Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321478.pdf: 1515334 bytes, checksum: d7ab1de704707a426a63a108408cabfc (MD5) Previous issue date: 2013 / A impregnação a vácuo (IV) de alimentos porosos consiste na troca do gás e/ou líquido aprisionados dentro dos poros por um líquido externo, promovida pela aplicação de vácuo e posterior restabelecimento da pressão atmosférica no recipiente em que o alimento está imerso no líquido impregnante. A incorporação de cálcio em frutas é uma alternativa para desenvolver novos produtos, oferecendo novas fontes de cálcio. O objetivo deste trabalho foi desidratar e avaliar as características físico-químicas de maçãs impregnadas com lactato de cálcio. Assim, as maçãs foram previamente branqueadas e submetidas a diferentes tratamentos antes da secagem em estufa com circulação e renovação de ar a 60 ºC: 1) combinação de branqueamento seguido de IV com lactato de cálcio; 2) combinação de branqueamento seguido de IV e aplicação de pulso de vácuo com a amostra fora da solução (visando a drenagem parcial da solução e redução da umidade antes da secagem). Na IV, pressões de vácuo de 100 (B+IV100) e 300 (B+IV300) mbar foram aplicadas durante 10 minutos, seguidas do restabelecimento da pressão atmosférica (10 minutos) no recipiente contendo as amostras imersas na solução com 1% de lactato de cálcio. Os pulsos de vácuo com as amostras fora da solução foram com pressões absolutas de 50 (B+IV100+PV50) e 250 (B+IV300+PV250) mbar, aplicadas para amostras impregnadas submetidas às pressões de 100 e 300 mbar, respectivamente. A influência dos diferentes tratamentos aplicados nas amostras foi determinada por medidas de umidade, pH, concentração de sólidos solúveis, atividade de água e variação de massa. No processo de IV e IV seguida de pulso de vácuo, foi investigada a influência da intensidade de vácuo na variação de massa e cinética de impregnação. As amostras in natura apresentaram umidade de 5,58 g água/g sólidos secos. As amostras branqueadas tiveram a umidade reduzida para 5,37 g água/g sólidos secos. A umidade das amostras submetidas à IV e à IV seguida de pulso de vácuo aumentou em relação à in natura para 7,28, 7,31, 6,88 e 7,14 g água/g sólidos secos, para as amostras B+IV100, B+IV300, B+IV100+PV50 e B+IV300+PV250, respectivamente, e não apresentaram diferenças significativas entre si. As amostras impregnadas B+IV100 e B+IV300 ganharam 2,5 e 1,4% de massa, respectivamente, em relação às amostras branqueadas. As amostras submetidas a IV seguida de pulso de vácuo perderam 2,9% (B+IV100+PV50) e 2,6% (B+IV300+PV250) de massa quando comparadas as amostras apenas impregnadas. Quanto à variação de massa ao longo do processo de IV foi observado um incremento de massa devido à impregnação dos poros pela solução impregnante. As amostras submetidas ao processo de branqueamento e amostras in natura atingiram a umidade de equilíbrio em tempos diferentes devido ao dano causado na parede das células que facilita a retirada de umidade. No entanto, a umidade inicial das amostras não interferiu no tempo de secagem, sendo que o pulso de vácuo aplicado após a impregnação não alterou a condição final de equilíbrio. Os ensaios mecânicos não indicaram diferenças nos dados de força-deformação entre as amostras in natura e tratadas. A concentração de cálcio aumentou em 9 vezes em amostras impregnadas, mas a intensidade do vácuo na IV não implicou em diferenças notáveis da concentração de cálcio nas amostras. No entanto, a aplicação do pulso de vácuo com a amostra fora da solução reduziu a concentração de cálcio em 35% quando a pressão de 50 mbar foi aplicada. As microscopias eletrônicas de varredura das amostras impregnadas permitiram observar a ruptura na estrutura em amostras que foram branqueadas e o preenchimento da matriz porosa com a solução de lactato de cálcio. Sendo assim, os resultados deste estudo representam uma alternativa para a produção de frutas fortificadas com cálcio e um novo produto com elevado valor agregado. <br> / Abstract : Vacuum impregnation (VI) of porous foods consists of the exchanging of the gas and/or liquid contained in the product pores with another external liquid, promoted by vacuum applications and subsequent restoration of atmospheric pressure in the container in which the food is immersed in the impregnant liquid. Incorporation of calcium in fruits is an alternative to develop new products, providing new sources of calcium. The aim of this study was dehydrate and evaluate physicochemical characteristics of impregnated apples with calcium lactate. Apples were previously blanched and submitted to different treatments before drying in a convective oven at 60 ºC: 1) combination of blanching followed by calcium vacuum impregnation (B+IV); 2) combination of blanching and VI followed by vacuum pulse with the sample out of the solution (B+IV+VP). This