O Brasil é um grande produtor de commodities alimentícias, e hoje o desenvolvimento da indústria de ingredientes para a geração de insumos de maior valor agregado a partir destas matérias-primas é uma área pouco explorada pelas indústrias brasileiras. O arroz se destaca no agronegócio brasileiro, já que o país figura como o nono maior produtor mundial. O arroz quebrado é um coproduto do beneficiamento do arroz branco polido. Este estudo teve como objetivo propor e avaliar um processo de obtenção de concentrados e hidrolisados proteicos de arroz, contribuindo na oferta de estratégias para o desenvolvimento tecnológico do setor no Brasil. Adicionalmente, deseja-se auxiliar na valoração do coproduto arroz quebrado, alimento de baixo valor comercial, base para a geração de matérias-primas já encontradas internacionalmente, e que apresentam grande potencial de desenvolvimento no mercado brasileiro. Dentro deste contexto, buscou-se estudar a aplicação da tecnologia de membranas neste processo, por ser uma tecnologia limpa, de baixo consumo energético, já bem estabelecida e com aplicações crescentes na indústria de alimentos. O estudo iniciou com a avaliação da eficácia de um método rápido de extração alcalina de amido e proteína de arroz, no qual foi utilizada farinha de arroz derivada de arroz quebrado como matéria-prima, ao invés dos grãos quebrados, como no método tradicional. Nesse estudo, a partir do uso de uma razão substrato:solvente de 1:15, a etapa de extração foi realizada em estágio único a 30 oC em apenas 30 minutos – um curto tempo de extração se comparado ao método alcalino tradicional (24-48h). O rendimento da extração proteica com estas condições foi bastante elevado, atingiu 81,4 %. Observou-se ser possível realizar uma extração eficiente, com a minimização das reações indesejadas causadas pelo meio alcalino. Na segunda etapa foram avaliadas as propriedades funcionais do concentrado proteico obtido a partir do método rápido de extração alcalina. Além disso, suas propriedades foram comparadas com as de dois concentrados proteicos comerciais produzidos por extração enzimática. Foi observado que todos os concentrados proteicos avaliados apresentaram pobres propriedades funcionais, devido sobretudo a suas baixas solubilidades em condições de pH próximas à neutralidade e levemente ácidas, concluindo-se ser necessário estudos que visem a melhoria da solubilidade destas proteínas quando se busca uma aplicação mais abrangente das mesmas como ingredientes. Os resultados obtidos na primeira etapa deste estudo motivaram inicialmente o emprego da microfiltração na separação das correntes de amido e proteína do extrato alcalino, analisando a possibilidade de se obter um amido com elevada pureza e uma corrente de permeado contendo a proteína extraída. A análise global dos resultados obtidos nesse trabalho permite que seja destacado que a escolha da microfiltração para o processo de separação do amido e da proteína de arroz deve ser avaliada com cautela. Na quarta etapa deste estudo avaliou-se a aplicação da hidrólise enzimática parcial do concentrado proteico na solubilização da proteína de endosperma de arroz. A hidrólise parcial, realizada com Alcalase®, permitiu a solubilização de 40 % da proteína originalmente presente na suspensão de proteína extraída pelo método alcalino. Os peptídeos solúveis gerados apresentaram massa molar média de 1,18 ± 0,33 kDa, solubilidade proteica superior a 88,5 % na faixa de pH de 3 a 7 e boa capacidade de formação de espuma, apesar de formarem uma espuma de baixa estabilidade. Neste estudo o hidrolisado proteico foi concentrado e purificado por ultrafiltração, o que permitiu a redução de 68 % do conteúdo de sódio do produto. Concluiu-se que neste estudo foi possível propor um processo produtivo que permitiu a obtenção de ingredientes com adequadas propriedades nutricionais e funcionais a partir do coproduto arroz quebrado. / The Brazil is a large producer of food commodities, and today the development of the industry of ingredients to add value to these raw materials is an area little explored by the Brazilian industries. Rice stands out in the Brazilian agribusiness, as the country is the ninth largest producer. The broken rice is a byproduct derived from the processing of polished rice. This study aimed to propose and evaluate a process of obtaining rice protein concentrates and hydrolysates contributing to offer strategies for the technological development of the sector in Brazil. Additionally, it aims to assist in the valuation of the byproduct broken rice, a low commercial value food which is the basis for the generation of raw materials already found internationally, and which have great potential in the Brazilian market. Within this context, it sought to study the application of membrane technology in this process, because it is a clean, low-energy, well-established technology, with growing applications in the food industry. The study began with the evaluation of the effectiveness of a fast alkaline extraction method for obtaining rice starch and protein, using rice flour derived from broken rice as raw material, instead of broken grains, as in the traditional method. In this study, with the use of a substrate:solvent ratio of 1:15, the extraction step was performed in a single stage at 30 °C in 30 minutes - a short extraction time compared to traditional alkaline method (24-48h). The yield of protein extraction with these conditions was very high, reached 81.4%. It was possible to perform an efficient extraction, with the minimization of undesired reactions caused by the alkaline medium. In the second stage of this study were evaluated the functional properties of the protein concentrate obtained by the fast alkaline extraction method. In addition, their properties were compared with two commercial concentrated protein produced by enzymatic extraction. It was observed that all the evaluated protein concentrates showed poor functional properties, mainly due to their low solubility at pH conditions close to neutrality and slightly acidic, concluding that it is necessary studies aimed to improve the solubility of these proteins in order to seek more applications of this ingredient. The results obtained in the first step of this study initially motivated the use of microfiltration to separate the starch and protein chains of the alkali extract, analyzing the possibility of obtaining a starch with high purity and a permeate stream containing the extracted protein. The global analysis of the results obtained in this work allows it to be noted that the choice of microfiltration for the separation process of starch and rice protein should be evaluated with caution. In the fourth stage of this study was evaluated the application of the partial enzymatic hydrolysis in solubilization of rice endosperm protein. The partial hydrolysis performed with Alcalase allowed solubilization of 40% of the protein originally present in the protein suspension extracted by the alkaline method. The generated soluble peptides had molecular weight average of 1.18 ± 0.33 kDa, protein solubility higher than 88.5 % in the pH range 3 to 7, and good foaming ability, while forming a low stable foam. In this study, the protein hydrolyzate was concentrated and purified by ultrafiltration, allowing 68 % reduction in the sodium content of the product. It is concluded that in this study was proposed a production process allowing obtaining ingredients with suitable nutritional and functional properties from the byproduct broken rice.

