O Brasil e o terceiro maior produtor de mamona do mundo e o maior produtor da América do Sul. O óleo da mamona tem grande potencial na cadeia de produção de biodiesel, sendo interessante a geração de recursos dos subprodutos, como a torta de mamona. Apesar de ser rica em proteínas, a torta de mamona tem limitada aplicação em virtude da presença da ricina, que apresenta elevada toxidez. Assim, esperando-se valorizar esse subproduto com novas aplicações tecnológicas, o objetivo desta tese foi o desenvolvimento de filme biodegradável a partir da proteína extraída da torta de mamona. Especificamente, estudou-se o efeito do pH (10, 11 e 12) de extração das proteínas sobre algumas propriedades físicas (espessura, propriedades mecânicas, solubilidade em agua, permeabilidade ao vapor de agua e umidade) dos filmes produzidos. A partir da avaliação destes resultados, foi então definido o pH de extração da proteína da torta de mamona para o segundo estudo que envolveu a produção de filmes a base da proteína extraída da torta de mamona, reforçados com fibra de sisal e/ou glioxal. Primeiramente, as proteínas foram extraídas em um reator, adicionando-se 20% de torta de mamona na solução de NaOH (pH= 10, 11 e 12), com velocidade de agitação de 400 rpm e a 50ºC. A separação do extrato proteico do resíduo insolúvel foi feita por centrifugação (4.000 rpm). Os extratos foram liofilizados e submetidos a analises para determinação da composição centesimal e dos aminoácidos. Isotermas de sorção dessas proteínas foram determinadas a 25ºC. Os filmes foram produzidos por \"casting\", ou seja, pela desidratação de soluções filmogênicas com concentração constante de proteínas. No primeiro estudo, utilizou-se 7,5g de proteína/100g de solução filmogênica, agente reticulante glutaraldeido (0,8g de glutaraldeido/100g de proteína) e plastificante glicerol (25g de glicerol/100g de proteína). No segundo estudo, utilizou-se 6g de proteína/100g de solução filmogênica, agente reticulante glioxal (0,5g de glioxal/100g de proteína), fibra de sisal (20g de fibra/100g de proteína e plastificante glicerol (25g de glicerol/100g de proteína). Os filmes foram avaliados subjetiva e objetivamente, através da determinação da espessura, do brilho, dos parâmetros de cor e opacidade, da microestrutura, das propriedades mecânicas por testes de tração e perfuração, da umidade, da solubilidade em agua, da calorimetria diferencial de varredura, das isotermas de sorção e da espectroscopia por transformada de Fourier. Os extratos de proteínas liofilizadas foram ricos em proteínas (66-69%), em todos os pH estudados, sendo rico também em sais minerais (12-24%), possivelmente devido ao emprego de NaOH. Não se observou diferenças na composição de aminoácidos em função do pH de extração. No primeiro estudo, os filmes produzidos apresentaram-se com coloração amarronzada e com aspecto visual homogêneo, independentemente do pH de extração das proteínas. Observou-se que o pH de extração das proteínas influenciou as propriedades mecânicas dos filmes. O aumento do pH implicou em filmes mais resistentes a tração e a perfuração, cuja tensão na ruptura e a forca na perfuração foram 4,5 MPa e 6,5 N, respectivamente, para os filmes produzidos com proteínas extraídas no pH=12. Entretanto, independentemente das diferenças obtidas, esses filmes se mostraram pouco deformáveis, com elongação na ruptura e deformação na perfuração cerca de 1,5 e 3,2%, respectivamente. A solubilidade em agua também foi afetada pelo pH de extração das proteínas da torta de mamona. Enquanto o filme produzido com proteínas extraídas em pH=10 foi completamente solúvel em agua, os filmes de proteínas extraídas em pH=12 apresentaram solubilidade de 58,5%. A umidade dos filmes não dependeu do pH, ficando em torno de 13%. No segundo estudo, a adição da fibra de sisal na solução filmogênica tornou os filmes mais rugosos, sem mudanças visuais perceptíveis em função da presença de glioxal. A adição da fibra de sisal na formulação aumentou a espessura dos filmes de 0,11 para 0,16mm e diminuiu o brilho medido no angulo de 60º, a