step aimed to drain part of the solution and decrease the moisture before drying. For VI, the apples were immersed for 10 minutes in a solution with 1 % calcium lactate at the vacuum pressure of 100 (B+VI100) or 300 (B+VI300) mbar. Then, the atmosphere pressure was reestablished and maintained for 10 min. The vacuum pulse of 50 (B+IV100+VP50) and 250 (B+IV300+VP250) mbar was applied to the apples withdrawn from the solution for the samples impregnated at the pressures of 100 and 300 mbar, respectively. The effect of the applied treatments was determined measuring moisture content, pH, soluble solids, water activity and weight change on the treated samples. In VI and VI followed by vacuum pulse the effect of the vacuum intensity was investigated in the weight change and in the dynamics of VI process. The moisture content of the fresh samples was of 5.58 g water/g dry matter. Blanched samples showed moisture content of 5.37 g water/g dry matter. The moisture content of samples treated with VI and VI followed by a vacuum pulse increased with respect to the raw samples to 7.28 (B+VI100), 7.31 (B+VI300), 6.88 (B+IV100+VP50) and 7.14 (B+IV300+VP250) g water / g dry matter without any significant differences among them. The weight of impregnated samples increased 2.5 % (B+VI100) and 1.4 % (B+VI300) when compared the blanched samples. The weight of samples submitted to VI followed by vacuum pulse regarding impregnated samples decreased 2.9 % (B+IV100+VP50) and 2.6 % (B+IV300+VP250). By the measurement of the samples mass throughout the process, was observed increased mass due to impregnation of pores by external solution. The samples submitted to blanching process and fresh samples reached the equilibrium moisture content at different times due to damage caused in the cell wall that facilitates the moisture removal. However, initial moisture content of the samples did not affect drying time and vacuum pulse applied after the vacuum impregnation did not change the final condition of equilibrium. Moreover, the initial moisture content presented a small influence on the drying time .The strain-force data obtained from the mechanical tests showed the same behavior for both samples. The calcium concentration increased in the impregnated samples (about 9 times), but the intensity of vacuum in the VI did not result in any significant differences. However, the application of vacuum pulse in samples out of the solution decreased the calcium concentration by 35 % when the pressure of 50 mbar was applied. The analysis of sample images obtained using a scanning electron microscope (SEM) showed the rupture in the structure of blanched samples and the porous impregnated with solution in impregnated samples. In this way, the results of this study represent an alternative for the production of fruit fortified with calcium and a new product with higher added value.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:50:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338918.pdf: 4871050 bytes, checksum: 407f6c5033901fe6fcffcf62940575d3 (MD5) Previous issue date: 2015 / As políticas governamentais de redução de consumo de energia elétrica e a conscientização da população têm impulsionado os fabricantes de eletrodomésticos a uma busca incessante por melhorias na eficiência energética de seus equipamentos. Dentre os produtos de linha branca,refrigeradores e congeladores são responsáveis por 23% do consumo de energia elétrica residencial do país. Pode-se aprimorar a eficiência de um refrigerador doméstico através da redução da carga térmica imposta a ele. Os painéis de isolamento a vácuo, comumente chamados de VIPs (Vaccum Isulation Panels), têm sido considerados como uma alternativa promissora, uma vez que suas condutividades térmicas são cerca de cinco vezes menores que as das espumas de poliuretano. Contudo, fatores limitantes como o elevado custo e os cuidados necessários no manuseio, aplicação e armazenamento, restringem a utilização de VIPs. Assim, determinar tamanho e alocação dos painéis em torno do gabinete são requisitos para o melhor custo-benefício da aplicação dessa tecnologia. Os trabalhos disponíveis na literatura a respeito de VIPs em aplicações domésticas limitam-se a estudar uma quantidade reduzida de refrigeradores e em sua maioria, apenas numericamente. Assim sendo, este trabalho visa caracterizar experimentalmente o desempenho térmico de gabinetes refrigerados com painéis de vácuo através de um total de 16 amostras montadas com diferentes quantidades, posições e áreas de painéis em torno do gabinete. As amostras foram submetidas a testes defluxo de calor reverso e consumo cíclico de energia, e verificou-se que,apesar do aumento da área de cobertura proporcionar condutâncias térmicas globais e consumos de energia menores, isso não ocorreu de modo linear. Refrigeradores com áreas de painéis