o auxílio de enzimas apresentou a maior recuperação de compostos antociânicos (superior a 30%) o que motivou tratamentos com diferentes preparados enzimáticos comerciais. A enzima NZ103 (Novozymes®) foi a que apresentou melhor desempenho e a condição ótima de seu emprego foi otimizada: temperatura de extração em 50 °C e concentração da enzima NZ103, diluída em 100 vezes, de 2%. Foi investigada a atividade da enzima polifenoloxidase (PPO) em polpas de mirtilo frente ao tratamento térmico. Observou-se que com temperaturas mais amenas de tratamento térmico (próximas a 40 °C) a enzima possuía os maiores valores de atividade; em contrapartida, ao se elevar a temperatura para valores superiores a 80 °C atividade da enzima apresentou-se praticamente nula. A otimização do binômio tempo e temperatura para a polpa do mirtilo resultou em um tratamento térmico a 80 °C durante 219 segundos implicando nas melhores condições para reduzir a atividade da enzima. Outra enzima responsável pela degradação das antocianinas do suco durante o processamento, reconhecida como sendo uma das mais estáveis ao calor e utilizada como um indicador para os tratamentos térmicos é a peroxidase (POD). A redução da atividade de POD foi investigada utilizando membranas de ultrafiltração de 10, 30 e 50 kDa. A retenção das antocianinas foi inferior com a membrana de 50 kDa, com uma média de retenção de 16% e foi observado que, em geral, quanto maior a massa molar de corte da membrana e a temperatura, menor a retenção. A atividade POD nos tratamentos a 50°C foi reduzida independentemente da membrana utilizada; porém para os tratamentos a 30 e 40°C, essa atividade foi reduzida em 97,5 e 96,2% para as membranas de 10 e 30 kDa, respectivamente. Outro estudo foi conduzido com o propósito de minimizar as perdas e a geração de resíduos: a recuperação das antocianinas contidas no bagaço (que contém cerca de 70% das antocianinas do fruto) gerado na produção do suco. O bagaço foi submetido à extração de antocianinas com solventes orgânicos com vistas ao seu aproveitamento pela indústria de alimentos. Para tanto foram determinadas as condições ótimas de pH e razão etanol/água para a extração de antocianinas a partir do bagaço de mirtilo empregando a metodologia de superfície de resposta. Os resultados mostraram que a melhor condição para a extração de antocianinas monoméricas do bagaço de mirtilo foi para pH de 2,75 e 60% de etanol com 521 mg de cianidina-3-glicosídeo/100 g de bagaço. Para a extração das antocianidinas observouse que uma concentração de 60% de etanol e o pH de 3,40 otimizam a extração. As agliconas peonidina e malvidina necessitaram de uma maior concentração de solvente e pH para a sua extração em relação as demais. No entanto, a aplicação desse extrato etanólico diretamente em alimentos é limitada pela presença de solvente orgânico e pela instabilidade das antocianinas ao calor, variações de pH e à luz. Visando minimizar estes efeitos, foi conduzido um estudo propondo a microencapsulação das antocianinas extraídas do bagaço de mirtilo via liofilização. Para tanto foram testados três diferentes agentes encapsulantes: maltodextrina (MD), carboximetilcelulose (CMC) e hidroximetilpropilcelulose (HPMC). A morfologia das micropartículas produzidas, visualizadas por microscopia eletrônica de varredura, apresentaram estruturas irregulares e semelhantes, o que é típico dos pós preparados por liofilização. Os microparticulados apresentaram boa velocidade de dissolução em água e fotoestabilidade das antocianinas, apresentado um tempo de meia vida superior a 38 dias. Um último estudo de aplicação da polpa de mirtilo para a produção de diferentes formulações de purê a partir do uso de hidrocolóides e açúcares incentivou os estudos que possibilitaram o conhecimento reológico destas formulações que serão úteis para o dimensionamento de equipamentos e desenvolvimento de produtos. / Blueberry is a native fruit of the Northern Hemisphere which is rich in anthocyanin pigments - substances of high antioxidant capacity and preventive of degenerative diseases. The main objective of this study was to evaluate the influence of different methods of blueberry processing in order to maintain the anthocyanins content. To achieve this objective several studies were carried out, firstly the stability of anthocyanins and their degradation kinetics in blueberry juice were investigated. The results showed that the degradation of the anthocyanins from blueberries follows a first order kinetic reaction and it dependence on temperature follows the Arrhenius relationship. Values of t1/2 ranging from 180.5 to 5.1 h at temperatures ranging from 40 to 80 °C were obtained, and the activation energy (Ea) was 80.42 kJ.mol-1. A second study was conducted to evaluate different technological alternatives for the extraction of blueberry juice. Four methods were tested: centrifugation, disintegration, steam distillation, and enzymatic extraction. The juice extracted with enzymes showed the highest anthocyanin recovery (above 30%), which motivated tests with different commercial enzyme preparations. Among the enzymes tested, the enzyme NZ103 (Novozymes®) showed the best performance and the excellent conditions of its use were optimized: extraction temperature of 50 °C and enzyme NZ103 concentration of 2%. Another study was carried out to evaluate the activity of polyphenoloxidase (PPO) in the blueberry