RODRIGUES, Delane da Costa. Elaboração de filmes de emulsão a partir de galactomanano de algaroba e xiloglucano de tamarindo. 2016. 131 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2017-01-12T22:27:23Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_dcrodrigues.pdf: 4283494 bytes, checksum: f02b8fcde738e8644e8140710fccc60a (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-19T13:02:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_dcrodrigues.pdf: 4283494 bytes, checksum: f02b8fcde738e8644e8140710fccc60a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-19T13:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_dcrodrigues.pdf: 4283494 bytes, checksum: f02b8fcde738e8644e8140710fccc60a (MD5) Previous issue date: 2016 / There has been an increasing interest in using biomaterials extracted from renewable agricultural resources or industrial by-products because of their high availability, and as a way to add value to those by-products. This need has motivated the search for new materials with film forming abilities. A great variety of materials such as polysaccharides, proteins, and lipids have been used for development of biodegradable (or even edible) films and coatings. Natural polysaccharides such as galactomannan and xyloglucans, extracted from mesquite (Prosopis juliflora) and tamarind (Tamarindus indica) seeds, respectively, may be used for production of edible films and coatings, due to their biodegradability, ability to form cohesive polymeric networks, and safety for food applications. Through the signs of the anomeric carbons, identified by NMR (Nuclear Magnetic Resonance), it was possible to confirm the presence of galactomannan (GM) and xyloglucan (XG) the extracted materials. Polysaccharides such as GM and XG extracted, respectively, mesquite (Prosopis juliflora) and tamarind (Tamarindus indica), may be such alternative materials for the production of films and coatings, with the basis of their biodegradability, ability of forming polymer networks cohesive and safety for use in food. The extraction yields of galactomannan and xyloglucan were 6.6 and 10.1% (w/w), respectively. The polysaccharides were confirmed by NMR (Nuclear Magnetic Resonance) as GM and XG. The bands attributed to polysaccharides in the sample were identified by FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) in the region around 750-1300 cm-1 for the two biopolymers. The monosaccharide weigth ratios (%) were; for GM (by HPLC - High Performance Liquid Chromatography), mannose: galactose, 20.35:15.40, and for XG (by GC-MS), glucose: xylose: galactose, 46.47:24.87:17.52. Film forming galactomannan and palm fruit oil (PFO) emulsions were prepared by mixing PFO nanoemulsions with GM and glycerol in order to obtain films by casting. Similarly, film forming emulsions from XG and sesame oil (SO) were prepared. Increased vegetable oil contents (PFO or SO) resulted in increased hydrophobicity reflected as increased water contact angle, and decreased water solubility and water vapor permeability. However, transparency and mechanical properties of films (except elongation at break) were impaired by high lipid concentrations. Sonication provided a more uniform dispersion of lipid droplets, as indicated by the Scanning Electronic Microscopy (SEM) images. The presence of lipids in the films was noticeable due to the appearance of relatively uniform and well dispersed oil droplets within the polysaccharide matrix. / Existe, atualmente, um interesse crescente no uso de materiais extraídos de recursos agrícolas renováveis ou subprodutos industriais, devido a sua maior disponibilidade e como uma alternativa para fornecer maior valor agregado a estes subprodutos. Essa necessidade tem motivado a busca por novos materiais com habilidades de formação de películas. Os polissacarídeos, tais como os galactomananos (GM) e os xiloglucanos (XG) extraídos da algaroba (Prosopis juliflora) e do tamarindo (Tamarindus indica), respectivamente, podem ser estes materiais alternativos utilizados para a produção de filmes e revestimentos, tendo como base a sua biodegradabilidade, capacidade de formação de redes poliméricas coesas e segurança para o uso em alimentos. O objetivo desta pesquisa foi elaborar e analisar as propriedades físicas de filmes obtidos a partir de GM de algaroba e XG de tamarindo, emulsionados com óleos vegetais, óleo de palma (OP) e óleo de gergelim (OG), respectivamente. Os rendimentos de extração de GM e XG foram 6,6 e 10,1% (m/m), respectivamente. Por meio dos sinais dos carbonos anoméricos identificados por RMN (Ressonância Magnética Nuclear), foi possível confirmar a presença de GM e XG nos materiais extraídos. As bandas características de polissacarídeos, na amostra, foram identificadas por FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) na região em torno de 750 - 1300 cm-1 para os dois biopolímeros. As proporções mássicas de monossacarídeos (%) foram: para o GM (por HPLC - High Performance Liquid Chromatography): manose: galactose, 20,35: 15,40; e para o XG (por CG-MS), glicose: xilose: galactose, 46,47: 24,87: 17,52. Emulsões filmogênicas de GM e OP foram preparadas através da mistura de nanoemulsões de OP com GM e glicerol, a fim de se obter filmes por casting. E assim, da mesma forma, as emulsões filmogênicas de XG e OG foram preparadas. O aumento no teor do óleo vegetal (OP ou OG) resultou no aumento da hidrofobicidade, refletida pela aumento dos ângulos de contato da água e pela dimuição da solubilidade em água e permeabilidade ao vapor de água. Entretanto, a transparência e as propriedades mecânicas dos filmes (exceto elongação na ruptura) foram prejudicadas com a concentração elevada de lipídios. A utilização da sonicação proporcionou uma dispersão mais uniforme das gotículas lipídicas, visualizadas por meio das imagens obtidas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A presença de lipídio nos filmes emulsionados foi notória devido ao aparecimento das gotículas de óleo, que foram relativamente uniformes e bem dispersas dentro da matriz polissacarídica.