O fenômeno de fadiga é uma das principais considerações quando se verifica a integridade de estruturas sujeitas a carregamentos cíclicos. Para analisar o problema, devem-se considerar os efeitos da significativa dispersão observada nos dados estatísticos das variáveis relacionadas à fadiga. Para contemplar tais incertezas, métodos de confiabilidade são particularmente recomendados. Nesse sentido, quando utilizada uma técnica baseada em simulações, procuram-se métodos de análise estrutural que minimizem o tempo de processamento para viabilizar a análise de confiabilidade. Este trabalho apresenta uma formulação geral para a análise de fadiga de pórticos planos baseada na Mecânica do Dano Concentrado (LDM) considerando as incertezas associadas. A abordagem proposta é verificada através da comparação dos resultados obtidos com as curvas S-N disponíveis em diversas normas. Exemplos de estruturas mais complexas são apresentados posteriormente. / Fatigue analysis is one of the main tasks when assessing the integrity of structures under cyclic loading. In order to properly approach the fatigue process, the effects of the great scatter observed in statistical data of fatigue variables must be considered. Facing such uncertainties, reliability methods are particularly recommended. If a sampling-based technique is to be used, one of the critical points is the huge number of analyses required for computing failure probabilities. Consequently, those methods of structural analysis that minimize the processing time are highly convenient to make the analysis feasible without significant loss of accuracy. This work presents a general formulation for probabilistic structural fatigue analysis of frames, based on Lumped Damage Mechanics (LDM). The proposed approach is first validated comparing the number of cycles to failure with the S-N curves found in building codes. Further examples of more complex structures, represented as plane frames, are also presented.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2017-05-18T15:05:36Z No. of bitstreams: 1 Wellington Samay de Melo.pdf: 950858 bytes, checksum: 66714039b99a8f1b113f9673e24c020c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-18T15:05:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wellington Samay de Melo.pdf: 950858 bytes, checksum: 66714039b99a8f1b113f9673e24c020c (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This study evaluated the intake and apparent digestibility of nutrients; production and chemical composition of milk; the additional cost of the supplements; microbial synthesis of nitrogen and rude protein, and their efficiencies; plasma levels of glucose and urea; and excretions of urea in crossbred dairy cows on pasture during the dry-water transition. It was used eight cows (Gyr/Holstein/Brown Swiss) without defined genetic composition, average production of 15 kg/day and average live weight of 500 kg; distributed in two latin squares. The experimental period lasted 60 days (four sub-periods of 15 days). The following treatments were offered: corn silage + concentrate; forage cactus + concentrate, corn silage + soybean meal, and forage cactus + soybean meal. The concentrate was elaborated with 27.75% of rude protein. The pasture area used was 53 ha, with Brachiaria decumbens sp.Predomination. The supplements promote addictive effect on pasture nutrients when they contained corn silage andsubstitutive effect when they contained forage cactus. The supplements containing forage cactus promotes smaller intake of neutral detergent fiber and larger of non-fiber carbohydrate. The apparent digestibility of the neutral detergent fiber and non-fiber carbohydrate differ from the use of forage cactus or corn silage. The use of the supplements containing concentrate elevates the milk production up to 17 kg/day in the drought-waters transition period. The supplements can be used without any damage to milk composition. Economical results suggest flexibilization of the supplements. The use of the supplements balances glucose and urea plasmatic levels, as well as the ureaexcretion in urine and milk. There was similarity in the supplements nitrogen metabolism, consequently, nitrogen and of rude protein microbial synthesis they were similar. The efficiency of synthesis of microbial rude protein in cows receiving supplements on grazing in the drought-waters transition period shows an average of 146,20 g MicRP/Kg TDN. / Objetivou-se avaliar o consumo e a digestibilidade aparente dos nutrientes; produção e composição química do leite; economicidade das dietas suplementares; excreções de bases purinas, as sínteses microbianas de nitrogênio e proteína bruta, e suas eficiências; os níveis plasmáticos de glicose e uréia; assim como as excreções de uréia de vacas leiteiras mestiças suplementadas a pasto no período de transição seca-águas. Utilizaram-se oito vacas mestiças tricoss (Gir/Holandês/Pardo Suíço) sem composição genética definida, produção média de 15 kg/dia e peso vivo médio de 500 kg; distribuídas em dois quadrados latinos. O período experimental durou 60 dias (quatro sub-períodos de 15 dias). Os seguintes suplementos foram ofertados: silagem de milho + concentrado; palma + concentrado; silagem de milho + farelo de soja; e = palma + farelo de soja. O concentrado foi elaborado com teor de 27,75% de proteína bruta. A área da pastagem utilizada foi de 53 ha, com predominância de capim Brachiaria decumbens sp. Os suplementos promovem efeito aditivo aos nutrientes do pasto quando continham silagem de milho e efeito substitutivo quando continham palma forrageira. Os suplementos contendo palma forrageira promovem menores consumos de fibra em detergente neutro e maiores de carboidratos não-fibrosos. As digestibilidades aparentes de fibra em detergente neutro e carboidratos não-fibrosos diferem quando da utilização de palma forrageira ou silagem de milho. O uso dos suplementos contendo concentrado eleva a produção de leite acima de 17 kg/dia no período de transição seca-águas. Os suplementos testados podem ser seguramente utilizados sem qualquerprejuízo à composição do leite. Os resultados econômicos são sugestivos à flexibilização do uso dos suplementos. Os suplementos utilizados equilibram os níveis plasmáticos de glicose e uréia, assim como a excreção de uréia na urina e no leite. A semelhança nas excreções de bases purinas pelos animais proporciona sínteses de nitrogênio e de proteína bruta microbiana semelhantes. A eficiência de síntese de proteína bruta microbiana de vacas suplementadas a pasto no período de transição seca-águas apresenta média geral de 146,20 g PBMic/Kg NDT.

