Orientador: Enrique Ortega Rodriguez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-22T05:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Azevedo_BrianCastelli_M.pdf: 3283586 bytes, checksum: 54f2fd129611e81474e022fe626ab428 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho buscou analisar a viabilidade da utilização de modelos matemáticos, que explicassem o comportamento do processo de extração sólido­líquido por difusão multiestágio em contracorrente, no dimensionamento de extratores que funcionam com o processo descrito. Os conceitos de "desenvolvimento sustentável" e dos chamados Sistemas Integrados de Produção de Energia e Alimentos (SIPEA) foram os pontos iniciais da pesquisa e fundamentais para a escolha do tipo de extrator e processo a ser estudado. A partir da revisão bibliográfica realizada sobre o processo de extração por difusão, identificando fatores que influênciam este processo, tipos de equipamentos e modelos de análise da extração, escolhemos o método proposto por Schwartzberg,e Desai como o mais interessante para o desenvolvimento do nosso estudo. Os autores consideram uma dependência entre os estágios com relação a fração de soluto retirada. A dificuldade de entender fisicamente esta dependência levou-nos a propor um modelo alternativo que visse o processo como sendo uma somatória de estágios independentes. Para verificação da validade dos modelos foram elaborados programas de computador que simulam o comportamento do processo de extração e compara o perfil de concentração simulado com o perfil experimental obtido em um extrator tipo Kennedy em escala piloto. Os resultados do estudo da variação da relação líquido-sólido (a) e do número de Fick permitiram constatar, tomando certos cuidados na determinação dos parâmentros de entrada, a possibilidade do uso dos dois modelos para o desenvolvimento de um método de análise visando o dimensionamento de extratores multiestágios em contracorrente. O modelo alternativo mostrou-se o mais adequado para este desenvolvimento pois permite a utilização do a usado no cálculo da eficiência do equipamento. / Abstract: It was intended to analise the viability of using mathematical models, to explain the behaviour of the diffusional solid-liquid extraction in a counter-courrent, multi­stage process equipment, for the desing of industrial extractors. The concepts related with "Sustained Development" and "Integrated Systems for Food and Energy Production" were the initial marks for the development of this research. Based on bibliography review of theoretical basis of diffusional extraction process, the factors that influence the process, kinds of equipments and some models that describe the extraction process, the method proposed by Sehwartzberg and Desai is considered as the most interesting model. These authors considered a dependency of the fraction of solute separated from the matrix in relation with stages. A problem of explanation in this methodology make us to propose and alternative method of calculation, that sees the whole process as somatory of inter-independent stages. For the verification of the validity of the two models were elaborated two computer programs that simulate the behaviour of the extraction process and lets do the comparation between the concentration profile obtained by the computer simulation and the experimental profile obtained with a pilot plant extractor (Kennedy type). The results of the studies carried out to show the variation of the extraction yield with different values of two variables: the liquid-solid relation (a) and the number of Fick. evidences the possibility of using both methods as design tool in process equipment calculation. The alternative model showed to be the most adequate for development a method to analise the dimension of multi-stage extractors in a counter -courrent. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Alberto Luiz de Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:13:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_ArlanLucasde_M.pdf: 4083270 bytes, checksum: 74b00448623ad157e508b86105bc7f02 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho, estuda-se transferência de massa entre fases com reação química.Um modelo matemático, que propicia o cálculo do fluxo mássico associado a um processo de borbulhamento, é confrontado com dados experimentais obtidos em laboratório. O modelo, que poderia denominar-se modelo difusivo transiente, é utilizado para descrever a transferência de massa interna à bolha e tem como hipótese fundamental a transferência de massa exclusivamente por difusão molecular na fase gasosa (bolhas). O líquido, por sua vez, absorve e reage quimicamente com um dos componentes proveniente da fase gasosa (bolhas). Salienta-se o caráter transiente das condições interfaciais e a ausência de quaisquer efeitos térmicos. Para obtenção das pressões parciais dentro da partícula esférica, bem como os fluxos de massa, a equação da difusão (2ª Lei de Fick) foi resolvida numericamente pelo método de Colocação Ortogonal. Um pequena coluna de borbulhamento em acrílico, com seção retangular de 13,7 x 15,0 cm foi construída, onde um difusor cônico distribuía o gás através de cinco furos (1 mm de diâmetro) pela base da coluna. A tabela abaixo mostra os sistemas estudados, explicitando-se os gases (sempre balanceados com nitrogênio) e os solventes utilizados... