Orientador: Celso Costa Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T08:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LaFuenteArias_CarlaIvonne_M.pdf: 1773876 bytes, checksum: 0229ec1ebad94e8b4ebb343f440c2fd6 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho estudou-se a secagem de banana Nanica empregando um pulso inicial a alta temperatura e curto tempo (150°C e 15 minutos), seguido de uma etapa de resfriamento e uma etapa de secagem convencional a ar quente a 70°C. Na primeira parte do trabalho, avaliou-se especificamente a etapa de resfriamento pós-pulso HTST quanto aos atributos de crocância, encolhimento e cor no produto terminado. Analisaramse também as mudanças estruturais através de microscopia ótica. Na segunda parte do trabalho, estudou-se a temperatura de transição vítrea, através de Calorimetria Diferencial de Varredura, em bananas submetidas a este processo de secagem. Os resultados mostraram que, na etapa de resfriamento, a redução gradual de temperatura associada com tempos longos foi importante para que o produto mantivesse a estrutura porosa e crocante, porém também ocasionou produtos com cor escura, com baixos valores de luminosidade. Em contraposição, a redução acelerada de temperatura na etapa de resfriamento ocasionou a perda da estrutura porosa, além de os produtos finais ficarem duros e encolhidos; no entanto, a degradação de cor foi menor. Uma redução gradual da temperatura, com amplitude de 10°C e período de 7,5 minutos, totalizando 75 minutos, mostrou-se adequada para a manutenção da estrutura porosa e crocante, com a menor degradação de cor. A temperatura de transição vítrea decresceu com o aumento do conteúdo de umidade, para todas as amostras, comprovando o efeito plasticizante da água. O início da crocância nas amostras, expressada em número de picos do gráfico força-deformação, foi identificada entre 11% e 6% de umidade (bu) / Abstract: This work studied the drying of banana Nanica employing an initial pulse at high temperature and short time (150°C and 15 minutes); a cooling stage and a final hot air drying at 70°C. In the first part of this work, it was analyzed the post-pulse stage, as attributes of crispness, shrinkage and color. The structural changes also had been analyzed with optical microscopy. In the second part of this work, glass transition temperature of banana, dried with the same process, was studied by Differential Scanning Calorimetry. The results showed that in the cooling stage, the gradual reduction of temperature with longer times, were important for the product retains the porous structure and crispness, but also caused the formation of dark color products with lowest values of brightness. On the other hand, the sudden reduction of temperature, in the cooling stage, caused the loss of the porous structure, and final products became harder and shrunken but with less color degradation. A gradual decrease of temperature with amplitude of 10°C and period of 7.5 minutes summarizing 75 minutes of the cooling stage, proved to be appropriate for the maintenance of porous and crispness structure, with less color degradation. The glass transition temperature decreased with increasing moisture content for all the samples, confirming the water plasticization effect. Crispness in the samples, expressed in peaks number in stress-strain graphs, was initially observed between 11% and 6% of moisture content (wb) / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Fernanda Paula Collares, Theo Guenter Kieckbusch / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T12:08:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Takeiti_CristinaYoshie_D.pdf: 20201216 bytes, checksum: c1aa9903ccb493780afa2e5957c1db81 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Maltodextrinas são oligossacarídeos solúveis em água, provenientes da hidrólise de amidos. As condições da hidrólise permitem definir a distribuição de massa molecular das maltodextrinas e, conseqüentemente, suas características funcionais podem ser ajustadas para aplicações distintas e específicas. Estes ingredientes são empregados em formulações de pós alimentícios prontos para o consumo e, portanto, o conhecimento de atributos que afetam sua reconstituição em água é determinante para o desenvolvimento desses produtos. Maltodextrinas comerciais com diferentes graus de dextrose-equivalente (DE) e provenientes de três fábricas nacionais distintas foram avaliadas quanto à: morfologia das partículas, teor de umidade, massa molecular, diâmetro médio, densidade aparente e real, porosidade, tempo de molhamento, tempo de dissolução, grau de cristalinidade, isotermas de sorção de umidade e temperatura de transição vítrea (Tg). Os pós comerciais apresentaram características morfológicas distintas, o que influenciou o seu desempenho quanto às propriedades de reconstituição em água. Os produtos que apresentaram características intermediárias de reconstituição foram submetidos a um processo de aglomeração por jato a vapor em mini-instantaneizador para melhorar suas qualidades tecnológicas. As condições de operação foram otimizadas por metodologia de superfície de resposta. O produto aglomerado de maltodextrina com DE igual a 10 apresentou o melhor rendimento e excelentes propriedades instantâneas, enquanto que, a maltodextrina com maior grau de DE, isto é, com menor Tg apresentou o menor rendimento de processo e um produto com piores características de reconstituição. A tendência geral indica que a morfologia e características instantâneas dos aglomerados obtidos foram influenciadas pela temperatura de transição vítrea. Um estudo complementar realizado em leito fluidizado com paredes de acrílico, utilizando soluções de maltodextrina como ligante entre partículas sólidas inertes, avaliou