pulp during thermal treatment. It was observed that at lower temperatures (close to 40 °C) the enzyme has the highest activity values, however, by raising the temperature to above 80 °C enzyme activity was practically null. The optimization of time and temperature for the blueberry pulp led to thermal treatment of 80 °C during 219 seconds, resulting in the best condition to reduce enzyme activity. Another enzyme responsible for anthocyanin degradation during juice processing, one of the most heat stable enzymes and widely used as an indicator of thermal treatments, is the peroxidase (POD). The reduction of POD activity was investigated using ultrafiltration membranes with molecular weight cut off (MWC) of 10, 30 and 50 kDa. The anthocyanins retention was lower with the 50 kDa membrane, with an average of 16% retention and was observed that, in general, the lower the MWC and temperature, the greater was the retention. The POD activity in the treatments at 50°C was reduced regardless of the membrane used; but for the treatments at 30 and 40°C, this activity was reduced by 97.5 and 96.2% for the 10 and 30 kDa membrane, respectively. Another study was conducted in order to minimize losses and waste generation: the pomace (which contains about 70% of the anthocyanins of the fruit), generated in the production of juice underwent the extraction of anthocyanins with organic solvents to be used by the food industry. The optimum conditions of pH and the ethanol/water ratio for extraction of anthocyanins from the blueberry pomace were determined using the response surface methodology. Results showed that the best condition for the extraction of monomeric anthocyanins present in the blueberry pomace was at pH 2.75 and 60% ethanol, with 521 mg of cyanidin-3-glucoside/100 g of pomace. For the extraction of anthocyanidins, it was observed that a concentration of 60% ethanol and pH of 3.40 was the best condition to optimize extraction. The extraction of aglycones peonidin and malvidin was better a higher concentration of solvent and higher pH values. However, application of ethanol extract directly in food is limited by the presence of organic solvent and the anthocyanins lower stability towards heat and light. In order to minimize these effects, there was another study proposing the microencapsulation of anthocyanins extracted from blueberry pomace by freezedrying. Therefore, we tested three different coating agents: maltodextrin (MD) carboxymethylcellulose (CMC) and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC). The microparticles morphology, visualized by scanning electron microscopy, showed irregular structures, which is typical of the powders prepared by freezedrying. The microcapsules showed good solubility and anthocyanins stability toward light, presented a half-life exceeding 38 days. Finally, a study related with an application of blueberry pulp was developed, to produce different formulations of purees from the use of hydrocolloids and sugars. The influence of temperature, xanthan gum and fructose addition on rheological behavior in steady state of blueberry puree was evaluated. The xanthan gum appears as a determinant variable for the viscosity of the puree. In the range of additive concentrations studied, the obtained statistical models could be used for the development of formulations with specified viscosity, constituting a useful tool for modeling and design of unit operations related to blueberry puree production.

O tratamento duplex de nitretação a plasma e posterior deposição de TiN pode proporcionar um aumento na vida útil de ferramentas revestidas, já que a camada nitretada garante uma melhor adesão e maior capacidade de sustentação de carga. Essa melhoria ocorre desde que não haja a formação de uma camada contínua de nitretos de ferro, visto que esta é extremamente frágil, podendo causar o lascamento do filme protetor. A possibilidade de integração da nitretação a baixas pressões e posterior deposição de TiN em um processo contínuo se mostra interessante, pois possibilita a nitretação sem formação de camada de nitretos de ferro, eliminando assim uma etapa de polimento, diminuindo o grau de impurezas do revestimento e o tempo de processamento como um todo. O objetivo desse trabalho é o estudo dos parâmetros de processo mais adequados para a nitretação a baixas pressões de um aço de trabalho a quente H13, de modo a preparar o substrato de forma efetiva para uma posterior deposição de TiN. Diferentes temperaturas (faixa de 400-530ºC), pressões e composições gasosas (misturas de N2, N2 + Ar e N2+H2) foram avaliadas por microscopia ótica, testes de microdureza e difração de raios X. Buscou-se a melhor condição de nitretação, caracterizada pela camada de difusão mais profunda, maior dureza superficial e não aparecimento de uma camada de nitretos de ferro Os resultados indicam que adições de argônio e hidrogênio não resultam na melhor condição de nitretação do aço H13, e que outros parâmetros que não haviam sido considerados como importantes, como rotação das amostras e proteção dos termopares com miçangas, têm grande efeito indireto no tamanho da camada nitretada. O melhor resultado obtido foi com os parâmetros de: temperatura 450ºC, pressão total de N2 de 2x10-3 mbar, termopares protegidos com miçangas, árvore de sustentação das amostras girando a duas e meia revoluções por minuto e filamentos de tungstênio novos.