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Interface mass transfer with chemical reaction is studied in this work. A mathematical model, which gives a mass flux associated with a bubbling process, is compared with experimental results. The model, for which the fundamental hypothesis is that mass transfer occurs only by molecular diffusion at the gas phase (bubbles), has been used to compute the mass flux into bubbles. As well as absorbing the soluble gas, the solvent should also react to it. It is pointed out the unsteady state interface conditions and that bubbling occurs at constant temperature. The diffusion equation (Fick's second law) has been solved to determine the partial pressure into sphericalparticles and the mass fluxes through the Orthogonal Collocation method. The experimental studies were performed in an acrylic column with a rectangular cross section (13.5x15 cm) in semibatch regime The gas mixture was fed continuously at the bottom of the column through a distribution cone. Between the cone and the column there was a perforated plate with tive oritices of 1 mm in diameter. Table I shows the gases and solvents chosen... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Sergio Persio Ravagnani, Lucia H. I. Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T10:54:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moncao_AnaPaulados_M.pdf: 2013063 bytes, checksum: c53abd549d973c08134f44a47800b23e (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho, hidrogéis de poli(2-hidroxietil metacrilato) ¿ PHEMA foram preparados por reticulação química, usando N,N¿ metileno ¿ bis ¿ acrilamida como agente reticulante. Hidrogéis de diferentes graus de reticulação foram obtidos variando-se a concentração do reticulante de 0,12% a 3% (p/p). Os filmes de PHEMA obtidos foram caracterizados através de análise de calorimetria diferencial de varredura ¿ DSC, microscopia eletrônica de varredura ¿ MEV e ensaio de tração. Dentre essas análises, o ensaio de tração foi o que mais mostrou as alterações das propriedades dos hidrogéis obtidos. O intumescimento foi estimado a partir da variação ocorrida no peso das amostras quando atingiram o equilíbrio, imersas em água destilada e solução tampão a pH=1, à temperatura ambiente. Observou-se que há influencia do meio externo no intumescimento do hidrogel. Os estudos da difusão foram realizados utilizando-se Rodamina B como espécie difusiva. As análises de difusão foram realizadas a ¿37 GRAUS¿C, em solução tampão de pH=1 e água destilada, pH~7. o coeficiente de difusão do soluto (D) foi calculado através da '2 POT. a¿ lei de Fick. Os dados experimentais obtidos e a elaboração de um modelo matemático permitiram a avaliação do coeficiente de difusão, utilizando-se métodos numéricos iterativos, os resultados obtidos mostraram que há reticulação física na formação do hidrogel de PHEMA, permitindo a sua utilização sem agente reticulante. Com a adição do agente reticulante, observou-se uma significativa alteração do coeficiente de difusão / Abstract: In this work, hydrogels of poly (2 ¿ hydroxyethyl methacrylate) ¿ PHEMA were prepared by chemical crosslinks using N, N¿methylene ¿ bis ¿ acrylamide as the crosslinking agent. Hydrogels with different crosslinking degrees were obtained by varying the crosslinker concentration from 0.12% up to 3.0% (w/w). the films of PHEMA obtained were characterized by differential scanning calorimetry ¿ DSC, scanning electron microscopy ¿ MEV and mechanical properties. The mechanical tensile test was the method of characterization that showed more properties variation of the hydrogels obtained. The swelling was estimated by the variation in the samples weight when they reached the equilibrium, after have been immersed into distilled water and buffer solution at room temperature. It was observed that there is influence of the pH in the hydrogel swelling. The diffusion studies were carried out using Rhodamine B as the diffusive model specimen. The diffusion analysis were conducted at ¿37 GRAUS¿C, in buffer solution at pH=1 and distilled water at