A corrosão de armaduras é uma das causas mais comuns de degradação mecânica em estruturas em concreto armado. Esse processo leva à redução da vida útil e, consequentemente, a prejuízos econômicos. Desse modo, o presente trabalho visa contribuir com a análise dos fenômenos associados à degradação mecânica do concreto armado sujeito a processos corrosivos devido à carbonatação e à ação de cloretos. Para tal finalidade, modelos analíticos baseados na segunda lei de Fick são usados para quantificar a difusão de CO2 e de íons cloreto no concreto, os quais permitem determinar o tempo de início da corrosão. A degradação mecânica de estruturas em concreto armado é considerada por meio de um modelo em dano concentrado que contempla perda da rigidez, redução da área de aço e da tensão de escoamento de armaduras devido ao processo corrosivo. A formulação de dano concentrado foi modificada de forma a incluir uma variável de estado de corrosão e uma lei de evolução da corrosão, baseada em equações semi-empíricas disponíveis na literatura. Essas equações determinam a redução no diâmetro das armaduras e a perda da capacidade resistente do aço. O problema da corrosão é formulado como um processo estocástico sendo resolvido por meio do método de simulação de Monte Carlo para dois exemplos: uma viga isostática e um pórtico plano com grau de hiperestaticidade igual a três. A formulação da equação de estado limite é baseada em um valor de dano aceitável. Curvas de probabilidade de início da corrosão e de probabilidade de falha da estrutura são obtidas ao longo de 50 anos. No caso da estrutura hiperestática, o caminho mais provável de falha, também chamado de caminho crítico, é determinado. Observa-se que o processo corrosivo provoca mudanças no caminho crítico, e portanto, deve ser considerado nas análises de reparo estrutural. Mapas de dano e de probabilidade de falha foram desenvolvidos para mostrar as mudanças no comportamento estrutural devido à corrosão. / The reinforcement\'s corrosion is one of the most common causes of mechanical degradation in reinforced concrete structures. This process leads to the reduction of the service life and, consequently, economic loss. Thereby, this study aims to contribute with the analysis of the phenomena associated to the mechanical degradation of reinforced concrete, due to the carbonation and the chloride ions. For this purpose, analytical models based on second Fick\'s law are used to quantify CO2 and chloride ions diffusion, which enables to determine the corrosion time initiation. The mechanical degradation of reinforced concrete structures is modeles by the lumped damage model which accounts for stiffness loss, reinforcement mass loss and yield stress reduction due to the corrosive process. The lumped damage formulation was modified to include the state corrosion variable and the corrosion evolution law based on semi-empirical equations available in the literature. These equations determine the reinforcement\'s diameter reduction and the loss of resistant capacity of the reinforcement\'s bar. The corrosion problem is formulated as a stochastic process and solved by the Monte Carlo simulation for two examples: an isostatic beam and a hyperstatic frame. The limit state functions are based on the acceptable damage value. Curves of probability of corrosion initiation and probability of failure are obtained over a range of 50 years. In the hyperstatic case, the most probable failure path, also named the critical path, is determined. It is observed that the corrosive process causes changes on the critical path and, therefore, it must be accounted on structural repair analysis. Damage and probability of failure maps were developed to show the changes on the structural behavior due to the corrosion.