Tese (doutorado)Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-04-07T16:05:06Z No. of bitstreams: 1 2015_MarioAlbertoSimonatoAltoé.pdf: 13315898 bytes, checksum: c181acc0c30014641adf364dda86a2af (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-11T17:28:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MarioAlbertoSimonatoAltoé.pdf: 13315898 bytes, checksum: c181acc0c30014641adf364dda86a2af (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-11T17:28:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MarioAlbertoSimonatoAltoé.pdf: 13315898 bytes, checksum: c181acc0c30014641adf364dda86a2af (MD5) / O grande interesse científico e tecnológico em nanossilicatos está relacionado à sua capacidade de inchar, causada mais comumente pela interação com a água, que é naturalmente encontrada intercalada nesses materiais. Os nanossilicatos são usados para a captura de dióxido de carbono, armazenamento de lixo nuclear, remoção de materiais pesados e liberação de fármacos. Por isso, entender sua interação com a água é de extrema importância. Os nanossilicatos estudados nesta tese são as fluorohectoritas, as quais são usadas como material modelo para representar argilas naturais, e, como são sintetizadas, as fluorohectoritas possuem uma distribuição de cargas mais homogênea e significantemente menos impurezas. Neste trabalho, foi estudada a intercalação de água no espaço interlamelar deste nanossilicato, em que Ni2+, Li+, Na+ são os cátions compensadores de carga. As técnicas de difração de raios X e análise termogravimétrica foram usadas para estudar as isotermas de adsorção de água, preparadas usando dois tipos de tratamento, pré-aquecidas e não pré-aquecidas. Os resultados de difração de raios X para a Ni-fluorohectorita, obtidos a partir de uma troca catiônica de Li-fluorohectorita, mostram que as transições a partir do estado mono-hidratado não ocorrem de maneira discreta, como observado na Na-fluorohectorita e na Li-fluorohectorita, mas sim de maneira contínua. Adicionalmente, as hidratações em diferentes temperaturas mostram que as transições também são altamente dependentes da história de preparação das amostras. Essas observações indicam a presença de vários tipos de complexos Ni2+-água, presentes no espaço interlamelar, que podem influenciar os estados de hidratação dos nanossilicatos. Este, por sua vez, pode estar relacionado com conclusões anteriores, em que foi relatado um complexo do tipo Ni-brucita coexistente com a Ni-fluorohectorita. No entanto, essa hipótese foi tomada com cuidado, uma vez que os presentes resultados podem estar ligados com outros tipos de complexos, tais como o Ni2+ hexaaqua. Acredita-se que esses resultados possam ser estendidos para outros tipos de nanossilicatos cujos cátions interlamelares são metais de transição. Isso, consequentemente, tem efeitos práticos na físico/química de materiais ou em outras áreas onde nanossilicatos são importantes, como armazenamento de dióxido de carbono ou lixo nuclear e remoções de metais pesados do meio ambiente. / The large scientific and technological interest in smectites is connected to their ability to swell, most commonly caused by their interactions with water, which is naturally found intercalated in smectites. Therefore whether smectites are used for, carbon dioxide capture, nuclear waste storage, heavy metal removal or for drug delivery, understanding their interactions with water is of paramount importance. The smectite studied here is the synthetic fluorohectorite, which has been used as a clean model material representing natural smectite clays, as synthetic smectite fluorohectorite has more homogeneous charge distribution and significantly fewer impurities than its natural counterparts. Here we show the intercalation of water into the smectite interlayer nano-space with Ni2+ Li+, Na+ as the charge compensating cations. We have used X-ray diffraction X-ray diffraction and thermogravimetric analysis to study the water adsorption isotherm prepared using two different sets of samples: one pre-heated and the other non-pre-heated. X-ray diffraction results show that the transition upon water adsorption from the monohydrated state does not occur in abrupt steps as is commonly observed in Li-fluorohectorite and Na-fluorohectorite, but rather it displays a continuous development. In addition, the hydration at different temperatures shows that the transitions also are highly dependent on the sample history. Our observations indicate that the presence of various types of Ni2+-water complexes in the interlayers might influence the hydration states of the smectite. This can in turn be related to our previous findings, where it was reported that Ni-brucite complex coexist with Ni- fluorohectorite. However, this assumption has to be taken with care, since the hypothesis that our results can be connected to other types of Ni2+-water complex, such as Ni2+ hexaaqua, cannot be fully discarded. We also explore the idea that the present observations can be extended to other smectites with transition metals as interlayer charge compensating cations, and consequently have significant practical effects in materials science as well as in other areas where smectite clays are important, such as carbon dioxide or nuclear waste storage and heavy metal removal from the environment.

A pirólise de materiais tem sido usada para a produção de produtos de maior interesse, em busca de novas aplicações ou melhores propriedades que seu antecessor. Por exemplo, o tratamento térmico aplicado ao óxido de grafite é usado para a produção de óxido de grafeno reduzido, que apresenta propriedades e estrutura semelhantes ao grafeno, sendo este processo uma alternativa para sua produção em larga escala, com potencial aplicação em uma nova geração de dispositivos eletrônicos e nanocompósitos. Neste trabalho, simulações de dinâmica molecular reativa com o potencial reaxFF foram conduzidas para observar em nível atômico as mudanças estruturais e eventos reativos durante este processo, permitindo a identificação dos mecanismos principais envolvidos e um maior entendimento da dependência das condições de temperatura (de 800 a 3000 K) e pressão (ambiente, 2,5 e 7,7 GPa) usadas com as características do produtos formados. Para uma lâmina de óxido de grafeno isolada e para uma estrutura de óxido de grafite, buscou-se entender o efeito da temperatura e pressão aplicada na qualidade dos produtos formados, que vão desde folhas de óxido de grafeno reduzido até nanocristais de grafite, conforme observado em experimentos. As simulações mostram que o tratamento térmico causou uma conversão de seus grupos orgânicos iniciais (hidroxila/epóxi para carbonila/éter), liberação de moléculas gasosas (H2O, CO2 e H2), criação de defeitos e/ou reconstrução da estrutura grafítica. As reações são intensificadas com aumento da temperatura, e observa-se a presença de grupos oxigenados na estrutura resultante mesmo em altas temperaturas (3000 K). Em pressão ambiente os gases gerados causam a exfoliação das folhas e os grupos remanescentes causam defeitos isolados por toda a estrutura. Porém, em alta pressão (7,7 GPa) estas mantêm-se próximas, inibindo a formação de gases e aumentando a difusão dos grupos orgânicos pela superfície, que levam a formação de rasgos pela estrutura, dividindo as folhas em domínios menores, com grupos funcionais em sua borda e uma região interna praticamente livre de defeitos. Estas observações estão em concordância com experimentos em condições de processamento similares, sendo que uma análise qualitativa e quantitativa detalhada permitiu entender melhor o processo de pirólise. / Pyrolysis can be used toward the conversion of conventional materials into new ones, aiming at an improvement of their properties, making them suitable for specific practical applications. For example, thermal annealing of graphite oxide (GO) can be used for the production of reduced graphene oxide sheets, which exhibit a structure and properties similar to graphene, and it is considered an interesting alternative to large-scale production. In this dissertation, reactive molecular dynamics simulations using the ReaxFF potential were carried out to study the thermal annealing of GO under high pressure. More specifically, to analyze the corresponding structural changes and reactive events at the atomic level, allowing the identification of the main mechanisms responsible for the transformations and a better understanding of the effect of applied temperature (from 800 to 3000 K) and pressure (ambient, 2.5 and 7.7 GPa) on the structural and morphological features of the formed products More specifically, we sought to understand the effect of temperature and pressure applied on graphite oxide on the quality of the formed products, which ranges from defected reduced graphene oxide sheets to graphite nanocrystals, as observed in experimental studies. The simulations show that thermal annealing caused an interconversion of its initial organic groups (hydroxyl/epoxy to carbonyl/ether), release of gaseous molecules (H2O, CO2 and H2), creation of defects and/or reconstruction of the graphitic structure. The reactions are intensified with increase of temperature, and the presence of oxygenated groups in the processed material is observed even at high temperatures. At ambient pressure, the generated gases cause the partial exfoliation of the sheets and the remaining groups appear as isolated defects throughout the structure. However, at the highest pressure (7.7 GPa) the layers become closer, inhibiting the formation of gases and increasing the surface diffusion of the organic groups, which lead to the tearing of the structure, dividing the sheet into smaller domains with functional groups on their edge, and an internal region free of defects. These observations are in agreement with the experiments in same processing conditions, and the detailed qualitative and quantitative analyses brought by the simulations allow a better understanding of the pyrolysis process.