idênticas apresentaram consumo de energia e condutâncias térmicas globais distintas. Concluiu-se que os testes de fluxo de calor reverso não são adequados para a caracterização de refrigeradores com paredes cujo isolamento térmico seja heterogêneo. Tais ensaios são realizados sob as premissas de que não há estratificação de temperatura no interior dos compartimentos e que a distribuição do isolamento térmico é homogênea. Diante da dificuldade de explicar alguns resultados por análises comparativas, optou-se por analisá-los estatisticamente. A base de dados experimentais foi correlacionada de diversos modos para permitir a identificação das regiões mais indicadas para a instalação dos VIPs. Observou-se então que a inserção de painéis de vácuo em ambas as portas do gabinete reduz o consumo de energia em aproximadamente 6%. O acréscimo de painéis apenas na parede traseira reduz o consumo de energia na ordem de 11% e a instalação de painéis nas paredes laterais e superior do gabinete reduz o consumo em torno de 4%.Finalmente, a adição de VIPs em todas essas superfícies provoca uma redução de 21% no consumo de energia. Adicionalmente, verificou-seque a utilização de um compressor de menor capacidade de refrigeração provocou uma redução média de 4% no consumo de energia de amostras com isolamento térmico superior.<br> / Abstract : Current public policies and the consumers' growing tendency to reduce energy consumption have been constantly motivating household appliances manufacturers to improve energetic efficiency in their products. Considering the domestic line, refrigerators and freezers are responsible for 23% of residential energy consumption in Brazil. One way to improve the energetic efficiency of a domestic refrigerator is to reduce the thermal load applied to it. Following this line, vacuum insulation panels (VIPs) are a promising alternative for thermal insulation since they exhibit a thermal conductivity around five times lower than the conventional polyurethane foams. However, the elevated cost, care on handling, application and storage of VIPs represent limiting factors that restrict their utilization. Thus, establishing the adequate size and placement inside the cabinet constitute requirements to achieve the best cost-benefit ratio while applying that technology. The available studies on the use of VIPs in domestic appliances focus on researching a reduced amount of refrigerators, usually, only numerically. Therefore, the goal of this research is to experimentally characterize the thermal behavior of refrigerated cabinets insulated with vacuum panels using 16 samples with different quantity, position and areas of VIPs inside the cabinet. The samples were submitted to thermal heat leakage and energy consumption tests. As expected, the increase of VIP coverage reduced the energy consumption and the global thermal conductance, although not linearly. Samples with identical VIP coverage areas showed distinct energy consumption and global thermal conductance. One conclusion is that the thermal heat leakage test is not appropriate to characterize refrigerators with heterogeneous thermal insulation walls. That kind of test supposes that the temperatures are not stratified and that the thermal insulation is homogeneous. Due to the difficulty to explain some of the results, they were statistically analyzed. Therefore, the experimental data was correlated in several manners in order to identify the most adequate regions to install the panels. Another conclusion is that the use of VIP on both doors reduces the energy consumption around 6%. The application of VIP on the cabinet's rear wall reduces the energy consumption around 11%, and the installation of VIP on the cabinet's lateral and superior walls decreases the energy consumption around 4%. Finally, the addition of VIP on all these surfaces causes a reduction of 21% on energy consumption. In addition, it was identified that the use of a compressor with lower refrigeration capacity reduces energy consumption on around 4% in samples with a higher thermal insulation degree.

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:28:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1991. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:31:51Z : No. of bitstreams: 1 000027515.pdf: 1298925 bytes, checksum: 466155fb9de9953d82613a9686460645 (MD5)