pH~7. The Fick¿s Second Law has been used to calculate the solute diffusion coefficient (D). The experimental data obtained and the mathematical model elaborated permited the evaluation of diffusion coefficient using iterative numerical methods. The results obtained have shown that there is physical crosslinking in the PHEMA hydrogel formation, so its utilization without crosslinker was permited. A significative variation of the diffusion coefficient was observed when the crosslinking agent was added. / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Florencia Cecilia Menegalli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-23T17:42:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mauro_MariaAparecida_D.pdf: 7682609 bytes, checksum: 787bcd39c92d2a415c4177f2e3dcd5ae (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Estudou-se o comportamento no equilíbrio e a cinética da desidratação por imersão de tecidos vegetais, considerando-se o meio multicomponente, a estrutura multifásica da célula vegetal e suas variações durante o processo, bem como as propriedades termodinâmicas da água nas diferentes fases O comportamento do tecido vegetai em equilíbrio com soluções desidratantes foi bem representado através de imagens microscópicas, com as quais determinaram-se correlações que representam os volumes das diferentes fases da célula vegetal em função da concentração da água. Para tanto, aplicou-se um modelo que prediz quantitativamente a repartição de água no tecido (MARCOTTE & LeMAGUER, 1991), baseado em aproximações termodinâmicas, determinando-se os volumes das fases, os quais foram comparados com volumes determinados através das imagens microscópicas e também comparados com outros volumes calculados a partir de dados experimentais de concentrações e volumes globais no equilíbrio. Foi desenvolvido um modelo matemático de duas equações para processos de difusão transiente em tecidos biológicos, considerando a interferência entre a difusão dos diferentes componentes, além de descrever os coeficientes difusiorsais e o encolhimento volumétrico do material como funções da concentração. O tecido celular, um meio poroso a nível microscópico, foi tratado como um continuam, o que possibilitou descrever o fenômeno em termos de quantidades mensuráveis. A influência da configuração das interfaces a nível celular, e das propriedades físicas do meto sobre as mesmas, foi computada através de um problema à parte, o "closure" Para a aplicação do modelo, coletaram-se dados de perfis de concentração de água e sacarose em batata imersa em solução constituída pelas referidas espécies, determinando-se experimentalmente uma expressão de encolhimento em função da concentração. As equações de continuidade para água e sacarose ajustaram-se aos resultados experimentais, obtendo-se expressões para os coeficientes efetivos principais e cruzados das duas espécies, em função da concentração. Com a resolução numérica do problema "closure" para um modelo geométrico simplificado de estrutura celular, determinaram-se os coeficientes de difusão nas diferentes fases da célula, o que permitiu uma análise da influência relativa dos mesmos sobre o transporte de massa / Abstract: The equilibrium behavior and the kinetics of osmotic dehydration of vegetable tissues were studied considering a rnulticomponent medium, the multiphase structure of vegetable cell and their changes during the process, and the thermodynamics properties of water at different phases. Microscopic images were able to represent in good agreement the behavior of vegetable tissue. With these images, expressions for the different phases of vegetable cell were determined as a function of water concentration, A model based in thermodynamic approach was applied, which predicts quantitatively the repartition of water in tissue (MARCOTTE & LeMAGUER, 1991), The phase volumes were determined and compared with those calculated by microscopic images and also with values calculated by experimental data of concentrations and total volumes at equilibrium. A two-equation mathematical model for transient diffusion processes was developed to formulate a theory of mass transfer in biological tissues which takes into account the interference between the fluxes, and diffusion coefficients and shrinkage of material as a function of concentration. The cellular tissue, a porous media, was treated as a continuum, to enable description of the phenomena in terms of measurable quantities. The effect of the microscopic configuration of the interfaces and physical properties of the medium on the interfaces was computed by a closure scheme. The spatial distribution of water and sucrose was determined for potato immersed in a concentrated aqueous solution