O tratamento térmico é um método antigo de desinfestação de frutos e vem sendo mais bem estudado com objetivo de utilizá-lo como método alternativo de controle de podridões em pós-colheita. O calor atua sobre a germinação e o crescimento de estruturas do patógeno e sobre o fruto, aumentando a resistência à infecção. Uma das formas de ação do calor sobre os frutos, proposta na literatura, ocorre sobre a cutícula, de modo a fundir as ceras presentes nesta camada e formar uma barreira física para evitar a entrada do patógeno durante a armazenagem. Neste trabalho, estudou-se o efeito do tratamento com água quente na cutícula de maçãs cv. Fuji e Gala e tangerinas cv. Montenegrina. O calor foi aplicado por imersão e aspersão aliado à escovação e, no caso da tangerina, também foram utilizados métodos de controle complementares e a aplicação de cera de carnaúba na superfície dos frutos. Os frutos do experimento com maçãs foram avaliados em mais de uma época de armazenagem e os de tangerina no final do experimento. Amostras foram retiradas, secas ao ar, montadas e visualizadas em microscopia eletrônica de varredura. As ceras cuticulares das maçãs e das tangerinas alteraram-se em função do tratamento com calor, da escovação e da aplicação de ceras. Em maçãs ocorreu alteração no formato dos cristalóides de cera e cobertura de rachaduras pela fusão da camada cerosa. Efeito similar foi visualizado para as tangerinas onde a fusão das ceras tornou a camada externa mais homogênea e as aberturas naturalmente existentes recobertas. A escovação resultou em remoção e arraste de algum conteúdo ceroso em maçã e na remoção de hifas de patógenos, principalmente, em tangerinas. A aplicação de cera de carnaúba na superfície das tangerinas mostrou efeito de recobrimento das aberturas similar ao calor. O tratamento térmico aplicado atuou reduzindo o número de tangerinas com podridão ao final de 20 dias a 5º C + 7 dias a temperatura ambiente e os resultados da microscopia eletrônica de varredura mostraram que o calor atua fundindo as ceras cuticulares e que estas recobrem os orifícios servindo como barreira física à entrada do patógeno. / Heat treatment is an old method used to disinfest fruits and is, nowadays, again being better studied to be used as an alternative method to control post harvest decay. Heat affects germination and growing of the pathogen structures and enhances the ability of the fruit to resist pathogen infection after harvest. Heat acts on fruit cuticle, melting the waxes present in this layer and forming a physical barrier to hinder pathogen entrance during storage. In this work we studied the effects of heat treatments on the cuticle of ´Fuji´ and ´Gala´ apples and on ´Montenegrina´ tangerines. Heat was applied by immersion or spraying plus brushing. Tangerines had also carnauba wax applied on the surface. Apples were evaluated after two storage periods and the tangerines at the end of the storage period. Samples were excised, air dried, mounted on stubs and visualized on a scanning electron microscope (SEM). The cuticular wax of apples and tangerines changed after heat treatment, brushing and wax application. On apples alteration on the wax crystalloid forms occurred as a result of the wax melting and covering of the cuticular cracks by the melted wax. Similar effect was visualized on tangerines where melting of the epicuticular waxes caused a homogeneous aspect on the outer layer covering cracks and stomata. Brushing resulted in removal and dragging of some wax content on apples and removal of pathogen hyphae mainly on tangerines. The carnauba wax application on tangerines surface showed a similar effect of recovering the natural openings as seen by heat treatment. The heat treatment applied acted reducing the number of rots in tangerine fruit at the end of 20 days at 5º C + 7 days at room temperature. SEM images indicate that heat acts melting the wax layer and the melted material recovers orifices on the surface which could act as a physical barrier against pathogen penetration.