Orientador: Adolfo Maia Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T21:43:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_JoseAlexandre_D.pdf: 2310885 bytes, checksum: a0bac135ebabe37874a71b5a5e189a87 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Na primeira parte deste trabalho estudamos a ambigüidade entre duas definições da Energia do Vácuo, a saber, a Soma das Energias de Ponto Zero e o mínimo do Potencial Efetivo, primeiramente estudada por Eric Myers [17]. Denominamos esta diferença de Anomalia de Ponto-Zero (ZPA) e mostramos que para um campo real escalar massivo e auto-interagente, na geometria das placas paralela de Casimir, a ZPA é indetectável, via Forças de Casimir. Além disso, apresentamos possíveis generalizações da ZPA e mostramos que, em condições muito gerais, a ZPA Renormalizada é nula e o Potencial Efetivo e a Soma das Energias de Ponto-Zero Renormalizados coincidem. Na segunda parte do trabalho nós generalizamos e melhoramos a Regularização de Zel'dovich da Densidade de Energia e Pressão do Vácuo. Para fazermos isto nós reinterpretamos suas somas divergentes associadas. Também introduzimos um parâmetro de escala de massa m para sanar uma inconsistência de dimensionalidade. Observamos que a Energia e Pressão do Vácuo são dependentes da escala mas a Equação de Estado e = -P não o é / Abstract: In the first part of this work we study the ambiguity between two definitions of vacuum energy, namely, the energy of Zero-Point fields and the minimum of the Effective Potential, first devised by Eric Myers [17]. We name their difference Zero-Point Anomaly (ZPA). We show that for a massive and interacting real scalar field in the geometry of Casimir plates the ZPA is undetectable via Casimir Forces. Further, we point out possible generalizations of ZPA and show that under very general conditions the Renormalized ZPA vanishes and the Renormalized Effective Potential and Zero-Point Energy coincide. In the second part of this work we generalize and improve Zel'dovich's Regularization of the Vacuum Energy Density and Pressure. In order to do this we reinterpret their divergent sums. We introduce also a scaling mass parameter m in order to solve a dimensional inconsistency. It turns out that Vacuum Energy and Pressure are scale-dependent but the State Equation e = -P is not / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Francisco Maugeri Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Atala_DanielIbraimPires_D.pdf: 6342547 bytes, checksum: 1a6eb0862bc84e3b0495d542783eb95f (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-04-24Bitstream added on 2014-06-13T19:40:51Z : No. of bitstreams: 1 gimenez_jma_dr_bauru_prot.pdf: 6908408 bytes, checksum: aff3f4ece05509d8087bc69b0e473e84 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Uma nova classe de rupeno-cupratos híbridos como Ru-1212 e Ru-1222 onde Ln = Sm, Eu, Gd, foi sintetizada em 1995. O Ru-1212 é isoestrutural com YBCO sendo o Y, Ba e o Cu completamente substituídos por Gd, Sr, e Ru respectivamente. Estes materiais têm despertado muito interesse devido a aparente coexistência do ferromagnetismo e a supercondutividade. Apesar da considerável atividade experimental desenvolvida neste composto, o Ru-1212 ainda apresenta vários pontos obscuros, considerando sua preparação e caracterização. O oxigênio não estequiométrico (intersticial) tem sido considerado como uma possível causa para as diferentes propriedades destes materiais. Vacâncias de oxigênio são introduzidas possivelmente nos planos de RuO2 em amostras de Ru-1212 por recozimentos em vácuo acima de 600 K. Os saltos difusivos de oxigênio intersticial e vacâncias de oxigênio são acompanhados por reorientações da distorção local e podem ser investigadas por medidas de espectroscopia mecânica. Nesta tese as amostras de Ru-1212 foram preparadas por reações de estado sólido, caracterizadas por difração de raios x, microscopia eletrônica de varredura, resistividade elétrica, susceptibilidade magnética e estudada usando medidas de espectroscopia mecânica (Pêndulo de Torção). Os resultados mostraram estruturas de relaxação que foram atribuídas à mobilidade de oxigênio intersticial (com energias de ativação de 0,13 e 0,36 eV) e vacâncias de oxigênio (com energias de ativação de 1,1 e 1,9 eV) nos octaedros de RuO6. / A new class of ruthenocuprates as Ru-1212 and Ru-1222 where Ln = Sm, Eu, Gd, was synthesized in 1995. The Ru-1212 is isoestructural with YBCO being the Y, Ba, and the Cu completely substituted by Gd, Sr and Ru respectively. These materials have attracted much interest due the apparent coexistence of the ferromagnetism and the superconductivity. Despite the considerable experimental developed acitivity in this composition, the Ru-1212 still presents some obscure points, considering its preparation and characterization. The non stoichiometric (interstitial) oxygen has been considered as a possible cause for porperties different in these materials. Oxygen vacancies are possibly introduced in the planes of RuO2 in samples of Ru-1212 for annealings in vacuum above of 600 K. The diffusive jumps of interstitial oxygen and oxygen vacancy are followed by reorientations of the local distortion and can be investigated by mechanical spectroscopy measurements. In this thesis, the samples of Ru-1212 had been prepared by solid state reactions, characterized for X-Ray Diffraction, Scanning Electronic Microscopy, Electric Resistivity, Magnetic Susceptibility had been studied using Mechanical Spectroscopy measurement in Torsional Pendulum. The results shown relaxation structures that were attributed to the mobility of interstitial oxygen (with activation energy of 0,36 and 0,13 eV) and vacancies oxygen (with activation energy of 1,1 and 1,9 eV) in the octahedral of RuO6.