The accurate description of the nonlinear structural behaviour is an important issue in engineering science. Usually, classic nonlinear theories, such as fracture and damage mechanics, applied to finite element programmes are used to fulfil that purpose. Classic fracture mechanics describes the structural deterioration process by a few discrete cracks. This theory presents good precision for structures with simple geometries, few cracks and homogeneous materials. Classic damage mechanics measures the deterioration process by an internal variable called damage. This theory has been successful in the description of several deterioration mechanisms in continuum media. Despite their accuracy, classic fracture and damage mechanics present some drawbacks. Firstly, regarding civil engineering problems, both theories are not suitable for some practical applications. Secondly, fracture mechanics demands the consideration of initial cracks to begin the analysis. Lastly, classic damage models may present an issue known as localisation, what essentially leads to ill-posed problems and mesh-dependent numerical algorithms. Alternatively, a recent theory, called lumped damage mechanics, was proposed in order to achieve good accuracy in actual engineering problems. Such theory applies key concepts from fracture and damage mechanics in plastic hinges. In the light of the foregoing, the main goal of this thesis is the extension of the lumped damage mechanics framework to analyse different engineering problems. So far, lumped damage mechanics was characterised as a simplified methodology to analyse reinforced concrete frames under seismic and monotonic loadings; even with a few contributions on the analysis of local buckling in metallic structures. Therefore, this work extends the lumped damage mechanics framework to analyse reinforced concrete arches, unreinforced concrete structures, high cycle fatigue and continuum problems. The application examples show the accuracy of the proposed methodologies. / A descrição acurada do comportamento não linear de estruturas é um problema importante na engenharia. Usualmente, teorias não lineares clássicas, tais como as mecânicas da fratura e do dano, aplicadas a programas de elementos finitos são utilizadas a fim de cumprir aquele propósito. A mecânica da fratura clássica descreve o processo de deterioração estrutural por meio de um pequeno número de fissuras discretas. Esta teoria apresenta boa precisão para estruturas com geometrias simples, poucas fissuras e materiais homogêneos. A mecânica do dano clássica tem sido exitosa na descrição de diversos mecanismos de deterioração em meios contínuos. Apesar de precisas, as abordagens clássicas em fratura e dano apresentam alguns entraves. Primeiramente, tratando-se de problemas da engenharia civil, ambas teorias não são adequadas para aplicações práticas. Em segundo lugar, os modelos clássicos de fratura demandam a consideração de fissuras iniciais para iniciar a análise. Por fim, os modelos clássicos de dano podem apresentar um problema conhecido como localização, o que essencialmente implica em problemas mal colocados e algoritmos com dependência de malha. Alternativamente, uma teoria recente, chamada teoria do dano concentrado, foi proposta a fim de obter boa precisão em problemas reais de engenharia. Tal teoria aplica conceitos-chave das mecânicas da fratura e do dano em rótulas plásticas. À luz do exposto, o principal objetivo desta tese é a extensão da teoria do dano concentrado para analisar diferente problemas da engenharia. Até então, a teoria do dano concentrado era caracterizada como uma metodologia simplificada para analisar pórticos de concreto armado sob solicitações monotônicas ou sísmicas; mesmo com algumas poucas contribuições na análise de instabilidade local em estruturas metálicas. Desta forma, este trabalho estende a teoria do dano concentrado a fim de analisar arcos de concreto armado, estruturas de concreto simples, fadiga de alto ciclo e problemas contínuos. Os exemplos de aplicação mostram a acurácia das metodologias propostas.

Defeitos de cartilagem e a mais comum doença articular, a osteoartrite, são caracterizadas pela destruição da cartilagem articular, e consequentemente na perda da função articular em humanos e animais. As estratégias atuais de tratamento, conservativas e cirúrgicas, são insuficientes: não resultam em restauração total da cartilagem hialina, e, portanto trazem um prognóstico reservado a longo prazo. O presente estudo tem por objetivo avaliar os efeitos do administração conjunta de concentrado de medula óssea, plasma rico em plaqueta sobre lesões condrais experimentalmente induzidas e tratadas com microfraturas e ácido hialuronico. Foram utilizadas as articulações metacarpofalangeana de 6 éguas, as quais foram divididas em 2 grupos aleatoriamente e cego. Foram feitos defeitos condrais totais através de artroscopia e, todos foram tratados com microfraturas e ácido hialurônico no transoperatório (M 0) sendo, esse repetido após 15 dias (M 15) e 30 dias (M 30). Grupo C (controle) e grupo T (tratado). O grupo T foi tratado com aspirado concentrado de células tronco de medula óssea adicionada ao plasma rico em plaquetas (PRP), os quais foram injetados na articulação no final da cirurgia (M0). O grupo T recebeu ainda 2 aplicações articulares adicionais de PRP em 15 dias (M 15) e 30 dias (M 30). As seguintes avaliações foram realizadas: exame clínico de claudicação, ultrassonografia, estudo radiográfico, avaliações de líquido sinovial (físico, bioquímico e citológico). As avaliações foram realizadas antes da cirurgia (M 0), com 3, 5 e 7 dias. Posteriormente a cada 15 dias (M 15, M 30, M 45 e M 60) e os 3 últimos momentos foram aos 90 (M90), 120 (M120) e 210 (M210) dias. Ao final do experimento os animais foram enviados para abate comercial. Foram verificadas diferenças estatísticas (p<0,05) entre o grupo tratado e controle para avaliação de proteínas no líquido sinovial corrigido por uréia em 3, 5 e 7 dias; para PGE2 no líquido sinovial em 3 e 5 dias onde para ambas as variáveis com maiores valores para o grupo tratado. Já a concentração de ácido hialurônico apresentou maiores valores (p<0,05) em 3, 45 e 90 dias no grupo controle. Para as demais variáveis não houve diferença estatística entre o grupo tratado e controle. Porém, notou-se medianas maiores para condroitin sulfato em 3 e 5 dias no grupo controle. Notavelmente, o grupo tratado apresentou melhor escore macroscópico na avaliação do tecido de reparo. Contudo, a administração intra-articular de concentrado de medula óssea e plasma rico em plaquetas sobre lesões condrais induzidas e tratadas com microfraturas e ácido hialurônico produziu uma reação articular