VALE, A. C. Estudo laboratorial da viabilidade do uso de fibras de coco em misturas asfálticas do tipo SMA. 2007. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2011-12-21T16:05:25Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_acvale.pdf: 3823626 bytes, checksum: a5ec583e024d2baf01e36e96283f0b4d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2011-12-21T16:07:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_acvale.pdf: 3823626 bytes, checksum: a5ec583e024d2baf01e36e96283f0b4d (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-21T16:07:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_acvale.pdf: 3823626 bytes, checksum: a5ec583e024d2baf01e36e96283f0b4d (MD5) Previous issue date: 2007 / The technology of asphalt materials and mixtures evolves very in these last three decades in the Europe and the North America. To the rolling layer, it comes growing the use in developed countries of more resistant and more durable asphalt mixtures, being that some of these solutions involve the job of discontinous graduation, as the SMA (Stone Matrix Asphalt). The main objective of this research presents the evaluation of the potential use of coconut fibers in the mixture SMA with different aggregate gradations using both the Marshall and Superpave (level 1) desing method. The differences between these two design methods are: (i) theoretical maximum specific gravity (Gmm) determination; (ii) compaction method and (iii) short-term aging of the mixtures. It was selected to this research dense mixtures with 4% air voids. The Gmm was determined indirectly from the mixture composition and the relative densities of the constituents of the mixes, and through the uses of a vacuum pump (Rice method). Short-term aging was considered just in the Superpave design, with 2 hours in the oven at the compaction temperature. The design results showed the same optimum asphalt content for Marshall and Superpave mixtures. The mechanical behavior of the mixtures was evaluated by: the indirect tensile strenght, resilient modulus, fatigue life (stress controlled) and resistance to moisture damage. The results show that the coconut fibers meet current requirements. This analysis of the viability of the use of the local fiber is important for the Northeast region, due to valuation of regional material e, also, for economically viable when being compared with the fiber of cellulose due its abundance in the region. / A tecnologia de materiais asfálticos e de misturas evoluiu muito nas últimas três décadas na Europa e na América do Norte. Para a camada de rolamento, em países desenvolvidos vem crescendo a utilização de misturas asfálticas mais resistentes e mais duráveis, sendo que algumas destas soluções envolvem o emprego de graduação descontínua, tal como o SMA (Stone Matrix Asphalt – Matriz Pétrea Asfáltica). O objetivo desta pesquisa é avaliar a viabilidade da incorporação de fibras de coco, devido à abundância deste material na região Nordeste, em misturas asfálticas do tipo SMA, como alternativa em substituição à incorporação das fibras de celulose, através das metodologias Marshall e Superpave. Os procedimentos de dosagem utilizados apresentam como maiores diferenças: (i) determinação da densidade máxima teórica; (ii) metodologia de compactação; e (iii) envelhecimento de curto prazo das misturas. As misturas selecionadas foram todas densas, tendo volume de vazios em torno de 4%, variando-se o teor e os tipos de fibras utilizadas nas misturas asfálticas. A determinação da densidade máxima teórica (DMT) foi realizada através da aplicação do vácuo, pelo método Rice. O envelhecimento de curto prazo foi considerado apenas na dosagem Superpave, onde foi adotado um tempo de 2h das misturas em estufa, na temperatura de compactação. Os resultados dos teores de projeto obtidos, com variação do tipo de fibra, seguindo as metodologias Marshall e Superpave, apresentaram-se semelhantes. A caracterização mecânica das misturas foi realizada através dos ensaios de resistência à tração estática por compressão diamentral (RT), módulo de resiliência (MR), vida de fadiga por compressão diametral a tensão controlada e resistência à tração retida por umidade induzida (RRT). Os resultados encontrados mostram que a fibra de coco atende às exigências. A análise da viabilidade do uso da fibra local é importante para a região Nordeste, devido à valorização do material regional e também por ser economicamente viável quando comparado à fibra de celulose, devido a sua abundância na região.

