Orientador: Maria José Carvalho de Souza Domingues. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Sociais Aplicadas, Programa de Pós-Graduação em Administração.

Orientadora: Julianne Fischer. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências da Educação, Programa de Pós-Graduação em Educação.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2018

O broncoespasmo induzido por exercício (BIE) é um achado freqüente em asmáticos e entre atletas de elite saudáveis, ocorrendo em cerca de 10 a 15% desses indivíduos. O papel do treinamento físico no controle de adolescentes com BIE é controverso. Os objetivos do estudo foram determinar a resposta espirométrica de asmáticos em remissão à broncoprovocação por exercício e o efeito do treinamento físico regular sobre a mesma. Foi realizado um estudo transversal incluindo voluntários do sexo masculino, com idade entre 12 e 18 anos, não asmáticos e asmáticos em remissão, treinados e não treinados. A presença de asma em remissão foi identificada através de um questionário para detecção de doenças respiratórias e o treinamento através do cálculo do consumo máximo de O2. Foram realizados avaliação clínica, espirometria pré-teste e teste de broncoprovocação por exercício em esteira ergométrica. O esforço na esteira foi aumentado gradativamente até ser atingido 75% da freqüência cardíaca máxima e mantido durante seis minutos. A espirometria foi repetida 3, 5, 10, 15, 20 e 30 minutos após concluído o esforço. Foram consideradas significativas quedas após o exercício de VEF1 > 15% e/ou FEF 25-75% > 25%. Completaram a avaliação 79 indivíduos, divididos em quatro subgrupos: asmáticos não treinados – ANT (n = 16), asmáticos treinados – AT (n= 9), não asmáticos treinados – NAT (n= 31) e não asmáticos não treinados – NANT (n=23). As características antropométricas e os valores obtidos na espirometria pré-teste foram semelhantes entre os subgrupos (p> 0,05). A prevalência de teste de broncoprovocação por exercício positivo foi de 17,7% se tomada a amostra como um todo e não houve diferença significativa entre os subgrupos (p= 0,319). Houve diferença estatisticamente significativa entre a queda máxima em percentual do VEF1 e do FEF 25-75% se comparados asmáticos e não asmáticos (p< 0,001 e p= 0,042), mas não entre treinados e não treinados (p= 0,067 e p= 0,992). A partir de nossa amostra e, nas condições em que o estudo foi realizado, podemos concluir que o treinamento, por si só, não alterou o resultado do teste de broncoprovocação por exercício em asmáticos em remissão. / Exercise-induced bronchospasm (EIB) is a frequent finding in asthmatics and amid healthy elite athletes. The role played by physical training in the control of EIB in adolescents is controversial. The aims of this study were to determine the spirometric response of young asthmatics under remission to exercise challenge to the airways and the effect of regular physical training on it. A transversal study was performed with male volunteers, 12 to 18 years old, including non-asthmatics and asthmatics under remission. Participants were trained and untrained subjects. Asthma in remission was identified through a questionnaire for detection of respiratory conditions and the degree of training according to the maximal oxygen consumption (VO2 max) calculated. Clinical, spirometric and ergometric treadmill exercise challenge evaluations were performed. The load was gradually risen until 75% os the maximal heart rate was attained and maintained for six minute. Spirometry was repeated 3, 5, 10, 15, 20 and 30 minutes after the conclusion of the exercise. Falls superior to 15% in FEV1 and/or 25% in FEF 25-75% after challenge were considered significant. The 79 subjects who concluded the study were further divided in four subgroups: 16 untrained asthmatics (ANT), 9 trained asthmatics (AT), 31 trained non-asthmatics (NAT) and 23 untrained non-asthmatics (NANT). The anthropometric characteristics and the pre-test spirometric results were comparable in all the subgroups (p > 0,05). The prevalence of a positive exercise challenge test in the whole sample was 17,7%;; there was no significant difference between the subgroups (p= 0,319). A statistically significant difference for the maximal fall in the FEV1 and in FEF 25-75% (both taken as percent of predicted values) was found when compared asthmatics to non-asthmatics (p< 0,001 and p= 0,042, respectively) but not between trained and untrained subgroups (p= 0,067 and p= 0,992). According to our sample and under the conditions of this study we may conclude that training did not alter the result of the exercise challenge test in asthmatics under remission.