transitória, principalmente nos primeiros 60 dias, e foi evidenciado pelo aumento de PGE2 e proteínas no líquido sinovial, bem como, claudicação, dor a flexão passiva, diminuição da mobilidade articular e aumento de volume articular. No entanto, o tratamento produziu um efeito condroprotetor e anabólico sobre tecido de reparo formado, uma vez que o grupo tratado apresentou menor concentração de ácido hialurônico 3, 45 e 90 dias e melhor escore macroscópico ICRS aos 210 dias / Cartilage defects and the most common joint disease, osteoarthritis, are characterized by destruction of articular cartilage, and consequently in loss of joint function in humans and animals. Current strategies of conservative and surgical treatment are insufficient: they don&rsquo;t result in complete restoration of hyaline cartilage, and bring a poor prognosis on the long term. This study aims to evaluate the effects of co-administration of bone marrow concentrate, platelet rich plasma on experimentally induced chondral lesions and treated with microfractures and hyaluronic acid. The metacarpophalangeal joints of 6 mares were used, which were divided into 2 groups at random and blind. Total chondral defects were made using arthroscopy, and all were treated with microfractures and hyaluronic acid during surgery (M 0) and the hyaluronic acid was repeated after 15 days (M 15) and 30 days (M 30). Group C (control) and T group (treated). Group T was treated with concentrated aspirated bone marrow stem cells added to the platelet rich plasma (PRP), which were injected into the joint at surgery (M0). The T group had another 2 additional joint PRP applications in 15 days (M 15) and 30 days (M 30). The following evaluations were performed: clinical examination of lameness, ultrasound, radiographic studies and synovial fluid analysis (physical, biochemical and cytological). The evaluations were performed before surgery (M 0), 3, 5 and 7 days. Then, every 15 days (M 15, M 30, M 45 and M 60) and the last 3 evaluation were at 90 (M90), 120 (M120) and 210 (M210) days. At the end of the experiment the animals were sent to commercial slaughter. Statistical differences were found (p <0.05) between the treated and control group for evaluation of protein in synovial fluid corrected by urea at 3, 5 and 7 days; for PGE2 in the synovial fluid in 3 to 5 days where both variables had higher values for the treated group. The hyaluronic acid concentration was higher (p <0.05) at 3, 45 and 90 days in the control group. For the other variables there were no statistical difference between the treated and control groups. However, greater medians were noticed for chondroitin sulfate in 3 to 5 days in the control group. Notably, the treated group showed better macroscopic score in the evaluation of the repair tissue. In conclusion, intra-articular administration of bone marrow concentrate and platelet-rich plasma on induced chondral lesions and treated with microfractures and hyaluronic acid produced a transient response joint, especially during the first 60 days, and it was evidenced by the increase in PGE2 and proteins of the synovial fluid, as well as lameness, pain passive flexion, decreased joint mobility and joint swelling. Besides that, the treatment produced an anabolic chondroprotective effect on repair tissue formed once the treated group showed lower concentration of hyaluronic acid 3, 45 and 90 days, and better ICRS macroscopic scoring at 210 days

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The sequential voltammetric determination of chromium, thallium, cadmium, lead, copper and antimony, present as contaminants in dialysate concentrates (CPHD), is presented herein. These concentrates contain a very high chloride concentration (ca. 3.8 mol L-1), which makes difficult the direct analysis, without pretreatment, by many analytical techniques, like atomic absorption spectrometry and chromatography. The experimental conditions were varied in order to improve the peak resolution, selectively and sensitivity. The method is based on the gradual decrease on the pH of the solution present in the voltammetric cell, so that, the sequential determination of the analytes was possible. At pH 6 6.2, Cr determination was carried out with DTPA by catalytic adsorptive stripping voltammetry (CAdSV). Afterwards, the pH was adjusted at 4.8 ± 0.2 to determine thallium by anodic stripping voltammetry (ASV). At this pH, DTPA is non interfering specie for Tl-determination and, additionally, it masks the main interfering species for thallium (lead and cadmium). Cadmium, lead and copper were assayed by ASV after setting the pH to 1.5 ± 0.5. Under these conditions, DTPA releases these three metallic species from the previously built complexes, so that they behave as free species to react on the HMDE-surface. By setting with HCl the pH to values around zero antimony was assayed by ASV. At this acidity and in presence of high chloride concentrations antimony can be assayed with high sensitivity. The method was used for analysis of commercial samples of CPHDs and the found concentration varied from < LD until 140 Ug L-1. / A Determinação sequencial de cromo, tálio, cádmio, chumbo e cobre e antimônio em concentrado polieletrolítico para hemodiálise (CPHD) é descrita. Estes concentrados contêm uma concentração extremamente alta de íons cloreto (cerca de 3,8 mol L-1), o que torna difícil a análise direta por muitas técnicas analíticas. As condições experimentais foram variadas a fim de aumentar a resolução de pico, seletividade e sensibilidade. O método é baseado no decréscimo gradual do pH da solução presente na célula voltamétrica, o que possibilitou a determinação sequencial dos analitos. Em pH 6 6,2, a determinação de Cr foi realizada com DTPA por voltametria catalítico-adsortiva de redissolução (CAdSV). Em seguida, o pH foi ajustado para 4,8 ± 0,2 para determinar Tl por voltametria de redissolução anódica (ASV). Neste pH, DTPA não é uma espécie interferente na determinação de Tl e, adicionalmente, ele mascara as principais espécies interferentes para tálio (chumbo e cádmio). Cádmio, chumbo e cobre foram determinados por ASV após ajuste do pH a 1,5 ± 0,5. Sob estas condições, estas três espécies são liberadas em solução a partir dos complexos com DTPA previamente formados, de modo que elas se comportam como espécies livres para reagir na superfície do HMDE. Diminuindo-se o pH da solução para < 0 com HCl, foi determinado antimônio por ASV. Nesta acidez e na presença de uma alta concentração de cloretos, Sb pode ser medido com uma alta sensibilidade. O método foi utilizado para a análise de amostras de CPHD comerciais e as concentrações encontradas dos analitos variaram de < LD até 140 Ug L-1.