Dissertação (mestrado)—Universidade Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2012. / Submitted by Gabriela Botelho (gabrielabotelho@bce.unb.br) on 2012-07-11T13:46:09Z No. of bitstreams: 1 2012_LarissaMedeirosArruda.pdf: 3653453 bytes, checksum: 18d2fe528f068fb49d207a4694c7d87e (MD5) / Rejected by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com), reason: ARQUIVO NÃO BLOQUEADO on 2012-07-13T11:13:10Z (GMT) / Submitted by Gabriela Botelho (gabrielabotelho@bce.unb.br) on 2012-07-13T11:56:56Z No. of bitstreams: 1 2012_LarissaMedeirosArruda.pdf: 3643555 bytes, checksum: 6f9448175843bdfe5beb4be954dd81a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-07-17T13:13:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_LarissaMedeirosArruda.pdf: 3643555 bytes, checksum: 6f9448175843bdfe5beb4be954dd81a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-17T13:13:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_LarissaMedeirosArruda.pdf: 3643555 bytes, checksum: 6f9448175843bdfe5beb4be954dd81a0 (MD5) / O tratamento termomecânico é uma técnica que combina um tratamento térmico com a compressão mecânica da madeira visando obter um produto com menor capacidade higroscópica sem que isso prejudique sua resistência mecânica. Acerca disso, o objetivo do trabalho foi avaliar a influência do tratamento termomecânico em lâminas de amescla (Trattinnickia burseraefolia) para a confecção de compensados. As lâminas foram produzidas em um torno desenrolador na cidade de Sinop-MT. O tratamento foi feito em uma prensa hidráulica a temperaturas de 140°C e 180°C, tempos de um e dois minutos e pressão constante de 2,7 N/mm2. Após climatização, foram produzidos compensados com cinco lâminas, com resina fenólica a temperatura de 150°C, tempo de 7 minutos e pressão de 1 N/mm2. Foi avaliada a rugosidade, a colorimetria, a molhabilidade e a densidade aparente das lâminas antes e depois do tratamento. Os compensados quanto à flexão estática, compressão paralela, dureza e cisalhamento na linha de cola. O teor de umidade de equilíbrio, inchamento em espessura e absorção de água foram usados para avaliar a estabilidade dimensional das lâminas e dos compensados. O tratamento mostrou que a rugosidade e a molhabilidade das lâminas foram reduzidas, o que pode ter sido responsável pela melhora da resistência na linha de cola dos compensados. O tratamento se mostrou positivo também no aumento da densidade aparente e das propriedades mecânicas, como a dureza, a resistência à compressão paralela, o cisalhamento na linha de cola e o módulo de elasticidade. O módulo de ruptura não foi comprometido com a aplicação do tratamento. Em termos de estabilidade dimensional, o material tratado apresentou maior inchamento em espessura e não apresentou menor absorção de água, devido a liberação das tensões de compressão. Porém, houve diminuição do teor de umidade de equilíbrio, mostrando que o tratamento foi eficiente em reduzir a higroscopicidade da madeira e deixando o compensado mais estável a condições atmosféricas variáveis. O problema das tensões de compressão poderia ser resolvido com a aplicação de um pós-tratamento adequado. Para estudos futuros recomenda-se estudar relações entre a densificação das lâminas e a redução do tempo e da quantidade de cola na produção do compensado. _________________________________________________________________________ ABSTRACT / The thermomechanical treatment is a technique which combines a heat treatment with mechanical compression to obtain a product with less hygroscopic capacity without compromising its strength. Thus, the aim of this work was to evaluate the influence of the thermomechanical treatment in veneers of amescla (Trattinnickia burseraefolia) for the plywood production. It was used rotary peeled veneers of amescla obtained at city of Sinop in Mato Grosso State. The veneers were treated in a hydraulic press at temperatures of 140 °C and 180 °C, times of one and two minutes and constant pressure of 2,7 N. mm2. After conditioning, plywoods with five veneers were produced with phenol-formaldehyde resin, temperature of 150 °C, time of 7 minutes and pressure of 1 N. mm2. It was assessed the roughness, colour changes, wettability and density of the veneers, before and after the treatment. The plywoods were also assessed physically and mechanically on the static bending, parallel compression, hardness and shear strength in the glue line. The equilibrium moisture content, thickness swelling and absorption of water were used to assess the dimensional stability of the veneers and the plywoods. The results showed that roughness and wettability of the veneers have been reduced, and that has improved the shear strength in the glue line of the plywood. The treatment was positive in relation to increase the density and the mechanical properties, especially the hardness, the resistance to the parallel compression, the shear strength in the glue line and the elastic modulus. The strength in static bending was not impaired after the thermomechanical treatment. In terms of dimensional stability, the treated material had a higher thickness swelling and did not show lower water absorption, due to release of the compressive stresses. However, the equilibrium moisture content has been reduced, showing that treatment was effective in reduce the hygroscopicity of wood and leaving the plywood more stable the weather variations. The problem with compressive stresses could be resolved with the implementation of a post-treatment. For further studies it is recommended to study the relationships between the densification of veneers with the reduction of time and quantity of adhesive in the production of plywood.