as condições de solidificação das pontes vítreas. A relação umidade vs temperatura obtida confirmou que o processo de aglomeração é influenciado pela massa molecular das amostras e, conseqüentemente, por suas Tgs. Esses parâmetros devem ser considerados no dimensionamento e/ou condições de operação de aglomeradores / Abstract: Maltodextrins are water soluble oligossacharides produced by starch hydrolysis. Their functional characteristics depend on their molecular mass distributions which can be taylormade for specific applications through the control of the process conditions during hydrolysis. Maltodextrin are widely used as ingredient in instant food powder mixes and the knowledge of their reconstitution attributes would assist the development of new formulations. Commercial maltodextrins produced by three different Brazilian manufacturers with dextrose-equivalent (DE) degrees ranging from 5 to 20 were evaluated with respect to morphology, moisture content, molecular mass distribution, average particle diameter, bulk and true densities, void fraction, wetting and dissolution times, crystallinity degree, equilibrium isotherms and glass transition temperature (Tg). The maltodextrin powder showed distinct morphological features, which influenced their water reconstitution abilities. The products with moderate instant properties were submitted to a steam jet agglomeration process in a pilot plant instantiser in order to improve their technological qualities. The operational conditions were optimized by surface response methodology. The general trend indicated that the agglomerates morphology as well as their instant properties are influenced by the glass transition temperature. The DE10 maltodextrin agglomerates showed the best process yield and superior instant properties. The agglomerates of maltodextrin with the highest DE, which has the lowest Tg , showed the lowest yield and poor reconstitution properties. A complementary study, conducted in an Plexiglassÿ fluidized bed equipment using maltodextrin solutions as ligand, evaluated the formation of vitreous bridges between inert particles. The moisture content/temperature relations obtained supported the assumption that the agglomeration process is influenced by the molecular mass of the samples and, consequently, by their Tgs. These parameters should be considered in the design and /or operational conditions of agglomerators / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Alex Antonelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-30T22:57:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlvarezDonado_ReneAlberto_M.pdf: 4171490 bytes, checksum: e9cef25e59956ed4e6201f408c88c61c (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: Através de simulações de dinâmica molecular (MD) estudou-se o comportamento da viscosidade como função da temperatura para a liga Cu46Zr47Al7 que apresenta uma transição dinâmica frágil - forte. A interação entre as partículas foi modelada pelo potencial Modified Embeddded Atom Method (MEAM). As simulações de dinâmica molecular foram feitas usando as equações de Nosé-Hover e a viscosidade foi calculada pela fórmula de Green-Kubo. Observou-se que para uma temperatura reduzida (Tg/T ) de 0.8, o comportamento da viscosidade muda de frágil para forte. Usando a equação de Vogel-Fulcher-Tammann (VFT) em nossos resultados da simulação, observou-se que os valores da viscosidade calculados acima de 0.8 não são bem descritos por este ajuste, o que pode ser entendido como uma mudança no comportamento da viscosidade depois de atingir essa temperatura. A regressão feita usando a equação do VFT deu um valor limitante inferior para a temperatura de transição vítrea de 650K, o qual é um valor próximo da temperatura de transição vítrea reportada para estas ligas / Abstract: By means of molecular dynamic simulation (MD) we studied the behavior of the viscosity of a Cu46Zr47Al7 alloy, as a function of temperature, which displays a fragile - strong transition. Interactions between particles are modeled using the Modified Embedded Atom Method (MEAM). For the molecular simulations, we used the Nosé-Hoover equations, while the Green-Kubo formula gave us the viscosity. It was observed that, for a reduced temperature (Tg/T ) of 0.8, the behavior of the viscosity changes from fragile to strong. Using the Vogel-Fulcher-Tammann (VFT) equation in our results from the simulation, we noticed that the viscosity values above of 0.8 reaching this temperature. The regression achieved by VFT equation gave us a lowerbound value of 650K for the glass transition, which is very close to the glass transition temperature reported for this kind of alloys / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1370420/2014 / CAPES

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

Orientadores: Rafael Augustus de Oliveira, Kil Jin Park / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T10:54:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SanchezSaenz_CarolinaMaria_D.pdf: 5939209 bytes, checksum: 43efccade58fb536d9e9c45782a43cc3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: As pesquisas atuais em secagem de alimentos levam em consideração a qualidade do produto e a eficiência energética do processo, já que este processo consome cerca de 20-25% da energia utilizada pelo processamento na indústria de alimentos. Isto faz com que sejam exploradas novas técnicas e combinações de métodos de secagem e avaliação da intermitência do processo. Assim, realizou-se mais um estudo com o secador agitador/misturador (patente PI 0506639-5), iniciando pela adequação das pás do eixo misturador e adaptação do sistema de controle de velocidade e aquecimento do ar. O tempo de residência foi determinado considerando a rotação do eixo das pás e a