of sucrose. An expression for shrinkage as a function of concentration was obtained. The equations of continuity were well fitted to experimental data of water and sucrose by using the effective diffusion coefficients - two straight and two cross coefficients. The numeric solutions of the closure scheme for a simplified geometrical model of the cellular system permitted to estimate the diffusion coefficients for the different phases of the cell, and to demonstrate the relative contributions of the different coefficients on the mass transport / Doutorado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Luiz Carlos Kretly / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-27T07:31:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GuassiJunior_Alexandre_M.pdf: 3422100 bytes, checksum: 137de903650f4affa0fe36453e6191fe (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um conjunto de processos de baixo custo para fabricação de células solares. As células solares foram fabricadas utilizando lâminas de silício monocristalino, com orientação cristalografica < I OO> e resistividade típica de 4.1 à 9.0 ohm.cm, tipo p dopadas com boro. Ajunção n-p foi obtida por difusão usando papéis dopantes. Estes papéis são de dois tipos, os que possuem boro e os com fósforo.A montagem de um conjunto de lâminas de silício com estes dopantes, dispostos alternadamente, permitiu a obtenção de uma estrutura n-p/p+, numa mesma etapa de processo. Esta estrutura mostrou-se muito interessante, pois melhora o contato ôhmico posterior como também constrói uma estrutura denominada "Back Surface Field" a qual provocará um aumento no rendimento da célula solar. Os contatos, tanto na parte superior como na posterior, foram feitos usando o processo de "Nickel eletroless plating" e "Bright eletroless gold plating",métodoque permite a obtenção de um bom contato ôhmico e com boa aderência / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores : Sergio Persio Ravagnani, Choyu Otani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T23:33:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Libardi_Juliano_D.pdf: 1948644 bytes, checksum: 8e209152ac6e1264f50427fa51a998f2 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os propelentes compósitos à base de polibutadieno líquido hidroxilado (PBLH) utilizados na produção dos motores foguete a propelente sólido (MFPS), desenvolvidos no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), podem sofrer alterações em suas propriedades físicas devido ao processo de difusão de plastificantes entre as interfaces das camadas de propelente e de proteção térmica, que reveste a parede interna deste motor. A ocorrência deste fenômeno afeta diretamente a integridade estrutural dos motores e conseqüentemente seu desempenho. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um programa computacional, em linguagem FORTRAN, para calcular os coeficientes de difusão a partir das concentrações dos plastificantes dioctilazelato (DOZ), dibutilftalato (DBF) e dioctilftalato (DOP) presentes nas camadas do propelente sólido, liner e borracha isolante, respectivamente. Para a realização dos cálculos computacionais foi adotado o modelo matemático proposto pela segunda Lei de difusão de Fick. O coeficiente de difusão foi obtido por meio da solução da equação não linear deste modelo com auxílio de métodos numéricos iterativos. Os dados de concentração utilizados no software foram obtidos em amostras contendo as interfaces de propelente/liner/borracha envelhecidas a 50°C e a 80°C. Na primeira condição, foi adotado o período de envelhecimento entre 30 a 125 dias após a cura do propelente. As amostras utilizadas nesta etapa foram preparadas com o liner LHNA que é produzido à base do polímero polibutadieno líquido hidroxilado e curado com o tolueno diisocianato. Foi verificado, por meio dos resultados obtidos, que houve pouca variação nos valores das concentrações dos plastificantes ao longo do envelhecimento, indicando que neste período a difusão entre as interfaces estudadas apresentou um estado próximo ao equilíbrio. Neste caso, os coeficientes não foram calculados devido ao modelo adotado executar os cálculos com base nas diferenças de concentração do plastificante na região estudada ao longo do tempo. Na segunda condição pesquisada as amostras foram envelhecidas a 80°C por um período entre 0 e 31 dias após o término da cura do propelente. Neste caso, os corpos de prova foram preparados com dois tipos diferentes de liner: LHNA e LHNT, este último também é produzido à base do polímero PBLH, no entanto, o LHNT é curado com o isoforona diisocianato que promove maior do reticulação do liner. O programa realizou os cálculos com sucesso e os coeficientes obtidos revelaram