forca na perfuração de 11,2 para 9,1N, a deformação na perfuração de 5,7 para 2,4%, a tensão na ruptura de 10,3 para 5,1 MPa, a elongação na ruptura de 78,5 para 24,2% sem contudo alterar o modulo elástico dos filmes, que permaneceu em torno de 1,1-1,5 MPa. A solubilidade em agua dos filmes diminuiu de 42,8 para 36,8%, porem a umidade dos filmes não foi afetada, permanecendo em torno de 14%. A permeabilidade ao vapor de agua aumentou em cerca de 50%, passando de 0,6 para 1,2 g.mm/h.m2.kPa. Quanto aos parâmetros de cor, de modo geral, a adição das fibras causou um aumento da luminosidade (L*) e da opacidade, e diminuição dos cromas a* e b* e da diferença total de cor (ΔE*). Na calorimetria diferencial de varredura, a adição da fibra aumentou a temperatura de transição vítrea da fração rica em glicerol. Avaliando as isotermas de sorção, pode-se sugerir que a fibra influenciou na capacidade de absorção de agua dos filmes. Não foi possível detectar alterações nos espectros de FTIR em nenhuma das formulações produzidas, provocadas pela reticulação da proteína liofilizada de torta de mamona dos filmes produzidos, nem pela fibra de sisal nos espectros gerados. Em conclusão, o pH 12 de extração das proteínas da torta da mamona proporcionou melhores filmes produzidos com essas proteínas, e a adição de fibras de sisal não implicou em melhoras nas propriedades dos filmes, contrariamente ao glioxal. / Brazil is the world\'s third largest castor bean producer and the largest producer in South America. The castor bean oil has great potential in the biodiesel production chain, with interesting resource generation of its by-products such as the castor bean cake. Despite being rich in proteins, castor bean cake has limited application due to the presence of ricin, which presents high toxicity. Thus, hoping to enhance this byproduct with new technological applications, the aim of this thesis was the development of biodegradable film with the protein extracted from castor bean cake. Specifically, the effect of protein extraction pH (10, 11, 12) on some physical properties (thickness, mechanical properties, water solubility, permeability to water vapor and moisture) of the films was studied. From the evaluation of these results, it was then defined pH extraction of castor bean cake protein for the second study, which involved the production of films made of protein extracted from castor bean, reinforced with sisal fiber and/or glyoxal. Firstly, proteins were extracted in a reactor, by adding 20% of castor bean cake in a NaOH solution (pH = 10, 11 and 12), with 400 rpm stirring speed and 50°C. Separation of the protein extract from the insoluble residue was made by centrifugation (4,000 rpm). Extracts were freeze-dried and had their chemical composition and amino acids determined. Sorption isotherms of these proteins were determined at 25°C. The films were produced by casting, i.e., by dehydration of film-forming solutions prepared with constant protein concentration. In the first study, we used 7.5g protein/100g film-forming solution, crosslinking agent (0.8g glutaraldehyde/100g protein), and plasticizer (25g glycerol/100g protein). In the second study, it was used 6g protein/100g film-forming solution, crosslinking agent (0.5g glyoxal/100g protein), sisal fiber (20g fiber/100g protein) and plasticizer (25g glycerol/100g protein). The films were evaluated subjectively and objectively, by the assessment of the following determinations: thickness, gloss, color and opacity parameters, microstructure, mechanical properties for tensile and puncture force tests, moisture, film solubility in water, differential scanning calorimetry, sorption isotherms and Fourier transform spectroscopy. The freeze-dried proteins were rich in proteins (66-69%) for every studied pH, the mineral salts content was high (12-24%) as well, possibly due to the use of NaOH. No significant difference in the amino acid composition was observed for the tested extraction pH values. In the first study, the films presented brownish color and homogeneous visual appearance irrespective