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-03-21T11:15:37Z No. of bitstreams: 1 2013_RodrigoCavalcantiFabrinoGomes.pdf: 4471157 bytes, checksum: 4b527694b140495c7bd228562536ba3b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-03-24T12:21:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RodrigoCavalcantiFabrinoGomes.pdf: 4471157 bytes, checksum: 4b527694b140495c7bd228562536ba3b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-24T12:21:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RodrigoCavalcantiFabrinoGomes.pdf: 4471157 bytes, checksum: 4b527694b140495c7bd228562536ba3b (MD5) / Resumo: Estudos estão sendo desenvolvidos para o melhor entendimento da influência das variáveis térmicas e por consequência, espaçamentos dendríticos nas propriedades dos materiais metálicos utilizados na indústria. Neste trabalho foi fabricado um dispositivo de solidificação unidirecional vertical ascendente, constituído por uma lingoteira de aço inoxidável com medidas de 100mm x 70mm com altura de 70mm e espessura de 6mm. Foi posicionada na sua parte inferior uma câmara de refrigeração forçada à água em temperatura ambiente do mesmo material da chapa/molde com espessura de 3mm. Após a fabricação das ligas in loco e a obtenção das curvas experimentais térmicas, foram determinadas as suas variáveis térmicas de solidificação: velocidade do deslocamento da isoterma liquidus ao longo do lingote e a taxa de resfriamento da solidificação unidirecional ascendente para ligas hipoeutéticas do sistema Al-Ni (Al2%Ni, Al3%Ni e Al4%Ni). Tais variáveis foram confrontadas com as microestruturas resultantes do processo e seus parâmetros estruturais: espaçamento dendrítico primário, secundário e terciário. Através destes confrontos, foram geradas leis experimentais nas quais explanam as tendências de comportamento das ligas analisadas quando submetidas ao processo de solidificação unidirecional. Obtidas as análises microestruturais, foram realizados ensaios mecânicos destrutivos e não destrutivos com finalidade obtenção das propriedades mecânicas para posterior confronto com os parâmetros microestruturais. Os resultados comparativos mostram que ao elevar o teor de soluto, neste caso níquel, no interior das ligas analisadas ocasionou a elevação das propriedades mecânicas. Tais melhorias são explicadas pela presença de microestruturas mais grosseiras quando os teores de soluto são mais elevados. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Abstract: Studies are being developed to better understand the influence of thermal variables and consequently dendritic spacing on the properties of metallic materials used in industry. In this work, a device was fabricated unidirectional solidification upward vertical, consisting of a stainless steel ingot measures 100mm x 70mm with a height of 70mm and 6mm thick. Was positioned at the bottom a chamber of forced cooling to room temperature water from the same plate material / mold with a thickness of 3mm. After fabrication of the alloys in place and obtaining the experimental thermal curves were determined their solidification thermal variables: speed of displacement of liquidus isotherm along the casting and cooling rate of unidirectional solidification upward hipoeutéticas alloy system Al-Ni (Al2%Ni, Al3Ni% and Al4%Ni). These variables were compared with the microstructures resulting from the process and their structural parameters: spacing dendritic primary, secondary and tertiary. Through these meetings, we generated experimental laws in which explanam trends of behavior of the alloys analyzed when subjected to unidirectional solidification process. Obtained the microstructural analysis, mechanical tests were conducted destructive and non-destructive with purpose of obtaining mechanical properties for later comparison with the microstructural parameters. The comparative results show that by increasing the concentration of solute in this case nickel within the alloys examined caused the increase in mechanical properties. Such improvements are explained by the presence of coarse microstructure when the solute concentration is higher.

O mirtilo (blueberry, do inglês) é uma espécie frutífera nativa do Hemisfério Norte que é rica em pigmentos antociânicos - substâncias de alto poder antioxidante e preventivas de doenças degenerativas. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a influência de diferentes formas de processamento do mirtilo a fim de preservar o seu conteúdo de antocianinas. Para tanto se estudou primeiramente a estabilidade das antocianinas frente ao tratamento térmico e determinou-se a sua cinética de degradação em sucos de mirtilo. Os resultados mostraram que a degradação de antocianinas de mirtilo seguiu uma cinética de reação de primeira ordem e que a variação nas constantes de taxa de degradação em função da temperatura obedeceu à relação de Arrhenius. Os valores de t1/2 variaram de 180,5 a 5,1 h em temperaturas variando de 40 a 80 °C e a energia de ativação (Ea) calculada foi de 80,42 kJ.mol-1. Um segundo estudo foi conduzido a fim de avaliar diferentes alternativas tecnológicas para a extração do suco de mirtilo frente à recuperação de compostos antociânicos. Foram testados quatro métodos de extração: centrifugação, desintegração, arraste a vapor e extração enzimática. O suco extraído com o auxílio de enzimas apresentou a maior recuperação de compostos antociânicos (superior a 30%) o que motivou tratamentos com diferentes preparados enzimáticos comerciais. A enzima NZ103 (Novozymes®) foi a que apresentou melhor desempenho e a condição ótima de seu emprego foi otimizada: temperatura de extração em 50 °C e concentração da enzima NZ103, diluída em 100 vezes, de 2%. Foi investigada a atividade da enzima polifenoloxidase (PPO) em polpas de mirtilo frente ao tratamento térmico. Observou-se que com temperaturas mais amenas de tratamento térmico (próximas a 40 °C) a enzima possuía os maiores valores de atividade; em contrapartida, ao se elevar a temperatura para valores superiores a 80 °C atividade da enzima apresentou-se praticamente nula. A otimização do binômio tempo e temperatura para a polpa do mirtilo resultou em um tratamento térmico a 80 °C durante 219 segundos implicando nas melhores condições para reduzir a atividade da enzima. Outra enzima responsável pela degradação das antocianinas do suco durante o processamento, reconhecida como sendo uma das mais estáveis ao calor e utilizada como um indicador para os tratamentos térmicos é a peroxidase (POD). A redução da atividade de POD foi investigada utilizando membranas de ultrafiltração de 10, 30 e 50 kDa. A retenção das antocianinas foi inferior com a membrana de 50 kDa, com uma média de retenção de 16% e foi observado que, em geral, quanto maior a massa molar de corte da membrana e a temperatura, menor a retenção. A atividade POD nos tratamentos a 50°C foi reduzida independentemente da membrana utilizada; porém para os tratamentos a 30 e 40°C, essa atividade foi reduzida em 97,5 e 96,2% para as membranas de 10 e 30 kDa, respectivamente. Outro estudo foi conduzido com o propósito de minimizar as perdas e a geração de resíduos: a recuperação das antocianinas contidas no bagaço (que contém cerca de 70% das antocianinas do fruto) gerado na produção do suco. O bagaço foi submetido à extração de antocianinas com solventes orgânicos com vistas ao seu aproveitamento pela indústria de alimentos. Para tanto foram determinadas as condições ótimas de pH e razão etanol/água para a extração de antocianinas a partir do bagaço de mirtilo empregando a metodologia de