que a aplicação de um "liner" com maior densidade de ligações cruzadas reduz, como esperado, o processo de difusão dos plastificantes. Os dados experimentais e os simulados pelo programa exibiram bom ajuste entre si, revelando que o modelo aplicado é válido. Para verificar o efeito da difusão dos plastificantes sobre a dureza do propelente foram realizados testes de dureza Shore A em diferentes regiões dos corpos de prova. Alterações nesta propriedade, ao longo do envelhecimento, podem comprometer a integridade estrutural do motor foguete. Os testes foram executados em amostras de propelente envelhecidas a 80°C e a temperatura ambiente por um período máximo de 54 dias após a cura. Para as amostras mantidas à temperatura ambiente foi verificado o aumento dos valores de dureza ao longo de tempo de envelhecimento e para as amostras armazenadas a 80°C os valores diminuíram no mesmo período de análise. / Abstract: The hydroxyl-terminated (HTPB) based solid composite propellant used in the production of solid rocket motors, developed in the Institute of Aeronautics and Space (IAE), can suffer changes of physical properties due to the diffusion process of plasticizers between the interfaces layers of propellant and thermal insulation. The occurrence of this phenomenon affects directly the structural integrity of the rocket motor and consequently its performance. The aim of this work was to develop a computational program, in FORTRAN language, to calculate the diffusion coefficient, from the concentration data, of plasticizers dioctyl azelate (DOZ), dibutyl phthalate (DBF) and dioctyl phthalate (DOP) contained into layers of propellant, liner and insulation rubber, respectively. The mathematical model proposed by Fick's second law of diffusion was used in computational calculus. The diffusion coefficient was obtained by solution of non liner equation of this model which is solved with assistance of iterative numeric methods. The concentration data used by the software were obtained from samples containing the interfaces of propellant/liner/rubber aged at 50°C and 80°C. In the first condition, the aging was executed between 30 and 125 days after the end of cure. From these results was verified that diffusion process practically reached the equilibrium state. In this case, the diffusion coefficients were not calculated once the mathematical model is based on concentration differences of plasticizers over aging. In the second condition, the samples were aged at 80°C between 0 and 31 days after the end of cure. In this case, the samples were prepared with two different types of liners: LHNA and LHNT, which has higher crosslinking density and is also hydroxyl-terminated polybutadiene based, however, the LHNT is cured with isophorone diisocyanate which is responsible for higher crosslinking. The program executed the calculus with success and the results obtained revealed that the diffusion process is reduced by the application of the liner with higher crosslinking density. It was observed good agreement between the experimental and simulated results showing that the model applied is valid. The Shore A tests was achieved to verify the effects of diffusion on hardness of propellant in different regions of the sample. Changes in propellant hardness over the aging may compromise the structural integrity of the rocket motor. In this study, the analyses were executed in samples aged up to 54 days after the end of cure and submitted to 80°C and room temperature conditions. To samples stored at room temperature the hardness values increased with time while it decreased for samples at 80°C at the same period. / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2017-04-26T11:46:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação mestrado ien 2017 Willian Vieira de Abreu.pdf: 3750943 bytes, checksum: aa43def40faa54d93e960561f7604e9b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T11:46:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação mestrado ien 2017 Willian Vieira de Abreu.pdf: 3750943 bytes, checksum: aa43def40faa54d93e960561f7604e9b (MD5) Previous issue date: 2017-02 / No presente estudo objetivou-se realizar a análise das equações da cinética espacial aplicada em reatores unidimensionais tipo slab visando utilização em reatores Accelerator-driven System (ADS). A princípio, as equações estacionárias de nêutrons foram discretizadas por diferenças finitas com o esquema centrado na malha e, então, colocadas na forma matricial, com o fim de se monitorar o valor do Keff. Posteriormente, esse parâmetro foi aplicado em códigos que resolvem as equações da cinética espacial unidimensional no reator de interesse, utilizando, como referência, o método de Euler Implícito. Além