GONDIM, L. M. Estudo experimental de misturas solo-emulsão aplicado às rodovias do agropólo do Baixo Jaguaribe - Estado do Ceará. 2008. 213 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-01-31T18:37:11Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_lmgondim.pdf: 26982203 bytes, checksum: d64ca0bc3c04c1aac12db1d0feddb425 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-01-31T18:39:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_lmgondim.pdf: 26982203 bytes, checksum: d64ca0bc3c04c1aac12db1d0feddb425 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-31T18:39:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_lmgondim.pdf: 26982203 bytes, checksum: d64ca0bc3c04c1aac12db1d0feddb425 (MD5) Previous issue date: 2008-10 / Taking into account that the agribusiness of Baixo Jaguaribe’s Agricultural Pole is developing again, it is essential to improve the road network of the area. However, the low traffic volume observed in the local highways, the low quality of the materials in the area and the limited available resources to invest on infrastructure make the road constructions economically unfeasible. Therefore, it became necessary to search for alternative solutions that reduce the implementation costs and improve pavements. It is considered that the addition of asphalt emulsion to the soils in the area can be one of those alternatives, due to its agglutinative and waterproof properties. The objective of this work was to evaluate the technical viability of the bituminous stabilization of soils occurring in the Agricultural Pole of Baixo Jaguaribe, in the State of Ceará, to be used in base layers of highways. For that purpose, it was selected three soils on the area to the study of the stabilization with the addition of a cationic slow setting asphalt emulsion. The variables investigated were the rate of emulsion applied (2%, 5% and 8%), the open air dry curing time (without cure, 7 days and 28 days), and the emulsion distribution (uniform distribution or in decreasing gradient with depth). The soilemulsion mixtures were evaluated regarding their mechanical resistance (through the compression strength test, diametrical compression test, California Bearing Ratio and the resilience modulus test) and their resistance to wearing and abrasion (through the adapted tests Loaded Wheel Test - LWT and Wet Track Abrasion Test - WTAT). It was observed that the bituminous stabilization produced an increase in the resistance of the soil samples studied, that resistance being dependent on the residual humidity of the test specimens in the moment of test conduction. The results also indicated that the addition of asphalt emulsion has different effects for the several types of soils, so that the amount of silica present in the samples seems to influence the quality of the soil-emulsion mixtures. According to the tests carried out, it was concluded that some samples of soils present in the area of Baixo Jaguaribe can be satisfactorily stabilized with asphalt emulsion. / Diante da retomada do crescimento do agronegócio do Agropólo do Baixo Jaguaribe, a melhoria da malha viária da região tornou-se imprescindível. No entanto, o baixo volume de tráfego registrado nas rodovias locais, a baixa qualidade dos materiais ocorrentes na região e os parcos recursos disponíveis para investimentos em infra-estrutura, inviabilizam economicamente os empreendimentos rodoviários. Tornou-se então necessária a busca por soluções alternativas que reduzam os custos de implementação e melhoria de pavimentos. Acredita-se que a adição de emulsão asfáltica aos solos ocorrentes na região, devido às suas propriedades aglutinantes e impermeabilizantes, pode constituir-se em uma dessas alternativas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade técnica da estabilização betuminosa de solos ocorrentes no Agropólo do Baixo Jaguaribe, no Estado do Ceará, para o emprego em camadas de base de rodovias. Para tanto, foram selecionados três solos da região para o estudo da estabilização com a adição da emulsão asfáltica de ruptura lenta (RL-1C). As variáveis investigadas foram o teor de emulsão aplicado (2%, 5% e 8%), o tempo de cura seca ao ar livre (sem cura, 7 dias e 28 dias de cura), e a forma de distribuição da emulsão (distribuição uniforme ou em gradiente decrescente com a profundidade). As misturas solo-emulsão foram submetidas à avaliação da resistência mecânica (por meio dos ensaios de resistência à compressão simples, resistência à tração por compressão diametral, Índice de Suporte Califórnia e módulo de resiliência) e à avaliação da resistência ao desgaste e à abrasão (por meio dos ensaios adaptados Loaded Wheel Test – LWT e Wet Track Abrasion Test – WTAT). Foi observado que a estabilização betuminosa promoveu incrementos de resistência das amostras de solos estudadas, sendo essa resistência dependente da umidade residual dos corpos de prova no momento da realização do ensaio. Os resultados indicaram também que a adição de emulsão asfáltica tem efeitos distintos para os vários tipos de solos, sendo que a quantidade de sílica presente nas amostras parece influenciar a qualidade das misturas solo-emulsão. Conclui-se, à luz dos ensaios realizados, que algumas amostras de solos ocorrentes na Região do Baixo Jaguaribe podem ser satisfatoriamente estabilizadas com emulsão asfáltica.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2010. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-06-28T16:23:07Z No. of bitstreams: 1 2010_ElzaConradoJacintho.pdf: 18622254 bytes, checksum: 9f6c737230f89a818b538b9c30efad12 (MD5) / Approved for entry into archive by Guilherme Lourenço Machado(gui.admin@gmail.com) on 2011-06-30T16:16:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_ElzaConradoJacintho.pdf: 18622254 bytes, checksum: 9f6c737230f89a818b538b9c30efad12 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-30T16:16:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_ElzaConradoJacintho.pdf: 18622254 bytes, checksum: 9f6c737230f89a818b538b9c30efad12 (MD5) / Na presente tese apresenta-se o estudo de propriedades e comportamentos de três solos tropicais em estado natural e estabilizados com emulsão asfáltica, visando avaliar a viabilidade de aplicação da técnica solo-emulsão em barragens. A estabilização betuminosa consiste na adição de material asfáltico ao solo, ou mistura de solos visando a melhoria de suas características. Esta técnica é usualmente utilizada para construção de bases e sub-bases de pavimentos de baixo custo, não tendo sido utilizada na construção de barragens do Brasil e do mundo. A pesquisa teve como principal desafio o entendimento do processo de interação que ocorre entre diferentes tipos de solos e emulsões asfálticas. As amostras de solos estudadas são provenientes do Aproveitamento Hidrelétrico de Peixe Angical, da Usina Hidrelétrica de Corumbá e da Cidade de Goiânia e a emulsão utilizada é a RL-1C, visto que testes realizados com a RM-1C mostraram que esta última, quando misturada ao solo, rompe prematuramente. Realizou-se um programa de ensaios laboratoriais divididos em: caracterização, compactação, estudo de dosagem e determinação das propriedades hidráulicas e mecânicas. Inicialmente foram identificadas as características geotécnicas e mineralógicas dos solos e realizadas análises químicas dos solos e das misturas. Por meio dos ensaios de compactação dos solos com e sem emulsão e estudos da moldagem de corpos de prova em laboratório foram obtidas as condições necessárias para a realização dos demais ensaios. Mediante ensaios de compressão simples e análises em microscópio eletrônico de varredura foi possível avaliar os processos de cura e a interação solo-asfalto. Foram realizados ainda ensaios de sucção, determinação do coeficiente de permeabilidade utilizando diferentes metodologias, ensaios de adensamento e triaxiais. Dentre as principais conclusões verificadas neste trabalho podem ser citadas a importância de avaliar a umidade de ruptura em ensaios que utilizam processos de secagem e imersão, a redução da sucção e a modificação da estrutura do solo com a adição do material asfáltico. Nos três solos foi significativa a melhoria das características dos corpos de prova em termos de estabilidade e erodibilidade, quando em contato com a água. No entanto, não foram verificadas efetivas reduções do coeficiente de permeabilidade com a adição de emulsão, indicando a necessidade de se continuar os estudos antes de uma aplicação prática. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This thesis presents a study about the properties and behaviors of three different tropical soils in their natural states and also when stabilized with asphalt emulsions, aiming to evaluate the feasibility of using the soil-emulsion technique in geotechnical dams. The stabilization technique consists of the addition of asphalt emulsion to the soil, with the objective of improving some of its hydraulic and mechanical characteristics. This technique is more commonly employed for the construction of bases and sub-bases of low cost highway pavements, and it has not yet been applied to dams in Brazil or elsewhere. This research aims to gain some insight about the mechanisms of interaction between different types of soil and asphalt emulsions. The soil samples were collected in the sites of two hydroelectric dams (Peixe Angical and Corumbá) and in the city of Goiania, Brazil. An asphalt emulsion of slow setting, denoted as RL-1C according to the Brazilian nomenclature, was used because other emulsions, such as RM-1C (medium setting), broke prematurely in contact with the soils. The study comprised laboratory tests related to characterization, compaction, dosage and determination of hydraulic and mechanical properties. Preliminary tests were performed do identify the geotechnical and mineralogical characteristics of the soils, incluiding chemical analyses of both soils and soil-emulsion mixtures. An extensive set of tests tried to identify the best way for compacting and curing the soil-emulsion mixture. Unconfined compression tests and scanning electron microscope were used to verify the efficacy of the curing processes and the soil-emulsion interaction. Laboratory test were also carried out to obtain the soil water retention curve for determination suction behavior. The hydraulic tests included the determination of permeability coefficient and erodibility using pinhole test. The mechanical properties were assessed by means of oedometer and conventional triaxial tests. The main conclusions of this research point out the importance of evaluating the water content in tests for which the soils are subjected to processes of drying and immersion, and the reduction of matric suction and modification of the soil structure with the addition of asphalt emulsion. For the three soils investigated, it was observed a significant improvement of the stability and erodibility resistance of the stabilized soil when in contact with water. However, effective reductions of the permeability coefficient could not be observed, which prompts for further researches if this material is to be used in practical applications in dams.

O processo de separação da água em emulsões de petróleo é feita durante o processamento primário do petróleo e consiste na coalescência de gotas de água. Para minimizar o uso de desemulsificantes e acelerar o processo de separação da emulsão alguns equipamentos podem ser utilizados como os separadores acústicos. Neste trabalho a técnica de força de radiação produzida por ondas estacionárias de ultrassom é aplicada na segregação das fases líquidas de emulsões água em óleo. São desenvolvidas células de ultrassom que operam em frequências próximas de 1 MHz através de ressonadores piezelétricos visando a aplicação na coalescência de gotas de água em emulsões do tipo água-óleo. O trabalho envolve simulações do campo acústico através de modelos analíticos unidimensionais e bidimensionais e de um modelo numérico bidimensional pelo método dos elementos finitos para o estado plano de deformações. São realizadas verificações experimentais em protótipos de células de alta potência para separação em batelada através da comparação do potencial de radiação acústica e da impedância elétrica com resultados de modelos computacionais. Diversos ensaios de quebra de emulsões sintetizadas de petróleo são realizados utilizando um aparato experimental de laboratório aplicando potências de até 600 W=l. Um sistema de controle de frequência de operação é implementado para manter máxima transmissão de potência elétrica para a célula. Os resultados mostraram que a técnica empregada pode reduzir pela metade o uso de desemulsificante químico (de 20 a 10 ppm) ou diminuir o tempo de residência em até 60% (de 20 para 8 min). Uma análise da influência da frequência na eficiência de desemulsificação é realizada e indica que não há sensibilidade no resultado para a faixa de frequência entre 0.8 e 1.5 MHz a uma temperatura ambiente de aproximadamente 23 C. A metodologia empregada auxilia no projeto das células e na aplicação da técnica, mas é insuficiente para explicar integralmente os mecanismos de separação e as diferenças entre o protótipo e o modelo. A aplicação de ultrassom na coalescência de emulsões possui potencial para desenvolvimento em larga escala. / The oil water separation process of petroleum emulsions is performed during the primary processing of crude oil and consists of water droplets coalescence. To minimize the use of demulsifiers and accelerate the emulsion separation process some equipment may be used such as acoustic separators. In this work, a radiation force technique produced by ultrasound standing waves is applied to the water phase separation in oil emulsions. Ultrasound cells operating at ultrasonic frequencies near 1 MHz are developed using piezoelectric resonators applied to the coalescence of water droplets in oil emulsions. This work involves simulations of the acoustic field through one-dimensional and two-dimensional analytical models and a numerical model for two-dimensional plane strain finite element analysis. Furthermore, experimental verification is performed using high power prototypes for batch separation by comparing the acoustic radiation potential and electrical impedance with computational models results. Several tests of synthesized petroleum emulsions breaking are performed using an experimental laboratory apparatus applying up to 600 W=l. A frequency control system is implemented in order to maintain maximum electric power transmission to the cells. The results showed that the technique can halve the use of chemical demulsifier (from 20 to 10 ppm) or decrease the residence time of up to 60% (from 20 to 8 min). An analysis of the frequency influence on demulsification efficiency is performed and indicates that there is no parameter sensitivity in the frequency range between 0.8 and 1.5 MHz at room temperature of approximately 23 C. It is demonstrated that the design methodology is consistent and the application has potential for large-scale development.