Orientadores: Marcelo Cristianini, Pedro Esteves Duarte Augusto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T10:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_ThiagoSoares_M.pdf: 1645658 bytes, checksum: 5cef9e21cdc929b63d32c29376a6edbc (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O Brasil é o maior produtor mundial de laranja, sendo que a maior parte desta produção é destinada a fabricação do suco concentrado congelado (Frozen concentrated Orange Juice - FCOJ). Devido ao seu grande volume de exportação e sua alta consistência (viscosidade aparente), o conhecimento de suas propriedades reológicas se torna necessária para um melhor dimensionamento de equipamentos e processos. Na homogeneização a alta pressão (HAP), uma tecnologia de processamento não térmica, o produto é pressurizado e forçado a passar por um pequeno orifício aumentando drasticamente sua velocidade, fazendo a pressão diminuir para a atmosférica, causando forte cisalhamento e cavitação. Estes fenômenos causam alteração na estrutura de células e biopolímeros, impactando no tamanho das partículas e na maneira como se interagem, alterando assim, as características reológicas do produto. O presente trabalho se baseou na utilização desta tecnologia em FCOJ visando diminuição da sua consistência, e alteração de demais comportamentos reológicos, para gerar uma economia de energia em diversas operações unitárias como bombeamento, congelamento, transporte e estocagem. Reduções mesmo que pequenas na consistência possibilitam grande economia de energia devido aos grandes volumes de suco processado no Brasil. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da alta pressão de homogeneização (HAP) no comportamento reológico em estado estacionário (independente e dependente do tempo). Foram avaliados também, a energia de ativação de Arrhenius, comportamento reológico dinâmico (viscoelasticidade), distribuição de tamanho de partículas, microestrutura e cor do suco concentrado, bem como a estabilidade à sedimentação, turbidez e cor do produto reconstituído. Também foi verificada a influência do numero de ciclos de homogeneização nos comportamentos reológicos (estado estacionário) e tamanho de partícula do suco de laranja concentrado. A consistência do FCOJ foi reduzida com o aumento de pressão no processamento de HAP. Para processos a 150 MPa a viscosidade aparente reduziu para cerca de metade do valor original, a tixotropia e viscoelasticidade também tiveram suas magnitudes reduzidas. A energia de ativação de Arrhenius teve seu valor aumentado com a utilização de HAP, indicando que pequenas variações de temperatura acarretam em variações significativas nos valores de consistência. O tamanho de partículas foi reduzido, bem como no perfil de distribuição das mesmas. Houve um aumento na proporção total de partículas pequenas em relação às partículas maiores. Estas mudanças foram possíveis de perceber pela microestrutura observada com microscópio óptico. As cores dos produtos concentrado ou diluído não apresentaram alterações devido à pressão. A HAP não praticamente não reduziu a viscosidade do suco diludo (RTD). Nenhum dos parâmetros estudados apresentou mudanças devido ao tempo de estocagem. O comportamento da sedimentação de polpa também não sofreu alterações com a HAP. Os múltiplos ciclos de HAP a baixas pressões apresentaram ser uma alternativa ao ciclo único com pressão elevada / Abstract: Brazil is the world's largest orange producer, most of the production being intended for the manufacture of frozen concentrated orange juice (FCOJ). Due to the large export volume and high consistency (apparent viscosity) of FCOJ, knowledge of its rheological properties becomes necessary for a better design of the equipments and processes. In high-pressure homogenization (HAP), a non-thermal processing technology, the product is pressurized and forced through a small gap that dramatically increases its speed, followed by a sudden drop to atmospheric pressure, causing high shear stress and cavitation. These phenomena are able to change the structure of cells and biopolymers, impacting on the particle size and the way they interact, thus changing the rheological characteristics. In the present study this technology was used aiming at decreasing the consistency and other rheological properties. Even small reductions in viscosity can result in great energy savings in various unit operations, such as pumping, given the large volume of juice processed in Brazil. The objective of this work was to evaluate the influence of high pressure homogenization on the rheological steady-state behaviour (time independent and time dependent properties), Arhenius activation energy, dynamic rheological behaviour (viscoelasticity), particle size distribution, microstructure and colour of FCOJ, as well as the pulp sedimentation stability of the reconstituted product, the turbidity and colour were also evaluated. The influence of the number of HPH cycles, on rheological behaviour (steady-state) e on particle size distribution of FCOJ was also verified. HPH decreased the consistency of FCOJ as the pressure increased from 0 to 150MPa. At 150MPa the apparent viscosity was decreased to approximately half its original value. The thixotropy and viscoelasticity of the concentrated juice were also reduced during HPH, and the value of the Arhenius activation energy had its value increased, indicating that a minor change in temperature produces a significant change in consistency. The particle size was reduced, and the particle distribution changed, showing a higher ratio of small particles over larger ones. These changes could be observed from the microstructure. The FCOJ or diluted product showed no difference in colour, neither due to affect by the homogenization nor for the storage time. HPH slighty decreased the viscosity of the RTD-juice. None of the above mentioned parameters changed during the storage time. The pulp sedimentation behaviour was not affected by HPH. Multiple HPH cycles at lower pressures are an alternative to a single HPH at higher pressure / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestre em Tecnologia de Alimentos