superfície de resposta. Os resultados mostraram que a melhor condição para a extração de antocianinas monoméricas do bagaço de mirtilo foi para pH de 2,75 e 60% de etanol com 521 mg de cianidina-3-glicosídeo/100 g de bagaço. Para a extração das antocianidinas observouse que uma concentração de 60% de etanol e o pH de 3,40 otimizam a extração. As agliconas peonidina e malvidina necessitaram de uma maior concentração de solvente e pH para a sua extração em relação as demais. No entanto, a aplicação desse extrato etanólico diretamente em alimentos é limitada pela presença de solvente orgânico e pela instabilidade das antocianinas ao calor, variações de pH e à luz. Visando minimizar estes efeitos, foi conduzido um estudo propondo a microencapsulação das antocianinas extraídas do bagaço de mirtilo via liofilização. Para tanto foram testados três diferentes agentes encapsulantes: maltodextrina (MD), carboximetilcelulose (CMC) e hidroximetilpropilcelulose (HPMC). A morfologia das micropartículas produzidas, visualizadas por microscopia eletrônica de varredura, apresentaram estruturas irregulares e semelhantes, o que é típico dos pós preparados por liofilização. Os microparticulados apresentaram boa velocidade de dissolução em água e fotoestabilidade das antocianinas, apresentado um tempo de meia vida superior a 38 dias. Um último estudo de aplicação da polpa de mirtilo para a produção de diferentes formulações de purê a partir do uso de hidrocolóides e açúcares incentivou os estudos que possibilitaram o conhecimento reológico destas formulações que serão úteis para o dimensionamento de equipamentos e desenvolvimento de produtos. / Blueberry is a native fruit of the Northern Hemisphere which is rich in anthocyanin pigments - substances of high antioxidant capacity and preventive of degenerative diseases. The main objective of this study was to evaluate the influence of different methods of blueberry processing in order to maintain the anthocyanins content. To achieve this objective several studies were carried out, firstly the stability of anthocyanins and their degradation kinetics in blueberry juice were investigated. The results showed that the degradation of the anthocyanins from blueberries follows a first order kinetic reaction and it dependence on temperature follows the Arrhenius relationship. Values of t1/2 ranging from 180.5 to 5.1 h at temperatures ranging from 40 to 80 °C were obtained, and the activation energy (Ea) was 80.42 kJ.mol-1. A second study was conducted to evaluate different technological alternatives for the extraction of blueberry juice. Four methods were tested: centrifugation, disintegration, steam distillation, and enzymatic extraction. The juice extracted with enzymes showed the highest anthocyanin recovery (above 30%), which motivated tests with different commercial enzyme preparations. Among the enzymes tested, the enzyme NZ103 (Novozymes®) showed the best performance and the excellent conditions of its use were optimized: extraction temperature of 50 °C and enzyme NZ103 concentration of 2%. Another study was carried out to evaluate the activity of polyphenoloxidase (PPO) in the blueberry pulp during thermal treatment. It was observed that at lower temperatures (close to 40 °C) the enzyme has the highest activity values, however, by raising the temperature to above 80 °C enzyme activity was practically null. The optimization of time and temperature for the blueberry pulp led to thermal treatment of 80 °C during 219 seconds, resulting in the best condition to reduce enzyme activity. Another enzyme responsible for anthocyanin degradation during juice processing, one of the most heat stable enzymes and widely used as an indicator of thermal treatments, is the peroxidase (POD). The reduction of POD activity was investigated using ultrafiltration membranes with molecular weight cut off (MWC) of 10, 30 and 50 kDa. The anthocyanins retention was lower with the 50 kDa membrane, with an average of 16% retention and was observed that, in general, the lower the MWC and temperature, the greater was the retention. The POD activity in the treatments at 50°C was reduced regardless of the membrane used; but for the treatments at 30 and 40°C, this activity was reduced by 97.5 and 96.2% for the 10 and 30 kDa membrane, respectively. Another study was conducted in order to minimize losses and waste generation: the pomace (which contains about 70% of the anthocyanins of the fruit), generated in the production of juice underwent the extraction of anthocyanins with organic solvents to be used by the food industry. The optimum conditions of pH and the ethanol/water ratio for extraction of anthocyanins from the blueberry pomace were determined using the response surface methodology. Results showed that the best condition for the extraction of monomeric anthocyanins present in the blueberry pomace was at pH 2.75 and 60% ethanol, with 521 mg of cyanidin-3-glucoside/100 g of pomace. For the extraction of anthocyanidins, it was observed that a concentration of 60% ethanol and pH of 3.40 was the best condition to optimize extraction. The extraction of aglycones peonidin and malvidin was better a higher concentration of solvent and higher pH values. However, application of ethanol extract directly in food is limited by the presence of organic solvent and the anthocyanins lower stability towards heat and light. In order to minimize these effects, there was another study proposing the microencapsulation of anthocyanins extracted from blueberry pomace by freezedrying. Therefore, we tested three different coating agents: maltodextrin (MD) carboxymethylcellulose (CMC) and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC). The microparticles morphology, visualized by scanning electron microscopy, showed irregular structures, which is typical of the powders prepared by freezedrying. The microcapsules showed good solubility and anthocyanins stability toward light, presented a half-life exceeding 38 days. Finally, a study related with an application of blueberry pulp was developed, to produce different formulations of purees from the use of hydrocolloids and sugars. The influence of temperature, xanthan gum and fructose addition on rheological behavior in steady state of blueberry puree was evaluated. The xanthan gum appears as a determinant variable for the viscosity of the puree. In the range of additive concentrations studied, the obtained statistical models could be used for the development of formulations with specified viscosity, constituting a useful tool for modeling and design of unit operations related to blueberry puree production.