of the protein extraction pH. It was observed that the protein extraction pH influenced mechanical properties of the films. The increase in pH resulted in films more resistant to tensile and puncture, with tensile strength and puncture force values of 4.5MPa and 6.5N, respectively, to the films produced with proteins extracted in pH 12. However, regardless of the differences obtained, these films showed to be little extensible, with elongation at break and puncture deformation around 1.5% and 3.2%, respectively. The film solubility in water was also affected by the extraction pH of the castor bean cake proteins. While the film produced with proteins extracted at pH 10 was completely soluble in water, films made with proteins extracted at pH 12 showed solubility of 58.5%. The moisture of the films did not depend on pH and remained around 13%. In the second study, the addition of sisal fiber in the filmforming solution made the films rougher, without noticeable visual changes due to the presence of glyoxal. The addition of sisal fiber in the formulation increased film thickness from 0.11 to 0.16mm and reduced gloss measured at 60° angle, puncture force from 11.2 to 9.1N, the puncture deformation from 5.7 to 2.4%, the tensile strength from 10.3 to 5.1MPa, and the elongation at break from 78.5 to 24.2% without altering the elastic modulus of the films, which remained around 1.1-1.5MPa. The film solubility in water decreased from 42.8 to 36.8%, but the moisture of the films was not affected, which was remaining around 14%. The water vapor permeability increased about 50%, from 0.6 to 1.2 g.mm/h.m2.kPa. As for the color parameters, in general, the addition of the fibers caused an increase in lightness (L*) and opacity, and decreased the monochromatic a* and b*, and the total color difference (ΔE*). In the differential scanning calorimetry assay, the addition of fiber increased the glass transition temperature of the glycerol-rich fraction. Evaluating the sorption isotherms, it can be suggested that the fiber influenced the water absorption capacity of the films. It was not possible to detect changes in FTIR spectra produced by the crosslinking of castor bean cake freeze-dried protein of films, as well by the sisal fiber. In conclusion, the extraction at pH 12 of the castor bean cake proteins provided the best films produced, and the addition of sisal fibers did not result in improvements in film properties, contrary to glyoxal.

Para representar o equilíbrio existem modelos termodinâmicos empíricos e semi-empíricos, porém nenhum deles tem aplicação generalizada. Muitos dos modelos utilizados para o equilíbrio sólido-líquido advêm dos modelos desenvolvidos para o equilíbrio líquido-vapor (ELV) e, em alguns casos, podem não representar adequadamente os sistemas reais, tornando-se mais críticos os desvios quando o sólido, ou o líquido, ou ambos, são polares. Para o estudo dos modelos e realizar as devidas comparações foram inicialmente realizados experimentos em laboratório com sistemas binários e ternários utilizando como solventes o etanol, a água e as suas misturas e como soluto o ácido salicílico, todas substâncias polares. Os dados experimentais foram obtidos utilizando uma variante do método isotérmico, tendo como sistemas binários: etanol-ácido salicílico e água-ácido salicílico e, como sistemas ternários as misturas dos solventes. Os experimentos envolveram a variação da concentração mássica de etanol em intervalos de 20%. A variação da temperatura foi feita em intervalos de 5°C de 20 a 55°C. A análise do total de 48 dados experimentais indicou que a solubilidade do ácido salicílico aumenta à medida em que a temperatura e/ou a concentração mássica de etanol no solvente aumenta. Esses dados foram utilizados no ajuste de diferentes modelos para ESL. Os modelos estudados foram: UNIFAC e GSP (de predição baseado no ELV), UNIQUAC, Wilson, NRTL (semi-empíricos de ajuste de parâmetros baseados no ELV), Nývlt e \'lâmbda\'h (semi-empíricos de ajuste de parâmetros baseados no ESL) e Margules (empírico de ajuste de parâmetros). Os