A escassez de dados hidrológicos no Brasil é um problema recorrente em muitas regiões, principalmente em se tratando de dados hidrométricos, produção de sedimentos e qualidade da água. A pesquisa por modelos de bacias hidrográficas tem aumentado nas últimas décadas, porém, a estimativa de dados hidrossedimentológicos a partir de modelos mais sofisticados demanda de grande número de variáveis, que devem ser ajustadas para cada sistema natural, o que dificulta a sua aplicação. O objetivo principal desta tese foi avaliar diferentes ferramentas de modelagem utilizadas para a estimativa da vazão, produção de sedimentos e qualidade da água e, em particular, comparar os resultados obtidos de um modelo hidrológico físico semi-distribuído, o Soil Water Assessment Tool (SWAT) com os resultados obtidos a partir de modelos hidrológicos concentrados, com base na metodologia do número da curva de escoamento do Soil Conservation Service (SCS-CN) e no modelo Generalized Watershed Loading Function (GWLF). Buscou-se avaliar e apresentar em quais condições o uso de cada modelo deve ser recomendado, ou seja, quando o esforço necessário para executar o modelo semi-distribuído leva a melhores resultados efetivos. Em relação à simulação da vazão, os resultados dos dois modelos foram altamente influenciados pelos dados de precipitação, indicando que existem, possivelmente, falhas ou erros de medição que poderiam ter influenciado negativamente os resultados. Portanto, foi proposto aplicar o modelo semi-distribuído com dados de precipitação interpolados (DPI) de alta resolução para verificar a eficiência de seus resultados em comparação com os resultados obtidos com a utilização dos dados de precipitação observados (DPO). Para simulação da produção de sedimentos, e das concentrações de nitrogênio e fósforo, o SWAT realiza uma simulação hidrológica mais detalhada, portanto, fornece resultados ligeiramente melhores para parâmetros de qualidade da água. O uso do modelo semi-distribuído também foi ampliado para simular uma bacia hidrográfica sob a influência do reservatório, a fim de verificar a potencialidade do modelo para esse propósito. Os modelos também foram aplicados para identificar quais os impactos potenciais das mudanças no uso do solo previstas e em andamento. Os cenários estudados foram: I &#8211; cenário atual, II &#8211; cenário tendencial, com o aumento da mancha urbana e substituição do solo exposto e de parte da mata nativa por uso agrícola; III &#8211; cenário desejável, complementa o crescimento urbano tendencial com aumento de áreas de reflorestamento. As metodologias foram aplicadas em duas bacias hidrográficas localizadas no Sudeste do Brasil. A primeira é a bacia do rio Jacaré-Guaçu, incluída na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos 13 (UGRHI-13), a montante da confluência do rio das Cruzes, com uma área de 1934 km2. O segundo caso de estudo, é a bacia do rio Atibaia, inserida na UGRHI-5, tem uma área de 2817,88 km2 e abrange municípios dos estados de São Paulo e Minas Gerais. Como principal conclusão, o desempenho do modelo semi-distribuído para estimar a produção de sedimentos, e as concentrações de nitrogênio e fósforo foi ligeiramente melhor do que as simulações do modelo concentrado SCS-CN e GWLF, mas essa vantagem pode não compensar o esforço adicional de calibrá-lo e validá-lo. / The lack of hydrological data in Brazil is a recurrent problem in many regions, especially in hydrometric data, sediment yield and water quality. The research by simplified models has increased in the last decades, however, the estimation of hydrossedimentological data from these more sophisticated models demands many variables, which must be adjusted for each natural system, which makes it difficult to apply. At times it is necessary to respond quickly without much precision in the results, in these situations, simpler models with few parameters can be the solution. The objective of this research is to evaluate different modelling tools used estimate streamflow, sediments yield and nutrients loads values, and namely to compare the results obtained from a physically-based distributed hydrological model (SWAT) with the results from a lumped hydrological, the Soil Conservation Service (SCS-CN) and the Generalized Watershed Loading Function (GWLF) model. Both models use the curve number (CN) concept, determined from land use, soil hydrologic group and antecedent soil moisture conditions and were run with a daily time step. We are particularly interested in understanding under which conditions the use of each model is to be recommended, namely when does the addition effort required to run the distributed model leads to effective better results. The input variables and parameters of the lumped model are assumed constant throughout the watershed, while the SWAT model performs the hydrological analysis at a small unit level, designated as hydrological response units (HRUs), and integrates the results at a sub-basin level. In relation to the flow simulation, the results of the two models were highly influenced by the rainfall data, indicating that, possibly, faults or measurement errors could have negatively influenced the results. Therefore, it was proposed to apply the distributed model with high-resolution grids of daily precipitation to verify the efficiency of its results when compared to rainfall data. For simulation of sediment, nitrogen and phosphorus, SWAT performs a more detailed simulation and thus provides slightly better results. The use of the SWAT was also extended to simulate the influence of reservoir, in order to verify the potentiality of the model, in relation to the simulation. The models also were used to identify which are potential impacts of the ongoing land use changes. The scenarios were: I - Current scenario, II - trend scenario, with the increase of urban land and replacement of the exposed soil and part of the native forest by agricultural use; III - desirable scenario complements the trend urban growth with the replacement of exposed soil and part of the agricultural use by reforestation. The methodologies were applied on two watersheds located in the Southeast of Brazil. The first one is the Jacaré-Guaçu river basin, included in the Water Resources Management Unit 13 (UGRHI-13), upstream of Cruzes river confluence, with an area of 1934 km2. The second watershed is the Atibaia River Basin, a part of Water Resources Management Unit 5 (UGRHI-5). It has an area of 2817.88 km2 and covers municipalities of the states of São Paulo and Minas Gerais.