disso, também foi utilizado o método de de Runge-Kutta com o controle do passo no tempo, modificado com os parâmetros de Kaps-Rentrop e de Shampine. Para certificar a correta resolução das equações da cinética por parte dos códigos, realizou-se sua validação em um Benchmark conhecido, o BSS6, dividido em dois casos: A1 e A2. Em seguida, transientes de relevância em reatores ADS e com a presença de uma fonte externa foram simulados. Com estas simulações, foi possível verificar que os códigos desenvolvidos mostraram resultados coerentes com o Benchmark, o que possibilitou a simulação dos transientes planejados. Com relação aos transientes, o código que utilizou o método de Runge-Kutta se comportou adequadamente e apresentou erros relativos percentuais abaixo de 1%, tanto para o parâmetro de Kaps-Rentrop, quanto para o parâmetro de Shampine, quando comparados ao método de Euler Implícito. Ademais, os transientes simulados através do método Runge-Kutta, independente do parâmetro, em quase todos os casos, foram mais rápidos que aqueles do método de Euler Implícito. Por fim, a partir desses dados, conclui-se que o código com controle no passo tempo foi eficiente e pode reduzir o tempo de processamento em transientes mais complexos. / In this study, we aimed to analyze the equations of spatial kinetics applied in one-dimensional slab reactors for use in Accelerator-driven System (ADS) reactors. At first, the neutron stationary equations were discretized by finite differences with the mesh-centered scheme and, then, placed in the matrix form to monitor the Keff value. Subsequently, this parameter was applied in codes that solve the one-dimensional spatial kinetics equations in the reactor of interest, using as reference the Implicit Euler method. In addition, the Runge-Kutta method with time step control, modified with Kaps-Rentrop and Shampine parameters, was also used. In order to certify the correct resolution of the kinetic equations by the codes, their validation was performed in a known Benchmark, the BSS6, divided into two cases: A1 and A2. Thereafter, transients of relevance in ADS reactors and with the presence of an external source were simulated. With these simulations, it was possible to verify that the developed codes showed results consistent with the Benchmark, which allowed the simulation of the planned transients. Regarding the transients, the code which used the Runge-Kutta method behaved properly and presented a percentual deviation of less than 1, for both the Kaps-Rentrop and the Shampine parameters, when compared to the Implicit Euler method. In addition to that, the transients simulated through the Runge-Kutta method, independently from the parameter, in almost all cases, were faster than those which used the Implicit Euler method. Finally, from these data, it was possible to conclude that the code with control in the step time was efficient and can reduce the processing time in more complex transients.

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-12-14T12:13:34Z No. of bitstreams: 1 CASSIANO RICARDO ENDRES DE OLIVEIRA M.pdf: 4015874 bytes, checksum: a0b94be4305a00ed59e62a4991dacc7c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T12:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CASSIANO RICARDO ENDRES DE OLIVEIRA M.pdf: 4015874 bytes, checksum: a0b94be4305a00ed59e62a4991dacc7c (MD5) Previous issue date: 1980-10 / Uma análise preliminar do método de matrizes respostas feita, com relação a sua aplicação na solução das equações multigrupo-difusão. A formulação a uma dimensão é apresentada e utilizada para testar alguns tipos de expansões para o fluxo, com vistas a solução do problema a duas dimensões por este método. Esta formulação resolve ainda, as equações que surgem do algoritmo da síntese integro-diferencial. A convergência lenta do método da potência, utilizado na solução do problema de auto-valor, e sua aceleração através do método dos polinômios de Chebyshev, também são estudadas. Um algoritmo para a estimativa da razão de dominância e apresentado, baseando-se no resíduo dos vetores de duas interações sucessivas. Esta razão, que não é conhecida a priori, é fundamental, para a eficiência do método. Alguns problemas foram resolvidos numéricamente, de modo a testar a formulação ID do método de matrizes resposta, sua aplicação a síntese e ao mesmo tempo, o algorítmo para a aceleração do problema de fonte.