Orientador: Alcides Padilha / Banca: Enio Pedone Bandarra Filho / Banca: Ismael de Marchi Neto / Banca: Vicente Luiz Scalon / Banca: Delson Luiz Modolo / Resumo: As alterações climáticas tem fomentado a busca por fontes renováveis de energia. Assim, novos coletores solares têm sido o foco de pesquisadores em todo o mundo para novos concentradores, novas configurações de instalação e o estudo da estratificação térmica para melhorar o desempenho do sistema de armazenamento térmico. O sistema proposto, ou seja, utilizando concentrador solar com tubo evacuado, proporciona linearidade e constância na sua eficiência em relação aos coletores de placas planas. A alteração proposta, ou seja, tubo com duas aberturas, uma para entrada do líquido frio e outra para saída do líquido aquecido, elimina a interface física entre a água quente na região voltada para o fluxo de calor solar e a água fria na região inferior do tubo. Essa alteração provoca redução na eficiência térmica, porém aumenta o volume de água aquecida por dia. O concentrador CPC mostrou-se um importante equipamento do sistema, uma vez que a os raios solares incidem em uma região longitudinal definida no tubo coletor solar, direcionado pela geometria do CPC. Com a utilização desse equipamento elimina-se a necessidade de espelhos com seguidores solares, tornando o sistema vulnerável a oscilações elétricas, encarecendo o projeto e consumindo energia elétrica. O desempenho do coletor é avaliado a partir de testes experimentais utilizando a Primeira Lei da Termodinâmica como análise da eficiência. Esses resultados são comparados aos conceitos teóricos descritos na literatura científica. ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Climate change has encouraged the search for renewable energy sources. Thus, new solar collectors have been the focus of researchers around the world with new hubs, new installation settings and the study of thermal stratification to improve the performance of the thermal storage system. The proposed system, ie using evacuated tube solar concentrator provides linearity and stability of efficiency compared to flat plate collectors. The proposed change, i.e. a tube with two openings, one for cold liquid inlet and the other for hot liquid outlet, eliminates the physical interface between the hot water in the region facing the solar heat flow and the cold water in the lower region of the tube. This change causes a reduction in thermal efficiency, however increases the volume of water heated per day. Two radiometers were also developed, one thermal and the other optical, and the thermal radiometer was chosen because it had a similar behavior to the solar collectors, thus reducing the cost of the experimental bench. The CPC concentrator proved to be important equipment, once the concentration of sunlight focus on a longitudinal region defined in the solar collector tube, directed by the CPC geometry. Using this equipment eliminates the need for mirrors with solar trackers, making the system vulnerable to electrical oscillations, making the project more expensive and consuming electricity. The collector performance is evaluated from experimental tests using the First Law of Thermody... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T16:05:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275390.pdf: 3585545 bytes, checksum: 29c9ee2e09e967c74ea0b49dc2b06f63 (MD5) / A impregnação a vácuo (IV) é a técnica que consiste em remover o ar presente em um meio poroso, pela aplicação de vácuo em um recipiente hermético contendo o meio imerso em um líquido impregnante, e substituí-lo por esse líquido através da recuperação da pressão do ambiente. Aos alimentos, aplica-se a IV buscando: acelerar a desidratação osmótica, o enriquecimento de alimentos com vitaminas, probióticos ou prebióticos, acelerar a salga e os processos de extração. Os modelos matemáticos comumente aplicados à IV abrangem apenas as condições de equilíbrio, não contemplando avaliações ou a influência paramétrica sobre a cinética do processo. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar os fenômenos envolvidos neste mecanismo de transporte de matéria e apresentar um modelo físico-matemático que descreva a cinética do processo de IV. Formulou-se matematicamente o problema de impregnação utilizando-se o modelo homogêneo e o método Volume of Fluid (VOF). Programou-se uma rotina computacional para a solução numérica do modelo e aprimorou-se um dispositivo experimental capaz de fornecer dados cinéticos da IV. Os experimentos foram realizados utilizando-se um meio poroso modelo não deformável (amostras de uma cerâmica refratária) e um meio poroso alimentício (maçã var. Fuji), sujeito às alterações de volume devido às variações da pressão do ambiente. Experimentalmente, determinou-se a deformação relativa das amostras de maçãs, a massa incrementada devido à embebição espontânea das amostras cerâmicas, a massa drenada do fluido presente no meio anteriormente à IV, os tempos mínimos necessários para as etapas de evacuação e impregnação e a evolução temporal da fração volumétrica da amostra impregnada pelo líquido. Através da IV com água e com glicerol, verificou-se a influência do comprimento característico e da viscosidade da solução impregnante na dinâmica do processo. Os resultados experimentais foram comparados aos resultados preditos pelos modelos de equilíbrio existentes e a etapa dinâmica foi comparada ao modelo desenvolvido. O excelente resultado do modelo homogêneo/VOF em relação às soluções de referência valida a sua utilização na predição da cinética da IV. O modelo permitiu acompanhar a interface, a qual se manteve bem definida, tanto para simulações de geometrias clássicas quanto para as não-clássicas, indicando grande robustez do modelo. O dispositivo e a estratégia experimental mostraram-se úteis na determinação da cinética de impregnação, eles foram precisos e obtiveram valores bem próximos aos estimados por uma balança e calculados pelos modelos teóricos. Como esperado, a cinética foi dependente da viscosidade do fluido e do comprimento característico da amostra. Os dados cinéticos permitiram estimar os parâmetros relevantes do processo, possibilitando a compreensão e a melhoria dos processos de IV. / Vacuum impregnation technology (VI) is a process that consists of removing internal air of a porous medium, through the application of vacuum in a hermetic container with the sample immersed in an impregnating solution, followed the recovery of the atmospheric pressure, leading to the solution penetratation into the sample porous space. In food processing, VI is useful to accelerate osmotic dehydration, addition of vitamins, probiotic and prebiotic compounds in foods, to accelerate salting and to improve solid-liquid extraction processes. The mathematical models often applied to VI of foods are equilibrium models, i.e., they do not allow determining the dynamics of the VI process. In this way, the main goal of this study was to evaluate the phenomena related to this mass transfer mechanism and to propose a physical-mathematical model to describe VI dynamics of porous foods. Homogeneous model and volume of fluid (VOF) methods were used to formulate the VI model. In order to solve numerically the model, a computational routine was implemented. Besides, an experimental device was built in order to supply data on the dynamics of VI. The experiments were carried out using two different kinds of porous medium, a non-deformable model (refractory ceramics samples) and a porous food (apple samples, var. Fuji), which can undergo small volume variations with pressure variations observed during VI processes. The experimental device allowed determining the apple samples deformation, sample mass variations through the VI experiments, the times necessary for evacuation and impregnation, and the time evolution of sample volumetric fraction impregnated by the liquid. From experiments of VI performed with water and with glycerol, it was verified the influence of the characteristic length and of the viscosity of the impregnating solution on the process dynamics. The equilibrium experimental results were compared to the results predicted by a literature model, while the dynamics of VI determined experimentally was compared with the developed model. This model allowed to follow the interface, which was well defined, for simulations of classic geometries and for the nonclassic ones, showing robustness. The results from the mathematical model agreed well with the experimental results, including the prediction of the dynamics of the VI process. On the other hand, the experimental device was a very useful tool for investigating VI dynamics. As waited, the kinetic was fluid viscosity and sample characteristic length dependent. The kinetic data allowed esteeming the relevant process parameters that can be used to improve VI processes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T04:56:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286825.pdf: 13882132 bytes, checksum: e5506e74312589613be0f05ef1b8c2fa (MD5) / Neste trabalho são estudadas as propriedades físicas das moléculas tetrafenilporfirina (H2-TPP) e tetrafenilporfirina de cobalto (Co-TPP) depositadas em ultra-alto vácuo e temperatura ambiente sobre as