Objetivou-se estudar a substituição do milho por polpa cítrica peletizada no concentrado de vacas leiteiras em lactação, durante a estação chuvosa do ano, em pastejo de capim-elefante. Os trabalhos foram conduzidos no Departamento de Zootecnia da ESALQ/USP. O delineamento estatístico foi em Quadrado Latino 4 x 4, analisados utilizando-se o Proc GLM (SAS, 1999). Foi utilizada uma área de 7,8 ha de pastagem dividida em 39 piquetes de 0,2 ha cada, adubada com 80 kg N ha mês-1. Experimento I: Foram utilizadas oito vacas Holandesas com média de 82 dias de lactação e 522,9 kg de PV, no início do período experimental. Os tratamentos continham as seguintes proporções de milho e polpa cítrica: 100:0 (T0); 75:25 (T25); 50:50 (T50); 25:75 (T75). As vacas receberam 7,00 kg de concentrado dia-1 (6,3 kg MS), fracionado em duas vezes ao dia. A pastagem foi adubada com 80 kg N ha.mês-1. Não houve diferença (P>0,05) no tempo de pastejo (7h22’), ruminação (8h36’), ócio (5h56’) e taxa de bocados (34,4 movimentos min-1). A temperatura retal (38,74 e 39,64ºC) e freqüência respiratória (47,44 e 61,20 movimentos min-1), mensuradas as 8:00 e as 15:30 horas, respectivamente, não foram afetadas pelos tratamentos (P>0,05). Não houve diferença (P>0,05) na produção de leite corrigida para 3,5% de gordura (18,5 kg vaca dia-1), percentagens de gordura (3,5%), proteína (3,06%), lactose (4,40%), sólidos totais (13,02%), N-uréico (15,01 mg dL-1) e contagem de células somáticas (203.000 mL-1). O peso vivo (536,8 kg), condição corporal (2,51), glicose plasmática (75,90 mg dL-1), N-uréico plasmático (16,96 mg dL-1) e ácidos graxos livres no plasma (456,12 mEq L-1) também não foram afetados pelos tratamentos (P>0,05). Experimento II: Foram utilizadas 11 vacas (7 Holandesas e 4 Jersey), com 427,5 kg de PV e 153,22 dias de lactação, no início do período experimental. Os concentrados continham 21,8% de PB e as respectivas proporções de milho e polpa cítrica: 100:0 (T0); 75:25 (T25); 50:50 (T50); 25:75 (T75). As vacas receberam 6,1 kg de concentrado dia-1 (5,5 kg de MS), fracionado em duas vezes ao dia, fornecido após cada ordenha. A pastagem era adubada com 80 kg N ha mês-1. Não houve diferença (P>0,05) na produção de leite corrigida para 3,5% de gordura (13,7 kg vaca dia-1), percentagens de gordura (3,8%), proteína (3,37%), sólidos totais (13,27%), N uréico (14,34 mg dL-1) e contagem de células somáticas (140.450 mL-1). A percentagem de lactose foi diferente (P<0,05) para a maior dose de substituição. O peso vivo (427,2 kg), condição corporal (2,74), glicose plasmática (74,63 mg dL-1), N uréico plasmático (16,74 mg dL-1), e ácidos graxos livres no plasma (417,81 mEq L-1) não foram afetados pelos tratamentos (P>0,05). Não houve diferença (P>0,05) no tempo de pastejo (7h51’), ruminação (7h59’), ócio (6h) e taxa de bocados (37,91 movimentos min-1). A Temperatura retal (38,76 e 39,61ºC) e freqüência respiratória (53,57 e 71,50 movimentos min-1), mensuradas às 8:00 e às 15:30 horas, respectivamente, não foram afetadas pelos tratamentos (P>0,05). O milho pode ser substituído pela polpa cítrica sem depreciar a produção e composição do leite. / Two experiments were conducted to study the partial substitution of fine ground corn by peleted pulp citric in the concentrate of lactating cows in middle lactation (Experiment I) and in late lactation (Experiment II), grazing elephant – grass pasture. The trials were conducted at the Animal Science Department of ESALQ/USP. In both experiments, the animals were grouped according to milk yield, days in milk and parturition order. The statistical designs were repeated 4 x 4 Latin Square. The data were analysed using the Proc GLM of SAS (1999). Experiment I: Eight Holstein cows (82 DIM and 522.9 kg LBW), at the beginning of the trial were used. The concentrates contained the following corn:peleted citrus pulp proportions: 100:0 (T0); 75:25 (T25); 50:50 (T50); 25:75 (T75). The cows received 7 kg of concentrate day-1 (6.3 kg of DM), fractionated in 2 daily meals. The pasture was fertilized with 80 kg N ha.month-1. The forage offer was of 33,6 kg DM of green leaves cow day-1. There was not difference (P>0.05) in the grazing time (7h22’), rumination time (8h36’), leisure time (5h56’) and biting rate (34.4 movements min-1). The rectal temperature (38.74 and 39.64ºC) and respiratory frequency (47.44 and 61.20 movements min-1), measured at 8:00 AM and at 3:30 PM, respectively, were not affected by treatments (P>0.05). There was not difference (P>0.05) in 3.5 % FCM yield (18.5 kg cow day-1), in the contents of milk fat (3.5%), protein (3.06%), lactose (4.40%) and total solids (13.02%), milk urea-N (15.01 mg dL-1) and of somatic cells (203.000 mL-1) were not affected by treatments (P>0.05). The LBW (536.8 kg), BCS (2.51), plasma glucose (75.90 mg dL-1), plasma urea-N (16.96 mg dL-1) and plasma free fat acids (456.12 mEq L-1) were not affected by treatments (P>0.05). Experiment II: Eleven cows were used, 7 Holstein and 4 Jersey (427.5 kg LBW and 153.22 DIM), at the beginning of the trial. The concentrates were 21.8% of CP (DM bases), and the respective corn:peleted citric pulp ratio were: 100:0 (T0); 75:25 (T25); 50:50 (T50); 25:75 (T75). The cows were fed 6.1 kg day-1 of concentrate (5.5 kg of DM), fractionated in 2 daily meals, after each milking. There was not difference (P>0.05) in 3.5 FCM yield (13.7 kg cow day-1), in the content of milk fat (3.8%), protein (3.37%) and total solids (13.27%), milk urea-N (14.34 mg dL-1) and somatic cells (140,450 mL-1). The lactose content was lower (P<0.05) for the 25:75 diet. The LBW (427.2 kg), BCS (2.74), plasma glucose (74.63 mg dL-1), plasma urea-N (16.74 mg dL-1), and plasma free fat acids (417.81 mEq L-1) were not affected by treatments (P>0.05). There were no difference (P>0.05) in the grazing time (7h51’), rumination time (7h59’), leisure time (6h) and biting rate (37.91 movements min-1). The rectal temperature (38.76 and 39.61ºC) and respiratory frequency (53.57 and 71.50 movements min-1), measured at 8:00 and at 15:30 hours, respectively, were not affected by treatments (P>0.05). The corn can be substituted by the citric pulp without depreciating the milk yield and content.