O consumo de vegetais e de frutas tem aumentado mundialmente, bem como os surtos alimentares envolvendo esses alimentos, especialmente a alface que é o vegetal folhoso mais consumido em nível mundial. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi realizar uma avaliação quantitativa do risco de infecções causadas por Salmonella spp. e por Escherichia coli O157:H7 a partir do consumo de alface produzida e consumida no Rio Grande do Sul, visto que esses patógenos são os mais relacionados a surtos alimentares envolvendo vegetais folhosos em nível mundial. Para melhor compreender o comportamento desses patógenos na alface, eles foram inoculados nesse vegetal separadamente e armazenados sob condições isotérmicas de 5 a 40°C para Salmonella e de 5 a 42ºC para E. coli O157:H7, bem como sob condições não isotérmicas, simulando temperaturas encontradas da colheita até a venda da alface no Rio Grande do Sul. Dados experimentais demonstraram que ambas as bactérias podem se multiplicar em todas as temperaturas examinadas. Também foi proposto um parâmetro de tempo de multiplicação insignificante (ς), o qual fornece o tempo em que a alface pode ser exposta a uma temperatura específica e não apresentar uma multiplicação expressiva. O ς foi desenvolvido com base na equação do modelo primário de Baranyi e no conceito do potencial de crescimento. ς é o valor da fase lag adicionado do tempo necessário para população microbiana aumentar 0,5 log UFC/g. O ς da alface exposta a 37 °C foi de 1,3 h, enquanto que a 5 °C foi de 3,3 dias. Além dos modelos adequados, dados de prevalência e concentração são primordiais na avaliação de risco. Assim, foi realizada uma revisão sistemática da literatura para buscar esses dados A prevalência mundial encontrada foi de 0,041 para ambos os patógenos na alface. Já a prevalência dos países desenvolvidos foi de 0,028 para Salmonella e de 0,125 para E. coli (EHEC), enquanto que nos países em desenvolvimento foi de 0,064 para Salmonella e 0,024 para E. coli (EHEC). A concentração de Salmonella em alface, em países em desenvolvimento, variou de 4,57 a 218,78 NMP/g, e para E. coli (EHEC) a concentração foi de < 3,0 NMP/g até > 1100 NMP/g. O modelo de avaliação quantitativa de risco microbiológico foi composto por nove módulos, desde o armazenamento da alface nas fazendas produtoras até o consumo. O risco médio (baseado no cenário mais comumente encontrado no Rio Grande do Sul) de infecção por Salmonella por mês foi de 0,017, enquanto que por E. coli O157:H7 foi de 0,006. Assim, de modo geral, o risco de infecção por Salmonella é maior do que por E. coli O157:H7 quando a alface é produzida e consumida nesse estado. Todos os cenários alternativos à correta higienização da alface (lavar as folhas de alface com água potável seguido de imersão em 200 ppm de cloro livre, por 15 minutos e enxaguar com água potável) aumentaram o risco. A principal redução do risco foi identificada no cenário que considerou o uso de refrigeração em todos os módulos do modelo. Análises de sensibilidade indicaram que, além da manutenção da cadeia fria e do procedimento correto de higienização, é importante reduzir a prevalência e a concentração dos patógenos na alface, a fim de diminuir o risco de infecção por essas bactérias. Por fim, a avaliação de risco desenvolvida nessa tese pode auxiliar no desenvolvimento de estratégias de intervenção para mitigar esse risco. / The consumption of vegetables and fruits has increased worldwide, as well as foodborne outbreaks involving these foods, especially lettuce that is the most consumed leafy vegetable in the world. Thus, the objective of this study was to carry out a quantitative microbial risk assessment of Salmonella spp. and Escherichia coli O157: H7 on lettuce produced and consumed in Rio Grande do Sul, since these pathogens are the most related to foodborne outbreaks involving leafy vegetables worldwide. To study the behavior of these pathogens on lettuce, they were inoculated on this vegetable separately and stored under isothermal conditions of 5 to 40 °C for Salmonella and 5 to 42 °C for E. coli O157:H7, as well as under non-isothermal conditions, simulating temperatures from the harvest until the sale of lettuce in Rio Grande do Sul. Experimental data demonstrated that both bacteria can growth at all temperatures examined. A negligible growth time parameter (ς) has also been proposed, which provides the time that lettuce can be exposed to a specific temperature and does not present an expressive growth. The ς was developed based on the equation of the Baranyi primary model and the concept of growth potential. ς is the lag phase added value of the time required for microbial population to increase 0.5 log CFU/g. The ς of lettuce exposed at 37 ºC was 1.3 h, whereas at 5 ºC it was 3.3 days. In addition, prevalence and concentration data are paramount in the risk assessment studies. Thus, a systematic review of the literature was carried out to collect these data. The global prevalence found was 0.041 for both pathogens in lettuce The prevalence of developed countries was 0.028 for Salmonella and 0.125 for E. coli (EHEC), while in developing countries it was 0.064 for Salmonella and 0.024 for E. coli (EHEC). The concentration of Salmonella in lettuce in developing countries ranged from 4.57 to 218.78 MPN/g, and for E. coli (EHEC) the concentration was < 3.0 MPN/g to > 1100 MPN/g. The quantitative microbial risk assessment model was composed by nine modules, from lettuce storage on farms to consumption. The average risk (based on the scenario most commonly found in Rio Grande do Sul) of Salmonella infection per month was 0.017, whereas for E. coli O157:H7 it was 0.006. Thus, in general, the risk of infection by Salmonella is higher than by E. coli O157:H7 when lettuce is produced and consumed in this State. All scenarios that were alternative to the correct hygiene of lettuce (washing lettuce leaves with drinking water followed by immersion in 200 ppm of free chlorine for 15 minutes and rinsing with potable water) increased the risk. The main risk reduction was identified in the scenario that considered the use of refrigeration in all modules of the model. Sensitivity analyzes indicated that, in addition to maintaining the cold chain and the correct hygienization procedure, it is important to reduce the prevalence and concentration of pathogens in lettuce, in order to reduce the risk of infection by these bacteria. Finally, the risk assessment developed in this thesis can help in the development of intervention strategies to mitigate this risk.