Orientador: Aloisio Jose Antunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-02T11:31:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yoshida_CristianaMariaPedroso_D.pdf: 55454486 bytes, checksum: bc5d0503912bc9dddb102fc68eeda1c8 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A formação de filmes protéicos de soro de leite vem sendo estudada para a aplicação como embalagem alternativa, devido às vantagens que proporciona, como, propriedades de barreira à transferência de massa, características nutricionais favoráveis, caráter biodegradável e a agregação de valor à um descarte industrial. O objetivo deste estudo foi determinar a melhor formulação para a obtenção de filmes protéicos de soro de leite, quanto à concentração de proteína, plastificante e pH, avaliando através das principais propriedades de barreira e mecânicas; a incorporação de lipídio na solução filmogênica, visando reduzir a permeabilidade ao vapor d'água; o cálculo do coeficiente de difusão do vapor d'água através dos filmes; a obtenção de filmes por modificação enzimática utilizando a enzima transglutaminase; e a aplicação dos filmes protéicos de soro de leite, verificando as características finais encontradas. Inicialmente, a formulação padrão foi determinada através do estudo dos efeitos provocados pela concentração de proteína, concentração de plastificante e pH na obtenção dos filmes por desnaturação térmica, utilizando um planejamento fatorial completo (23+pontos axiais), sendo avaliados pelas características finais: solubilidade protéica, permeabilidade ao vapor d'água, tensão na ruptura e elongação, definindo uma melhor formulação (filme padrão) composta por 6,5% proteína, 3,0% plastificante (glicerol) e pH 7,0. A partir desta, um composto hidrofóbico (ácido esteárico) foi incorporado em diferentes concentrações e pH, visando reduzir a permeabilidade ao vapor d'água, que é alta em filmes protéicos devido à natureza hidrofílica das proteínas. A adição foi feita através de homogeneização formando um filme emulsionado, em concentrações ideais para manter boas propriedades mecânicas. Não foi possível obter filmes emulsionados em pH ácido, e a melhor formação foi em pH 9,0 com a adição de 0,50% de ácido esteárico, com o menor valor de permeabilidade ao vapor d'água e boas propriedades mecânicas, mas optou-se por trabalhar em pH 7,0, que também apresentou menor permeabilidade ao vapor d'água. A transferência de vapor d'água através de filmes padrão e emulsionado foi comparada a partir do cálculo do coeficiente de difusão obtido dos dados de adsorção de umidade (25°e e 75% de umidade relativa) e a Lei de Fick, em diferentes posições, observando que na posição vertical foi possível diferenciar a característica hidrofílica com a adição de um composto hidrofóbico, ao contrário da posição horizontal que evidenciou a formação de uma emulsão instável. A estrutura da matriz filmogênica está diretamente relacionada com as características finais dos filmes, assim, outra metodologia foi aplicada para a obtenção de filmes protéicos de soro de leite com melhores propriedades mecânicas e barreira, a modificação enzimática utilizando a enzima transglutaminase microbiana. A concentração de enzima e o tempo de reação foram testados, observando a formação de uma matriz filmogênica mais estável ou com maior número de ligações isopeptídicas entre as cadeias protéicas, reduzindo a permeabilidade ao vapor d'água, aumentando a tensão na ruptura e a porcentagem de elongação, na concentração de 10Ulg proteína e 180 minutos de reação, trabalhando nas condições ótimas da enzima (500e e pH 7,0). A formação de um polímero de maior peso molecular, correspondendo a matriz filmogênica, foi constatada através dos perfis eletroforético e cromatográfico. Os filmes padrão, emulsionado e modificado enzimaticamente foram aplicados em um sistema de embalagem contendo pedaços de maçã, verificando as características finais de propriedade de barreira ao vapor d'água e mecânicas através da perda de peso, teor de umidade e textura final das maçãs, além da propriedade de barreira a gases através da mudança de cor da maçã em função do tempo de armazenamento. A partir destes resultados, concluiu-se que filmes protéicos de soro de leite apresentam características para serem aplicados como embalagem alternativa prolongando o armazenamento e mantendo a integridade de um alimento, proporcionando uma moderada barreira à umidade e gases. / Abstract: Whey protein films offer potential to extend the shelf lite and improve quality of food systems by acting as a mass transfer barriers. Other advantages are the biodegradability characteristic, nutritional value aggregated and the industrial discard applying. The aim of this work was evaluated the protein, plastieczer concentration and pH values of the solution to film formation applying heat denaturation; obtained emulsion film adding stearic acid; determined the water vapor diffusion coefficient through protein films; produced whey protein films by enzymatic modification using microbial transglutaminase; and