superfícies metálicas Cu3Au (100), Cu (110) e Ag (111), além da deposição das moléculas sobre uma monocamada de Cu3N sobre Cu (110). As principais caracterizações realizadas nas amostras foram a obtenção de imagens e manipulação das moléculas por microscopia de tunelamento (STM) e a análise da densidade local de estados das moléculas por espectroscopia de tunelamento com varredura (STS). Entre os principais resultados obtidos temos: i) o caráter retificador complementar observado para moléculas isoladas de H2-TPP e Co-TPP quando adsorvidas sobre o substrato de Cu3Au ii) evidencias da existência de efeito Kondo para as moléculas de Co-TPP quando estas estão adsorvidas sobre a camada de Cu3N e iii) a dopagem das moléculas com átomos isolados de Co. Cálculos de primeiros princípios utilizando a teoria dos funcionais de densidade foram realizados usando o código SIESTA para a simulação da deposição de moléculas isoladas de Co-TPP sobre os substratos de Cu (110) e Cu3N-Cu (110).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-29T04:06:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334753.pdf: 2071330 bytes, checksum: 17b0c15dde30e88dc277e568bbe16e4e (MD5) Previous issue date: 2015 / O processo de fabricação de carnes salgadas e desidratadas envolve longas etapas de salga e secagem, resultando em um produto com alta concentração de sal. O objetivo deste trabalho foi estudar alternativas de processos para a elaboração de um produto cárneo salgado com teor de sódio reduzido, através da combinação de diferentes técnicas de salga, secagem e dessalga. Este estudo foi dividido em três etapas. A primeira consistiu na avaliação de diferentes técnicas de salga (úmida e mista) à pressão atmosférica (Patm), com um e três pulsos de vácuo (1PV e 3PV). Em seguida avaliou-se individualmente o efeito da adição do ácido acético (AA), ácido cítrico (AC) e ácido lático (AL) e a substituição de cloreto de sódio por cloreto de potássio na salga úmida. Para a realização do estudo da substituição parcial do NaCl foram utilizadas três formulações de salmoura: (A) 100% NaCl/0% KCl, (B) 75% NaCl/25% KCl e (C) 50% NaCl/50% KCl (com concentração total de sal de 6 mol L-1). A influência das técnicas de salga nos cortes de carne bovina foi avaliada através dos parâmetros: perda de água (WL), perda de massa total (ML), ganho de sal (SG) e atividade de água ( ). Os resultados demonstraram que a aplicação de 1PV e 3PV pode ser utilizada para reduzir os tempos de salga, tanto na salga úmida quanto na mista. No final de seis horas de salga, a aplicação de 1PV e 3PV resultou em um aumento no SG de 3,2 e 9,8% na salga úmida e 3,2 e 24% na salga mista, respectivamente. Os processos de marinação com adição de ácidos orgânicos (AA, AC e AL) não exerceram influência significativa na e no pelas amostras de carne bovina, em relação a salga sem a adição de ácido. As formulações B e C permitem uma redução no teor de sódio nas amostras de aproximadamente 20 e 70%, respectivamente, ao final de seis horas quando comparadas à formulação A. Na segunda etapa do trabalho os cortes de carne bovina salgados foram desidratados por secagem convectiva (SC), secagem a vácuo (SV) e secagem por micro-ondas a vácuo (SMV). A influência dos métodos de secagem na cinética de desidratação foi avaliada através dos parâmetros de umidade, aw e taxas de secagem. Em seguida, as amostras de carne desidratadas pelos diferentes métodos de secagem foram caracterizadas em relação à porosidade acessível, propriedades mecânicas e microscopia eletrônica de varredura. O valor das taxas de secagem obtidas na SMV é em média 60 e 54 vezes maior do que na SC e na SV, respectivamente. No processo de SMV a de 0,7 nas amostras é atingida em aproximadamente 27 minutos, enquanto nos processos de SV são necessárias 32 horas e na SC não foi possivel atingir esse valor de em 40 horas de processo. As amostras submetidas à SV e SMV apresentaram um aumento significativo da porosidade acessível e afastamento dos feixes de fibras verificado através das análises de porosidade e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente, em relação à amostra submetida à SC. Independentemente dos métodos de secagem (SC, SV e SMV) em que as amostras foram submetidas, às salgadas com as formulações de salmoura B e C apresentaram maiores valores de força de corte e dureza que às salgadas com a formulação A. Por último, na terceira etapa avaliou-se duas técnicas de dessalga com substituição de NaCl por KCl à pressão atmosférica (Patm) e com quatro pulsos de vácuo (4PV) para a obtenção do charque dessalgado com concentração de total de sal (NaCl+KCl) de 2,5% (g 100g-1). Após a dessalga do charque à Patm e com 4PV, foi realizada a substituição de NaCl por KCl trocando a solução de dessalga por uma solução de salmoura contendo 50% NaCl/50% KCl (com concentração total de sal de 0,44 mol L-1). A influência das técnicas de dessalga com substituição de NaCl por KCl no charque dessalgado foram avaliadas através de alguns parâmetros físico-químicos (umidade, aw, teor de Na+, K+ e Cl-) em comparação com o charque dessalgado sem substituição do sódio. Com relação aos parâmetros físico-químicos avaliados nos processos de dessalga, não houve diferença significativa entre as metodologias de dessalga com substituição à Patm e com 4PV. As técnicas estudadas de substituição de NaCl por KCl à Patm e 4PV permitiram a redução do teor de sódio em aproximadamente 50%, quando comparado ao charque dessalgado sem substituição do sódio.