Hidrolisados proteicos possuem propriedades terapêuticas e são absorvidos mais facilmente pelo organismo quando comparados às proteínas, no entanto sua aplicação em alimentos é dificultada por serem higroscópicos, reativos e apresentarem gosto amargo. A microencapsulação por spray chilling pode ser uma alternativa para solucionar essas limitações. Este método de encapsulação consiste na atomização de uma mistura, formada pela dispersão ou emulsão do material ativo com o carreador fundido, em uma câmara com temperatura inferior ao ponto de fusão do carreador, que nessas condições solidifica, formando micropartículas esféricas. O objetivo deste trabalho foi elaborar micropartículas de hidrolisado de proteína de soja utilizando o método de spray chilling e gordura vegetal (PF 51°C) como carreador. Foram realizados ensaios para obtenção das micropartículas avaliando a alimentação por emulsão e dispersãoe diferentes formulações variando a proporção material ativo:encapsulante (1:5 e 1:10), velocidades de rotação no ultra-turrax (6000 e 8000 rpm) e três diferentes temperaturas (60, 70 e 80°C), totalizando dezoito tratamentos. As misturas foram submetidas à análise reológica para determinação de viscosidade e após serem atomizadas em spray chiller as micropartículas obtidas foram caracterizadas por FTIR, Difração de Raio-X, distribuição e tamanho médio por difração a laser e morfologia por microscopia eletrônica de varredura e confocal. Foram obtidas micropartículas lipídicas sólidas esféricas e aglomeradas, o tamanho médio variou de 53,06 ± 2,17 µm e 68,03 ± 14,07 µm, sem diferenças significativas entre os tratamentos. Partículas obtidas pela atomização da emulsão apresentaram poros, todavia exibiram maior capacidade de carregamento do hidrolisado, cerca de 96%, enquanto as obtidas por dispersão apresentaram 54%. Variações durante o preparo da emulsão não proporcionaram alterações na morfologia e tamanho de partícula nas micropartículas, apesar de terem tido influência sobre as propriedades reológicas do sistema. A análise de difração de raios-X indicou que as micropartículas após 90 dias de preparo apresentaram a estrutura na forma polimórfica mais estável. A espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) revelou que não ocorreu interação entre os ingredientes independentemente do modo de preparo das micropartículas. Tais resultados demonstram que a técnica de spray chilling é eficiente na microencapsulação de hidrolisado proteico de soja, possibilitando uma futura aplicação em alimentos. / Protein hydrolysates possess therapeutic properties and absorption easier than to proteins; however its application in food is limited due to its bitter taste, hygroscopic and reactivity. Encapsulation byspray chilling could be an alternative to minimize these limitations. This method consists in the atomization of a mixture formed by the dispersion or emulsion of the active material with the molten carrier, into an environment with temperature below the melting point of the carrier, under these conditions it solidifies to form spherical microparticles. The aim of this work was to develop microparticles loaded with hydrolyzed soy protein using the method of spray chilling and vegetable fat (PF 51°C) as carrier. Tests were conducted to obtain microparticles evaluating the feed by emulsion and dispersion and different formulations by varying the proportions active materials:carrier (1:5 and 1:10), homogenization speed by Ultra-Turrax (6000 and 8000 rpm) and temperature (60, 70 and 80°C ), totaling eighteen treatments. The mixtures were subjected to rheological analysis for determination of viscosity and after being atomized at spray chiller obtained microparticles were characterized by infrared spectroscopy and X-ray diffraction, particle size distribution and mean diameter measured using a laser light diffraction instrument and morphology was observed by scanning electron microscopy (SEM) and confocal microscopy. Solid lipid microparticles obtained were spherical and agglomerated the average size between 53.06 ± 2.17 µm and 68.03 ± 14.07 µm, there was no significant difference between formulations. Particles obtained by atomization of emulsion had presence of pores, but exhibited a higher loading capacity of the hydrolyzed, about 96%, while that obtained by dispersion had 54%. Changes during the preparation of the emulsion no provided changes at morphology and particle size of the microparticles, despite having influence on the rheological properties of the system. The analysis of X-ray diffraction showed that the microparticles after 90 days of storage had β polymorphic form. The infrared spectroscopy (FTIR) showed that there was no interaction between the ingredients regardless of the mode of preparation of the microparticles. These results demonstrate that the technique spray chilling is efficient in microencapsulation of soy protein hydrolyzate, allowing future use in foods.