rotação do eixo de alimentação do secador. Foi avaliada a influência dos parâmetros de secagem sobre o processo, de modo que foi possível determinar as melhores condições de pré-secagem HTST (High Temperature and Short Time) combinada com a secagem convectiva contínua com aplicação de radiação infravermelha, para obtenção de um produto de qualidade e com baixa demanda de energia elétrica no processo. Foi feito também o estudo da influência desses processos nas propriedades físicas e mecânicas de raízes de chicória. A redução da demanda de energia elétrica foi obtida considerando a intermitência da aplicação de radiação infravermelha. Os testes e análises realizados nestas condições resultaram em uma série de dados que garantem que a combinação de métodos de secagem e de técnicas de intermitência são eficientes energeticamente e resultam em um produto de boa qualidade / Abstract: In recent research works, food drying takes into account product quality and energy efficiency of process, since drying process consumes about 20-25 % of the energy used by the food processing industry. This fact indicates that new techniques combining drying methods and intermittency of the process must be evaluated. Thus, a study with the agitator / mixer dryer (patent PI 0506639-5) was performed, beginning with the mixer blades adequacy and velocity control and air heating systems adaptation. Residence time distribution determination has been conducted, considering rotation of blades and feed rotation of dryer. The influence of dying parameters on the process was evaluated, so that it was possible to determine the best conditions of HTST (High Temperature and Short Time) drying combined with the continuous drying with pulse of infrared radiation application, to obtain a good quality dried product and electric energy efficiency of the process. Study the influence of these processes was also done on the physical and mechanical properties of chicory roots. Finally, the electric energy efficiency was obtained considering the intermittency of pulse infrared radiation application. The experimental runs and analyses under these conditions have generated data which ensure that the combination of drying methods and intermittency techniques are energy efficient and result in a good quality product / Doutorado / Tecnologia Pós-Colheita / Doutora em Engenharia

Orientador: Maria Aparecida Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T05:34:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Katekawa_MarcelEiki_D.pdf: 5613864 bytes, checksum: f3c6dcb950a61ff8698eef8f2ed21fd8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O processo de secagem de sólidos induz efeitos colaterais no material seco, sendo que a redução de volume é um destes efeitos. O objetivo deste estudo é investigar as características do processo de encolhimento e propor uma estratégia para inclusão destes efeitos na simulação da secagem. Escolheu-se a banana como objeto de estudo devido a sua importância para o Brasil e à existência de alguns estudos sobre o encolhimento desta fruta. Estudou-se inicialmente o processo de encolhimento durante a secagem e os efeitos das condições de processo sobre o comportamento dimensional do material. Fatias de banana encolhem linearmente no início da secagem, mas esse comportamento não é observado para baixos teores de umidade. Como a banana possui uma estrutura potencialmente anisotrópica, o efeito do comportamento dos diferentes tecidos da fruta teve que ser levado em consideração através do estudo da transição vítrea de cada fase durante a secagem. Um dos tecidos, o mesocarpo, possui temperatura de transição vítrea de 46ºC quando seco e pode sofrer transição durante a secagem convectiva e afetar o volume final da amostra seca. Além disso, estudou-se como a umidade é compartimentalizada no interior de cada tecido pela técnica de RMN e a influência sobre o encolhimento da amostra. O mesocarpo é seco mais rapidamente, mesmo possuindo uma quantidade de umidade livre menor que o endocarpo. Finalmente, desenvolveu-se uma resolução de equações de balanço de massa e energia utilizando-se malhas não estruturadas para poder melhor adaptar o encolhimento na modelagem / Abstract: The drying process may induce collateral effects in the dry material, such as the volume reduction. The objectives of this study are to investigate the characteristics of the shrinking process and to consider a strategy for inclusion of these effects in a drying simulation. Banana was chosen as a case study due to its importance in Brazil and to the existence of some studies on the shrinking process of this fruit during drying. Initially the effects of the drying conditions on the dimensional behavior of the material were analyzed. Banana slices shrink linearly in the beginning of the drying process, though some deviation of this behavior is observed for low moisture content. As banana possesses a potentially anisotropic structure, the behavior of the different tissues from the edible fruit had to be taken into consideration through the study of the glass transition of each phase. One of the tissues, the mesocarp, has a glass transition temperature of 46ºC when totally dry and may undergo glass transition during convective drying, which affects the final volume of the dried sample. Moreover, moisture compartmentalization in the interior of each tissue was analyzed and related to the differential behavior during drying. The mesocarp is more easily dried even though it possesses a higher concentration of unbound moisture. Finally, a resolution of mass and energy balance equations using unstructured meshes in order to allow a better inclusion of the shrinkage effects in drying was developed. / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química