<div> <p>Thermal processing is a critical step in shelf-stable food manufacturing to the ensure safety of the food products. To accurately model and establish the thermal processes, temperature-dependent thermal properties are needed. Existing methods for measuring the temperature-dependent thermal diffusivity (α), thermal conductivity (k) and volumetric heat capacity (C) are time consuming, tend to have high errors, and cannot provide results in a single experiment, especially at temperatures above 100°C. A novel bench scale device, named Thermal Properties Cell (TPCell), was custom made to rapidly estimate the temperature-dependent thermal parameters of food products. </p> <p> </p> <p>The TPCell used thin film heaters as the heating elements. The first study focused on estimating the thermal properties of a thin film heater. Using mathematical modeling and sequential parameter estimation, the effective thermal diffusivity of the thin film heater was found at different temperatures. The estimated thermal properties of the thin film heater were used for the second study.</p> <p> </p> <p>The objective of the second study was to design optimal complementary experiments using TPCell. Complementary experiments are a combination of experiments that enable estimation of multiple thermal parameters from the experimental temperature data, based on sensitivity analysis. Sensitivity coefficients indicate the extent of change in a measured variable due to a change in value of an input parameter. Designs of experiments were simulated and their impact on sensitivity and optimality criteria was analyzed. Results from the simulated profiles were validated using sweet potato puree. </p> <p> </p> <p>Learnings from this work can be directly applied for the optimization of all types of food thermal processes, including retort and aseptic processing. Optimally designed processes increase preservation of the heat labile nutrients, color, flavor, and taste compounds, thereby enhancing the quality of food products.</p> </div> <br>

Les électrodes transparentes sont des éléments essentiels pour de nombreux dispositifs tels que les cellules solaires, les OLEDs, les écrans tactiles ou les films chauffants transparents. Au regard de la croissance forte du marché des dispositifs flexibles, le remplacement de l’ITO, matériau de référence dans l’industrie, s’avère nécessaire. Les réseaux percolants à base de nanofils(NF) métalliques sont une alternative de choix pour ce qui est des performances optoélectroniques, du coût et de la flexibilité. En particulier, les NF d’argent, fortement étudiés ces dernières années, offrent probablement le meilleur potentiel. L’objectif de cette thèse est de développer de nouvelles électrodes transparentes à NF avec un métal de substitution. Le cuivre est un candidat intéressant car à conductivité électrique équivalente, son prix est environ cent fois moins élevé que celui de l’argent. Dans ce manuscrit, différentes voies de synthèse des nanofils de cuivre (CuNF) sont abordées. Des électrodes sont fabriquées à partir de ces nanofils, notamment par impression, et des études sont rapportées sur l’évaluation de leurs performances. L’étude de la stabilité des électrodes à CuNF sous différents stress environnementaux (air sec, soleil, humidité) a été effectuée et met en évidence la stabilité moindre des NF de cuivre par rapport aux NF d’argent. Pour pallier cela, deux stratégies de protection des réseaux de nanofils ont été mises en place à base, soit d’une couche encapsulante sur le réseau, soit d’un système coeur-coquille à l’échelle du NF. La stabilité de ces systèmes a été mesurée lors du fonctionnement de ces électrodes lorsqu’elles sont utilisées pour la fabrication de films chauffants transparents. / Transparent electrodes are implanted in a lot of devices such as solar cell, OLED, touch screen or transparent film heater. Market trends toward flexible devices lead replacement of the well known brittle ITO. Metallic nanowire (NW) based percolative networks are a promising alternative in terms of performances, cost and flexibility. Indeed, the widely reported silver NWs exhibited really high optoelectrical performances. The objective of this thesis is to develop new NW based transparent electrodes with other metal. Among metals, copper is the most promising because of its high conductivity and its price one hundred times cheaper. In that manuscript, we detail different synthesis of copper nanowire (CuNW), their printing to get the related performances. Then ageing under environmental stresses (dry air, sun and humidity) will be studied. Stability of CuNW into networks is very low compared to silver, to improve stability of CuNW two strategies based on capping layer on top of CunW and on core-shell nanostructure will be presented. Operating stability into transparent film heater will also be reported.