O tratamento duplex de nitretação a plasma e posterior deposição de TiN pode proporcionar um aumento na vida útil de ferramentas revestidas, já que a camada nitretada garante uma melhor adesão e maior capacidade de sustentação de carga. Essa melhoria ocorre desde que não haja a formação de uma camada contínua de nitretos de ferro, visto que esta é extremamente frágil, podendo causar o lascamento do filme protetor. A possibilidade de integração da nitretação a baixas pressões e posterior deposição de TiN em um processo contínuo se mostra interessante, pois possibilita a nitretação sem formação de camada de nitretos de ferro, eliminando assim uma etapa de polimento, diminuindo o grau de impurezas do revestimento e o tempo de processamento como um todo. O objetivo desse trabalho é o estudo dos parâmetros de processo mais adequados para a nitretação a baixas pressões de um aço de trabalho a quente H13, de modo a preparar o substrato de forma efetiva para uma posterior deposição de TiN. Diferentes temperaturas (faixa de 400-530ºC), pressões e composições gasosas (misturas de N2, N2 + Ar e N2+H2) foram avaliadas por microscopia ótica, testes de microdureza e difração de raios X. Buscou-se a melhor condição de nitretação, caracterizada pela camada de difusão mais profunda, maior dureza superficial e não aparecimento de uma camada de nitretos de ferro Os resultados indicam que adições de argônio e hidrogênio não resultam na melhor condição de nitretação do aço H13, e que outros parâmetros que não haviam sido considerados como importantes, como rotação das amostras e proteção dos termopares com miçangas, têm grande efeito indireto no tamanho da camada nitretada. O melhor resultado obtido foi com os parâmetros de: temperatura 450ºC, pressão total de N2 de 2x10-3 mbar, termopares protegidos com miçangas, árvore de sustentação das amostras girando a duas e meia revoluções por minuto e filamentos de tungstênio novos.

O tratamento térmico é um método antigo de desinfestação de frutos e vem sendo mais bem estudado com objetivo de utilizá-lo como método alternativo de controle de podridões em pós-colheita. O calor atua sobre a germinação e o crescimento de estruturas do patógeno e sobre o fruto, aumentando a resistência à infecção. Uma das formas de ação do calor sobre os frutos, proposta na literatura, ocorre sobre a cutícula, de modo a fundir as ceras presentes nesta camada e formar uma barreira física para evitar a entrada do patógeno durante a armazenagem. Neste trabalho, estudou-se o efeito do tratamento com água quente na cutícula de maçãs cv. Fuji e Gala e tangerinas cv. Montenegrina. O calor foi aplicado por imersão e aspersão aliado à escovação e, no caso da tangerina, também foram utilizados métodos de controle complementares e a aplicação de cera de carnaúba na superfície dos frutos. Os frutos do experimento com maçãs foram avaliados em mais de uma época de armazenagem e os de tangerina no final do experimento. Amostras foram retiradas, secas ao ar, montadas e visualizadas em microscopia eletrônica de varredura. As ceras cuticulares das maçãs e das tangerinas alteraram-se em função do tratamento com calor, da escovação e da aplicação de ceras. Em maçãs ocorreu alteração no formato dos cristalóides de cera e cobertura de rachaduras pela fusão da camada cerosa. Efeito similar foi visualizado para as tangerinas onde a fusão das ceras tornou a camada externa mais homogênea e as aberturas naturalmente existentes recobertas. A escovação resultou em remoção e arraste de algum conteúdo ceroso em maçã e na remoção de hifas de patógenos, principalmente, em tangerinas. A aplicação de cera de carnaúba na superfície das tangerinas mostrou efeito de recobrimento das aberturas similar ao calor. O tratamento térmico aplicado atuou reduzindo o número de tangerinas com podridão ao final de 20 dias a 5º C + 7 dias a temperatura ambiente e os resultados da microscopia eletrônica de varredura mostraram que o calor atua fundindo as ceras cuticulares e que estas recobrem os orifícios servindo como barreira física à entrada do patógeno. / Heat treatment is an old method used to disinfest fruits and is, nowadays, again being better studied to be used as an alternative method to control post harvest decay. Heat affects germination and growing of the pathogen structures and enhances the ability of the fruit to resist pathogen infection after harvest. Heat acts on fruit cuticle, melting the waxes present in this layer and forming a physical barrier to hinder pathogen entrance during storage. In this work we studied the effects of heat treatments on the cuticle of ´Fuji´ and ´Gala´ apples and on ´Montenegrina´ tangerines. Heat was applied by immersion or spraying plus brushing. Tangerines had also carnauba wax applied on the surface. Apples were evaluated after two storage periods and the tangerines at the end of the storage period. Samples were excised, air dried, mounted on stubs and visualized on a scanning electron microscope (SEM). The cuticular wax of apples and tangerines changed after heat treatment, brushing and wax application. On apples alteration on the wax crystalloid forms occurred as a result of the wax melting and covering of the cuticular cracks by the melted wax. Similar effect was visualized on tangerines where melting of the epicuticular waxes caused a homogeneous aspect on the outer layer covering cracks and stomata. Brushing resulted in removal and dragging of some wax content on apples and removal of pathogen hyphae mainly on tangerines. The carnauba wax application on tangerines surface showed a similar effect of recovering the natural openings as seen by heat treatment. The heat treatment applied acted reducing the number of rots in tangerine fruit at the end of 20 days at 5º C + 7 days at room temperature. SEM images indicate that heat acts melting the wax layer and the melted material recovers orifices on the surface which could act as a physical barrier against pathogen penetration.