the film application as a food packaging. Protein concentration, plasticizer concentration and pH values were optimized to obtain flexible whey protein films, using an experimental design (response surface methodology). The effect of these variables was investigated at a film formation conditions analyzing the final properties of the films as protein solubility, water vapor permeability, tensile strength and elongation. The optimum conditions was reached at 6,5% protein, 3,0% plasticizer (glycerol) and pH 7,0. The predominantly hydrophilie nature of proteins results in a poor moisture barrier, then a hydrophobic component (stearic acid) was incorporated in a film solution at different ratios and pH (5,0, 6,0, 7,0 e 9,0) forming a emulsion film with reduced water vapor permeability. Intact films could not be obtained at acidic pH and the minimum water vapor permeability was observed at pH 9,0, adding 0,5% of stearic acid. The water vapor diffusion coefficient was determined through whey protein films with and without stearic acid. An experimental procedure was developed for measuring the gain moisture (weight) in function of time data at 75% relative humidity and 25°C. A diffusion mechanism followed linear Fiek's law. The effect of the film position (vertical, horizontal with the external face upward and downward) was compared. The addition of stearic acid (1,0%) led to a reduction diffusivity in a vertical plane, but in a horizontal plane, an unstable emulsion was observed. Mechanical and barrier properties are influenced by the network structure of the films, then an enzymatic crosslinking was applied to form whey protein films using microbial transglutaminase to improve the barrier and mechanical properties. Changes in water vapor permeability, protein solubility, tensile strength and elongation were evaluated in function of the enzyme concentration and incubation time at 50°C and pH 7,0 (optimum conditions of transglutaminase). Intermolecular isopeptide crosslinking produced a polymeric network redueing the water vapor permeability and increasing the tensile strength and elongation at 10U/g protein of transglutaminase and 180 minutes of incubation time. SDS-PAGE and size-exclusion-HPLC showed a high molecular weight polymer formation corresponding a film matrix. Films sobtained by heat denaturation, emulsion method and enzymatic modification were applied in a food system (cylinders of apples) to verify the final characteristics of films in function of storage time, evaluating the moisture barrier comparing the weight loss, moisture and texture profile, and the gas permeability measured by the apple color change. Whey protein films could be applied as a alternative packaging to extend the shelf lite of foods, acting as a moderate moisture and gas barrier, with good meehanical properties (strong and flexible protein films). / Doutorado / Doutor em Alimentos e Nutrição

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7738_1.pdf: 1254298 bytes, checksum: 9d688e6cc529684dc105fff0e374570e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Sólidos consolidados são largamente utilizados na indústria, onde o transporte de água e/ou outros líquidos têm um papel importante na eficiência de muitos dos processos industriais. Alguns exemplos desses materiais sólidos são caulim, alumina e zeólita. Em particular, as zeólitas têm muitas aplicações na indústria petroquímica. Devido a sua porosidade em várias escalas de comprimento ela é utilizada como suporte em reações catalíticas e como peneiras moleculares. A maioria dos estudos de transporte de água em zeólitas é conduzida em meios saturados com vapor. Diferentemente, nesta investigação estamos interessados em estudar o transporte de água líquida, no regime difusivo, em sólidos consolidados de zeólita em pó. A difusão da água, nestes sistemas, pode ser medida de forma direta ou indireta, e tem várias escalas de comprimento, usando-se técnicas de ressonância magnética nuclear (RMN). Neste estudo conduzimos vários experimentos onde amostras de zeólitas foram colocadas diretamente em contato com um reservatório de água. O ingresso da água nas amostras foi acompanhado através da obtenção de imagens por ressonância magnética nuclear (IRM). A análise de perfis de concentração de água em função do comprimento de penetração no sólido, em vários instantes de tempo, indica que o ingresso da água é um processo subdifusivo, a chamada difusão anômala, com vários graus de subdifusão, aparentemente, dependente do protocolo de secagem de amostras reutilizadas. Numa análise baseada em um modelo de difusão com derivada temporal fracionária, discutiremos os possíveis mecanismos que conduzem à subdifusão da água nestes sistemas