resultados mostraram que os modelos de predição têm aplicação restrita quando aplicado ao sistema estudado. Entre os modelos de ajuste, o UNIQUAC resultou em menores desvios em relação aos dados experimentais, considerando-se toda a faixa de condições experimentais adotadas. Os resultados experimentais também foram utilizados no ajuste de um modelo baseado em rede neural, o qual foi utilizado para mapeamento do sistema e comparação com as previsões pelos modelos considerados. Simulações com rede neural resultaram em boa concordância com os resultados experimentais, indicando que tal modelo pode ser usado para prever solubilidade na faixa de condições do presente estudo. / The knowledge of solid-liquid equilibrium (SLE) is an important factor in crystallization and dissolution studies. In most of these systems equilibrium is represented by empirical and semi-empirical thermodynamical models, with no general application. Many models used in SLE result from models developed for vapor-liquid equilibrium (VLE) and in some cases these models do not represent real systems adequately, becoming critical when polar solids or liquids are present in the system. In the present work a study of thermodynamical models for SLE was carried out by comparing the performance of different models with experimental data of binary and ternary systems consisting of ethanol, water and their mixtures as solvents, and salicylic acid as solute. The experimental data were obtained using a variant of the isothermal method for the following binary systems: ethanol-salicylic acid and water-salicylic acid. In the study with ternary systems ethanol-water mixtures at different ratios were adopted as solvents, and salicylic acid was the solute. A total of 48 experiments were carried out by changing the ethanol mass fraction in the solvent from 0 to 100%, and the temperature from 20 to 55°C. The solubility of salicylic acid increases with the increase in the temperature and/or ethanol concentration in the solvent. The models considered in the study were: UNIFAC and GSP (prediction models based on vapor-liquid-equilibrium), UNIQUAC, Wilson and NRTL (semi-empirical models of fitted parameters based on vapor-liquid equilibrium), Nývlt and \'lâmbda\'h (semi-empirical models with fitted parameters based on SLE) and Margules (empirical model with fitted parameters). The results showed that the UNIQUAC model with fitted parameters can describe the SLE with reasonable accuracy, while all other methods resulted in poor agreement with the system\'s behavior, with systematic deviations from the experimental results. The system was also mapped with the use of a neural network model with parameters fitted to the experimental data. Simulation results with the neural network provided an accurate map of the system that can be used within the range of conditions considered in this study.

Fundando-se em argumentos de equilíbrio e estabilidade termodinâmica, a solubilidade de soluto em um solvente é definida pelo limiar de existência da mistura como sistema homogêneo. De fato, entende-se tal grandeza sobre a coexistência de fases. A noção de solubilidade apresentada é desenvolvida através de modelos simples, que incluem resultados na rede bem como a extensão do modelo de van der Waals ao caso de duas componentes. Desta extrai-se uma condição genérica à observação de mínimos na solubilidade incidente sobre a topologia de seu diagrama de fases e de evidente correspondência física. / Concerning the equilibrium and stability in thermodynamics, the solubility of solute in a solvent is defined as the threshold of the mixture existing as a homogeneous system. Indeed, such quantity meets its meaning when understood on the coexistence surface. The idea of solubility presented is developed following the discussion of simple models, including results on the lattice as well as the van der Waals model extended to include two components. From these results we extract a general condition which connects the occurence of a minimum in solubility to the topological structure of the phase diagram.