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-25T17:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298262.pdf: 2708733 bytes, checksum: 6b89d0a052481e1b8532781916d17523 (MD5) / Partículas submicrométricas estruturadas apresentam grande potencial para aplicação em tintas e filmes de recobrimento como agente de opacidade, substituindo parcialmente o dióxido de titânio em suas formulações, além de aumentar a resistência dos filmes à umidade e à abrasão. A impregnação de um agente expansor em partículas poliméricas para posterior expansão é um processo bem estabelecido industrialmente para obtenção do poliestireno expansível (EPS), porém, há poucos relatos de seu emprego na obtenção de partículas submicrométricas expansíveis. Neste contexto, o presente trabalho trata da síntese de partículas polimé-ricas submicrométricas, através da polimerização em emulsão e minie-mulsão, e posterior expansão das mesmas. A etapa de síntese visou à obtenção de látices com partículas de diferentes tamanhos, massas mola-res, estruturas e composições. Os resultados mostram que, através das reações de polimerização em emulsão do estireno, foi possível obter partículas com diferentes tamanhos, mediante à manipulação da concen-tração de surfatante, e polímeros com baixa massa molar, através da presença de agente de transferência de cadeia. Nas reações de polimeri-zação em miniemulsão, nanocápsulas com núcleo de hexadecano e par-tículas com n-octano, n-heptano e cera de polietileno incorporado foram obtidas. Também foram obtidos polímeros reticulados, através da adição de divinilbenzeno, e polímeros com massa molar mais elevada, através da redução da concentração do iniciador peróxido de benzoíla. As partículas dos diferentes látices obtidos na etapa de síntese foram submetidas à impregnação de um agente expansor e posterior expansão. Os ensaios de impregnação e expansão foram realizados com teores de sólidos e agente expansor de 0,5% e 400%, em relação à massa total e de polímero, respectivamente. Os resultados obtidos mostram que apenas as partículas de PS com diâmetro abaixo de 100 nm apresentaram variação significativa de volume, independente da massa molar ou temperatura de transição vítrea dos polímeros. Para as partículas submicrométricas com diâmetro acima de 100 nm, foi possível observar o inchamento das mesmas com agente expansor após o processo de impregnação, porém, não se obteve indícios do aumento de volume das mesmas após os processos de expansão. / Submicron structured particles have potential for application in paints and film coating as opacity agent, partially replacing titanium dioxide in their formulations, and increasing the abrasion and wet scrub resistance of the films. Impregnation of blowing agents in polymeric particles for later expansion is a well-established industrial process for the produc-tion of expandable polystyrene (EPS), but there are few reports of the use of this process in obtaining expandable submicron particles. In this work, polymeric submicron particles were synthesized using emulsion and miniemulsion polymerization techniques and subsequently ex-panded. The synthesis step aimed the formation of latex particles with different sizes, molar masses, structures and compositions. Results show that styrene emulsion polymerization reactions allowed the formation of particles with different sizes by changing surfactant concentration, and polymers with low molar mass with the addition of a chain transfer agent. In the miniemulsion polymerization reactions, nanocapsules with hexadecane cores and particles incorporating n-octane, n-heptane and polyethylene were obtained. Crosslinked polymers and polymers with higher molar masses were also obtained, with the addition of divinilben-zene and the reduction of the initiator, benzoyl peroxide, concentration, respectively. The particles of the different latexes obtained in the syn-thesis step were submitted to the impregnation with an expanding agent and subsequent expansion. Impregnation tests were performed with solid and blowing agent content of 0.5% and 400%, related to the total mass and of polymer, respectively. The results indicate that only the PS particles with diameters below to 100 nm show significant changes in the volume, independently of the polymer molar mass and glass transi-tion temperature. For submicron particles with diameter above 100 nm it was observed the swelling of the same with blowing agent after impreg-nation process, however, no evidence was obtained their expansion after the expansion process.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T22:16:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O uso de nanopartículas poliméricas como carreadores de fármacos tem sido investigado por aumentar a biodisponibilidade do fármaco e por permitir novas rotas de administração. Polímeros naturais apresentam elevada biodegradabilidade e biocompatibilidade, que são características importantes para estas aplicações biomédicas. No entanto, as propriedades dos polímeros naturais não são tão facilmente manipuláveis como a dos polímeros sintéticos. Neste contexto, nanopartículas blenda (misturas físicas) e híbridas (ligações covalentes entre os polímeros) de polímeros naturais e polímeros sintéticos podem ser uma alternativa interessante para modificação/controle da liberação de fármacos. Neste trabalho, a técnica de miniemulsificação/evaporação do solvente foi utilizada para preparar nanopartículas de PHBV (poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato)) e nanopartículas blenda PHBV, PS (poliestireno) e P(S-co-MAA) (poli(estireno-co-ácido metacrílico)). O PHBV de massa molar reduzida também foi utilizado para preparar nanopartículas híbridas com PS e P(S-co-MAA) via polimerização em miniemulsão. Os resultados mostraram que o PHBV de baixa massa molar apresentou menor separação de fases em todos os casos, resultando na formação de partículas com morfologia tipo core-shell devido às diferentes tensões interfaciais entre os polímeros e a água. Em relação às nanopartículas híbridas, o aumento da concentração de PHBV levou à redução da taxa de reação e à diminuição da conversão final de monômero, indicando a possibilidade dos radicais de PS em crescimento terem reagido com as duplas ligações terminais formadas durante a redução de massa molar do PHBV. As nanopartículas de PHBV de