A motivação deste trabalho foi verificar a possibilidade de modificar argilas com silano para substituírem argilas comerciais ou o carbonato de cálcio, uma carga tradicional utilizada na indústria automotiva, para evitar a contração térmica e diminuir a flamabilidade destes compósitos, sem comprometer as propriedades mecânicas do material final. Portanto, este estudo tem como objetivo a modificação de argilas minerais com silanos viniltrietoxisilano (VTES) e γ-metacriloxipropiltrimetoxi-silano (MPS), e seu uso em compósitos bi e tricomponentes, em comparação com aqueles preparados usando argilas comerciais (Cloisite® 30B e Cloisite® 15A). Compósitos tricomponentes contendo poliéster / fibra de vidro / argila foram também analisados em comparação com compósitos preparados com carbonato de cálcio. As argilas foram dispersadas em resina por agitação mecânica e sonificação e os compósitos foram preparados por moldagem por transferência de resina (RTM). A funcionalização da Cloisite®Na foi confirmada pelo aparecimento de bandas características na análise de infravermelho e o aumento do espaçamento basal. As vantagens em utilizar as argilas modificadas com silano quando comparadas com as argilas comerciais em compósitos bicomponentes podem ser sumarizadas em: mais elevado módulo de armazenamento e melhor adesão com a resina poliéster com consequente maior temperatura de deflexão térmica e efetividade do reforço em altas temperaturas. No entanto, nanocompósitos preparados com as argilas organomodificadas Cloisite® 30B e Cloisite® 15A apresentaram melhor dispersão (tendência à esfoliação) e volatilização térmica retardada devido ao efeito barreira. Nos compósitos tricomponentes, o coeficiente de expansão térmica apresentou valores reduzidos para as amostras contendo silano. A decomposição térmica de todos os compósitos ocorreu em temperaturas inferiores em atmosfera de ar, e seu comportamento diferiu daquele exposto em nitrogênio. Os compósitos contendo argila apresentaram melhor performance ao fogo, com menor duração e crescimento mais lento, e melhores propriedades mecânicas em relação àqueles preparados com a carga tradicional usada na indústria (carbonato de cálcio). Portanto, para futuros estudos, indica-se trabalhar com argila comercial Cloisite® 30B e esta modificada com silano MPS. / The motivation of this work was to verify the possibility of modifying clays with silane to replace commercial clays or calcium carbonate, which is an automotive industry traditional filler, in order to avoid thermal contraction and reduce the flammability of these composites without compromising the mechanical properties of the final material. In order to avoid agglomeration and improve the interaction of Cloisite® Na+ montmorillonite (Mt) with an unsaturated polyester matrix, this study focused on the modification of clay minerals with vinyltriethoxysilane (VTES) and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS) silanes, and their use in two- and three-component composites in comparison with those prepared using commercial clays (Cloisite® 30B and Cloisite® 15A). Three component composites of polyester/glass fiber/clay were also analyzed in comparison with composites prepared with calcium carbonate filler. Clays were dispersed in the resin by mechanical stirring and sonication and the composites were prepared by resin transfer molding (RTM). Functionalization of Cloisite®Na was confirmed by the appearance of characteristic bands in the infrared analysis and the increase in basal spacing. The advantages of using silane-modified clays compared with commercial organic-modified clays in two-component composites can be summarized as higher storage modulus and improved adhesion to the polyester resin with associated higher thermal deflection temperature and reinforcement effectiveness at higher temperatures. However, nanocomposites prepared with organic modified clays showed better dispersion (tendency to exfoliate) and consequently delayed thermal volatilization due to the clay barrier effect. In three-component composites, the coefficient of thermal expansion showed reduced values for silane-modified samples. All the composites decomposed at lower temperatures in air and their degradation behavior differed from those exposed to nitrogen. The composites with clays showed improved fire performance, with shorter fire duration and slower fire growth, along with better mechanical properties than those with traditional calcium carbonate filler. Therefore, MPS modified and non-modified commercial Cloisite® 30B are indicated in future studies.