<br> / Abstract : The salted and dried meat is widely consumed in Brazil, as a protein source. The manufacture of this type of product is still handmade and involves long steps of salting and drying, resulting in a product with high salt concentration. The aim of this work is to study alternative processes for the preparation of a salted meat product with reduced sodium content, for combining of different salting techniques, drying and desalting. This study was divided into three stages. The first consisted of the evaluation of different salting techniques (wet and dry-wet) at atmospheric pressure (Patm), with one and three vacuum pulses (1PV and 3PV). Then was evaluated the individual effect of the addition of acetic acid (AA), citric acid (AC) and lactic acid (AL) and of the replacement of sodium chloride by potassium chloride in the wet salting. To study the replacement of salts were used three brine formulations: (A) 100% NaCl /0% KCl, (b) 75% NaCl /25% KCl and (C) 50% NaCl /50% KCl (total concentration in salt of 6 mol L-1). The influence of the salting techniques in the beef cuts was evaluated using the following parameters: water loss (WL), total mass loss (ML), salt gain (SG) and water activity (aw). The results showed that application of 1PV and 3PV can be used to reduce the curing time, in the wet and mixed salting. At the end of six hours of curing, applying 1PV and 3PV resulted in an increase in SG of 3.2 and 9.8% at the wet salting of 3.2 and 24% at the dry-wet salting, respectively. The marination processes with the addition of weak acids (AA, AC and AL) do not exert significant influence on the WL and SG in the beef samples, compared with the salting without the addition of acid. Formulations B and C enable a reduction in the sodium content in the samples approximately 20 and 70%, respectively, after six hours when compared with formulation A. In the second stage of this study the salted meat cuts were dehydrated by convective drying (SC), vacuum drying (SV), and by microwave vacuum drying (SMV). The influence of drying methods on the kinetics of dehydration was evaluated by the humidity parameters, and drying rates. Then, the dried meat samples by different drying methods were characterized for accessible porosity, mechanical properties and scanning electron microscopy. The value of the drying rates obtained on the SMV was 60 and 54 times higher than in the SC and the SV, respectively. In the process of SMV the aw in samples of approximately 0.7 was reached in 27 minutes while in the SV processes are required 32 hours and the SC were not reached in 40 hours of the process. In the samples submitted to SV and SMV was a checked a significant increase of accessible porosity and separation of the fiber bundles through porosity and scanning electron microscopy analysis, respectively, compared with samples submitted to SC. Independently of drying methods (SC, SV and SMV) that the samples were submitted, the samples salted with brine formulations B and C showed higher cutting force and hardness values that salted with formulation A. Finally, in the third step is evaluated two desalting techniques with replacing of NaCl by KCl at atmospheric pressure (Patm) and with four vacuum pulses (4PV) to obtaining a desalted charque with the total concentration of salt (NaCl + KCl) of 2.5% (g 100-1). After the desalting of the charque at Patm and with 4PV, the replacing of NaCl by KCl was held substituting the desalting solution containing solution by a 50% of NaCl/50 % of KCl of 50% (with the total salt concentration of 0.44 mol l-1). The influence of desalting techniques with replacing of NaCl by KCl in charque desalted were evaluated using some physicochemical parameters (moisture, aw, content of Na+, K+ and Cl-) in comparison with the charque desalted without replacement of sodium. Regarding the physical and chemical parameters evaluated in the desalting process, there was no significant difference between the methods of desalting with substitution at Patm and with 4PV. The techniques studied of replacing of NaCl by KCl at Patm and with 4PV allowed the reduction of sodium content by approximately 50% when compared to charque desalted without replacement of sodium.