maior massa molar apresentaram maior degradação por hidrólise. Quando comparadas à degradação de micropartículas de PHBV, as nanopartículas mostraram uma redução da massa molar muito mais rápida devido a sua maior área superficial. Nanopartículas blenda PHBV/PS apresentaram redução da massa molar desprezível após 50 dias de hidrólise, mostrando a possibilidade de modificação da degradação das nanopartículas. Progesterona foi encapsulada nas nanopartículas de PHBV, blenda PHBV/PS e híbridas PHBV/PS e PHBV/P(S-co-MAA). Não houve alteração nas cinéticas de polimerização em miniemulsão em função da adição de progesterona. As maiores eficiências de encapsulação obtidas foram para as nanopartículas de PHBV estabilizadas com lecitina e para as nanopartículas híbridas PHBV/P(Sco-MAA) (95 e 99%, respectivamente). / Nanoparticles composed by natural polymers have been used in controlled release systems due to their biodegradability and biocompatibility. The use of polymer blends or hybrid polymers (presenting covalent bonds between two or more polymers) composed by natural and synthetic polymers is an interesting alternative to modify release rates. In this work the miniemulsification/solvent evaporation technique was used to obtain PHBV (poli(hidroxibutirato-cohidroxivalerato)) nanoparticles as well as PHBV/PS (polystyrene) and PHBV/P(S-co-MAA) (poly(styrene-co-methacrylic acid)) polymer blend nanoparticles. The influence of the preparation method, PHBV molecular weight, surfactant type and concentration, costabilizer type and concentration on the nanoparticles diameter was evaluated. In the case of the blend nanoparticles the evaluated experimental parameters were PS and PHBV molecular weights, and the amount of each polymer. Low molecular weight PHBV showed enhanced compatibility in all cases resulting in the formation of core-shell particles as expected due to the interfacial tensions between the polymers and the water phase. Hybrid nanoparticles composed by PHBV and P(S-co-MAA) or PS were also obtained. The increase in the PHBV amount led to a decrease in the polymerization rates as well in the total monomer conversion suggesting that the growing PS radicals may be reacted with the terminal double bonds of the reduced molecular weight PBHV. The hydrolytic degradation of the PHBV nanoparticles were evaluated for different temperatures, pH and molecular weights showing that the higher the molecular weight the higher the degradation. Nanoparticles degraded faster than PHBV microparticles due to the increased specific surface area. PS/PHBV blend nanoparticles presented negligible molecular weight reduction even after 50 days demonstration that the presence of PF can be used to modify the degradation rates. Progesterone was encapsulated in the PHBV nanoparticles (pure, blend and hybrid polymers). The miniemulsion polymerization kinetics were not affected by the presence of progesterone. The higher encapsulation efficiencies were found in the case of lecithin stabilized pure PHBV nanoparticles as well as in the case of PHBV/P(S-co-MAA) hybrid nanoparticles (95 and 99%, respectively).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2008 / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:26:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 272932.pdf: 6768808 bytes, checksum: c2f37b7fb2fee34a46fe756650d4792a (MD5) / No Brasil atualmente recicla-se apenas 15% do total dos plásticos e o espaço que estes ocupam nos centros urbanos é um grande problema devido à dificuldade de compactação e degradação. Além disso, se faz necessário aprimorar e buscar processos comprovadamente limpos e não agressivos para solucionar problemas ambientais. A polimerização em miniemulsão tem a vantagem de utilizar água como meio contínuo, e o fator chave é a criação de dispersões submicrômétricas de monômero em água. Para isso são utilizados um co-estabilizador insolúvel em água, o qual é necessário para reduzir a degradação das gotas pelo mecanismo de degradação difusional, e um surfatante para evitar a coalescência das gotas. Este trabalho teve como objetivo reciclar poliestireno através das reações de polimerização em miniemulsão. Desta forma o poliestireno foi incorporado nas reações, reduzindo a fração de monômero, adequando o processo produtivo aos conceitos de sustentabilidade. Foi avaliado o efeito da incorporação de diferentes teores 10, 15, 20, 22 e 25% (p/p) de poliestireno (expansível (EPS) e 10 e 22% (p/p) de propósito geral (GPPS)) em relação a fase orgânica na cinética e no tamanho médio das partículas obtidas nas homopolimerizações de estireno e de metacrilato de metila (MMA) e nas copolimerizações de estireno e de acrilato de butila em miniemulsão. Adicionalmente, foi estudada a influência de diferentes tipos de iniciadores como persulfato de potássio, 2,2'-azo-bis-iobutironitrila e peróxido de di-benzoíla, surfatantes como lauril sulfato de sódio, Tergitol NP-40 e Rhodacal DSB e co-estabiliadores como hexadecano e terc docecil mercaptana, além de dois tipos de dispersores como Ultrasom e Ultra Turrax. Os resultados experimentais obtidos evidenciam a viabilidade do processo de reciclagem de altos teores (até 22% (p/p)) de EPS e GPPS utilizando a polimerização em miniemulsão. Nas reações de polimerização de MMA com incorporação de 10 e 20% (p/p) de EPS observou-se, através das micrografias de microscopia eletrônica de transmissão, que como desejado a grande maioria das partículas formadas é composta pelos dois polímeros. Foi possível criar miniemulsões estáveis com ambos dispersores, ultrasom e Ultra Turrax, incorporando 15% (p/p) de EPS. / Brazil currently recycles only 15% of all