O soro de leite é produzido indiretamente na produção de laticínios em grandes volumes, e na maioria das indústrias brasileiras é encarado como um efluente, que quando não tratado gera um sério problema ambiental. A identificação de alternativas para um adequado aproveitamento do soro de leite é de fundamental importância em função de sua qualidade, do seu volume e de seu poder poluente. Ao mesmo tempo, o processamento do soro em produtos diversos contribui para a melhoria do meio ambiente e proporciona ganhos às indústrias. O objetivo geral deste trabalho é a melhoria na utilização do soro de leite pelas indústrias de laticínios, desta forma, diminuir a poluição gerada por este setor e agregar valor ao subproduto da produção de queijo. Para alcançar esta meta, foram testados diferentes processos de separação com membranas (PSM) que podem ser utilizados isoladamente ou de modo combinado, para separar os diversos componentes do soro de leite, e, assim realçar as suas propriedades específicas. A partir de uma solução de soro de leite, tratada por ultrafiltração (UF) associada à diafiltração (DF) obteve-se duas correntes: o concentrado, com alto teor proteico, e o permeado, composto de lactose e sais. O permeado obtido na primeira etapa (UF/DF) foi tratado com sistemas de membranas (eletrodiálise - ED) para obter uma fração rica em lactose, com baixa concentrações de sais. O objetivo é gerar um produto com elevada concentração e pureza de lactose, para ser utilizado em indústrias de alimentos, biotecnológica e farmacêutica. Diferentes soluções de eletrodos foram testadas para melhorar a eficiência do processo de ED. O efluente final, água e sais – oriundos da ED, foi tratado com osmose inversa (OI) visando a recuperação de água livre de sais e da corrente rica em sais no processo resultando desta forma em um descarte mínimo de efluentes. Ainda, foram realizados experimentos de fracionamento das proteínas de soluções de soro de leite reconstituído, in natura e concentrados proteicos. Esta etapa é conveniente, pois propriedades específicas das proteínas muitas vezes não são percebidas no soro e em concentrados proteicos, devido as interações de proteínas específicas com outros componentes. Paralelamente, estudos de simulação numérica do fracionamento das proteínas do soro do leite foram realizados com o intuito de verificar características do escoamento. Adicionalmente, foi necessária a caracterização das membranas por medidas de retenção, para compreensão de características das membranas de UF. Os resultados mostram que os processos de separação por membranas são adequados para o fracionamento dos componentes do soro de leite: cerca de 70% da proteína, 90% da lactose e 50% da água foram recuperados. / Whey is indirectly produced in the manufacture of dairy products in large volumes, and most of the brazilians industries still considers as an effluent, when untreated causes a serious environmental problem. The identification of alternatives for a suitable use of whey has a fundamental importance because its quality, volume and high organic load. At the same time, the processing of various whey products contributes to the improvement of the environment and provides gains to industries. The overall objective in this work is to improve the use of whey by the dairy industry, and this way, reduce pollution generated by this sector and add value to byproduct of cheese production. To achieve this objective different processes of separation with membranes were testing, that can be used isolate or in combination, to separate the various components of whey in order to improve their specific properties. Since a solution of whey treated by ultrafiltration (UF) associated with diafiltration (DF) was obtain two streams: the concentrate: with high protein concentration and the permeate: consisting of lactose and salts. The permeate of the first stage (UF/DF) was treated with membrane systems (electrodialysis - ED) to obtain a fraction rich in lactose and lower salt concentrations. The objective is to generate a product with high purity and concentration of lactose, to be used in food, biotechnology and pharmaceutical industries. Different electrodes solutions were test to improve the efficiency of ED. The final effluent, water and salt (from the ED), was treated with reverse osmosis (RO) to recovery free water of salts and a rich salts stream, and, consequently, minimize the generation of effluents. In addition, experiments were performed for the fractionation of whey proteins. For these were use solutions: reconstituted whey, fresh whey and whey protein concentrate. This step is necessary because the specific properties of proteins are not often perceived whey and protein concentrates, due to interactions of proteins with other components. In parallel, numerical simulation studies of the whey proteins fractionation were performed in order to determine flow characteristics. Additionally, it was necessary to characterize UF membranes by retention measures for understanding its characteristics. The results shows that membrane separation processes are appropriate for the fractionation of whey components: about 70% protein, 90% lactose and 50% of water were recovered.

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