plastics and the space occupied by them in urban areas is a major problem due to compaction and degradation difficulties. In addition, it is necessary to improve and develop cleaner and non-aggressive processes to solve environmental problems. Miniemulsion polymerization has the advantage of using water as continuous phase, and the key factor is the creation of submicrometric dispersions of monomer in water. For this, usually a co-stabilizer insoluble in water, which is necessary to reduce the degradation of the droplets by the mechanism of Ostwald rippening, is used in combination with a surfactant to prevent the coalescence of the droplets. This study aimed to recycle polystyrene through miniemulsion polymerization reactions. Thus, the polystyrene was incorporated in the reactions, reducing the fraction of monomer, allowing the decrease of this polymer in landfills and, consequently, adjusting the production process to the concepts of sustainability. The effect of the incorporation of different levels 5, 10, 15, 20, 22 and 25 wt. % of polystyrene (expandable (EPS) and general purpose (GPPS)) in relation to the organic phase on the kinetics and average particle diameters produced in the styrene and methyl methacrylate (MMA) homopolymerizations and styrene and butyl acrylate miniemulsion copolymerizations. Additionally, the influence of different types and concentrations of initiators: potassium persulphate, 2,2 '-azo-bis-iobutironitrila and Di-benzoyl peroxide, surfactants: sodium lauryl sulfate, Tergitol NP-40 and Rhodacal DSB and co-stabilizers as hexadecane and tert docecil mercaptan, in addition to two types of dispersers as ultrasound and Ultra Turrax, was studied. Experimental results show the viability of the recycling process for high levels (up to 22 wt. %) of EPS or GPPS using miniemulsion polymerization. In the MMA polymerization reactions with the addition of 10 and 20 wt. % of EPS it was observed by means of transmission electron microscopy micrographs that, as desired, the vast majority of the particles is formed by both polymers. It was possible to create stable miniemulsions with both, ultrasound and Ultra Turrax dispersers incorporating 15 wt. % of EPS.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:11:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336045.pdf: 2005500 bytes, checksum: 2982cf3e47749d0b53d8240bd2a1a94f (MD5) Previous issue date: 2015 / Celulases são enzimas altamente eficientes na conversão de celulose em glicose. Seu emprego na forma imobilizada viabiliza, por meio da possibilidade de sua reutilização em ciclos sucessivos, diversos processos biotecnológicos. Diferentemente dos métodos convencionais de imobilização por ligação covalente, os quais frequentemente requerem inúmeros e complicados procedimentos, a polimerização em miniemulsão permite imobilizar a enzima em nanopartículas poliméricas em uma única etapa de reação. Assim, com o objetivo de obter celulase imobilizada em nanopartículas de poli(metacrilato de metila) (PMMA), foram conduzidas reações de polimerização em miniemulsão de metacrilato de metila (MMA). A formação das nanopartículas de PMMA mostrou-se dependente da quantidade de celulase adicionada, sendo a conversão de monômero tanto maior quanto maior a concentração de enzima. Sob condições otimizadas, foi possível produzir nanopartículas estáveis, com diâmetros de aproximadamente 134 nm, como também alcançar a máxima eficiência de imobilização (60,0%). Apesar de o processo de imobilização ter comprometido em até 36,0% a atividade enzimática, verificou-se que os valores ótimos de pH e temperatura (pH 6,0 e 55 °C), bem como a estabilidade térmica, se mantiveram. Ademais, a substituição da celulase livre pela imobilizada provou ser uma alternativa viável, tendo em vista que após dois ciclos operacionais a celulase imobilizada ainda manteve sua atividade. Em face dos resultados, a polimerização em miniemulsão como forma de imobilização de celulase em nanopartículas de PMMA, mostra ser uma técnica promissora, de fácil execução e que apresenta elevada aplicabilidade industrial.<br> / Abstract : Cellulases are highly efficient enzymes for conversion of cellulose to glucose. Their use in immobilized form enables, through the ability to reuse in successive cycles, many biotechnological processes. Unlike conventional methods of immobilization by covalent bonding, which often require numerous and complicated procedures, miniemulsion polymerization allows immobilizing the enzyme in polymer nanoparticles in a one single-reaction step. Thus, in order to obtain immobilized cellulase on poly(methyl) methacrylate (PMMA) nanoparticles, methyl methacrylate (MMA) miniemulsion polymerization reactions were carried out. PMMA nanoparticles formation has shown to be dependent on the amount of added cellulase, being the monomer conversion greater the higher concentration of enzyme. Under optimized conditions, stable nanoparticles with diameter about 134 nm were obtained as well as the maximum immobilization efficiency (60.0%) was achieved. Although the immobilization process has compromised up to 36.0% the enzymatic activity, it was found that optimum values of pH and temperature (pH 6.0, 55 °C) and thermal stability were maintained. Moreover, the replacement of free cellulase by the immobilized one proved to be a viable alternative, since the immobilized cellulase activity after two hydrolysis cycles was maintained. Based on these results, miniemulsion polymerization as a method of immobilization of cellulases on PMMA nanoparticles shows to be a promising technique, easy to perform and with high possibility of industrial application.