Le dioxyde de carbone, provenant de la combustion d’énergies fossiles, est l’un plus important gaz à effet de serre. La réduction des émissions de CO2 à l’atmosphère s’imposant, une solution consiste en la capture et la séquestration du CO2 par oxy-combustion. Avant l’étape de séquestration, le CO2 doit être purifié. Les procédés de séparation des gaz nécessitent une bonne connaissance des propriétés thermodynamiques des équilibres entre phases. C’est pourquoi un nouvel appareil expérimental, permettant l’étude de la solubilité d’un mélange de gaz (CO2, O2, NOx, SO2) dans des solutions aqueuses, a été développé. Dans un premier temps, l’étude du système CO2-eau a permis de valider l’appareil expérimental pour les domaines de température et de pression de l’étude (293 ,15-393,15 K, jusqu’à 5 MPa). Ensuite, les données sur le système CO2-eau-NaOH étant rares dans la littérature, ce système a été étudié. Les données expérimentales obtenues ont été comparées à un modèle développé dans l’étude. Les modèles de coefficient d’activité de Pitzer et de NRTL électrolyte sont comparés. La dernière étape de l’étude est l’optimisation des paramètres du modèle NRTL-e par ajustement sur les données expérimentales. / Production of carbon dioxide from burning fossil fuel participates in the global warming. This issue generates a growing interest for CO2 capture and storage from oxy fuel combustion. Before the sequestration step, the CO2 has to be purified from impurities. Separation processes require a good knowledge of thermodynamics properties of phase equilibria. In this context a new experimental device was designed and set up in the LaTEP to allow the study of the solubility of gas mixture involved in CO2 capture and storage processes (CO2, O2, NOx, SO2). The apparatus was, first, validated by studying the CO2-water system in the temperature range from 293.15 K to 393.15 K and at pressure up to 5 MPa. Then, the CO2-water-NaOH was studied because few data are available in the scientific literature. Experimental data obtained was compared with a model developed in this work. This model is based on a thermodynamic description of physical chemical phenomena occuring in a vapour liquid system. Two model of activity coefficient are compared (Pitzer and electrolyte-NRTL). The last step of this study is the parameter optimization for e-NRTL.

O presente estudo avaliou a influência das dimensões e das formas de fotoativação do corpo de prova através dos testes de sorção, de solubilidade e de microdureza Knoop. Este trabalho foi dividido em duas fases. Na primeira fase, corpos de prova de um compósito experimental medindo 15 mm de diâmetro x 1 mm de espessura foram confeccionados usando uma matriz de teflon bipartida, sendo o compósito inserido em um único incremento e, em seguida, planificado por uma tira de poliéster aderida a uma placa de vidro. Todos os grupos tiveram as mesmas dimensões, porém, foram fotopolimerizados de três maneiras diferentes: G1- Com cinco exposições de cada lado do corpo de prova, de acordo com o padrão especificado pela ISO 4049; G2- Retirando a ponta do aparelho fotoativador de forma que a luz atingisse toda a superfície do espécime e G3- Distanciando a ponta do fotopolimerizador 1,5 cm com o mesmo intuito (n=5). Anova (p<0,05) e teste de Tukey 5% para diferenciação das médias não mostraram diferenças estatísticas significativas entre os grupos para o teste de sorção (p=0,517). Os valores em g/mm3 com seus desvios padrão foram: G1=22,58±1,20; G2=23,51±0,61 e G3=22,16±1,39. Já para o teste de solubilidade foram encontradas diferenças estatísticas significativas (p=0,002), de acordo com as letras sobrescritas. Os valores em g/mm3 com seus respectivos desvios padrão foram G1=0,54±0,14B; G2=0,37±0,14B e G3=1,04±0,09A. Para o teste de microdureza Knoop, a análise estatística apresentou diferenças significativas entre os grupos (p=0,003). Os valores em KHN com seus desvios padrão foram G1=78,9±2,74A; G2=69,4±4,77B e G3=67,4±4,94B. A conclusão desta primeira fase foi que a melhor forma de fotoativação foi do G1 (de acordo com a ISO), a qual apresentou menor solubilidade e a maior microdureza Knoop. A segunda fase do trabalho foi feita utilizando apenas a melhor forma de fotoativação obtida na primeira fase que foi correspondente ao G1 (ISO 4049), variando as dimensões dos corpos de prova com os tamanhos mais usados na literatura de sorção e solubilidade. Os grupos experimentais foram divididos em: (diametro x espessura) g1=15x1 mm (ISO), g2=5,8 x 0,8mm e g3=6 x 0,5 mm, confeccionados da mesma forma que os corpos de prova da primeira etapa. Os espécimes foram então submetidos ao teste de sorção, de solubilidade e de microdureza Knoop. ANOVA (p<0,05) e teste de Tukey (5%) mostraram que não houve diferenças estatisticamente significativas para o teste de sorção (p=0,915). Os valores em g/mm3 com seus respectivos desvios padrão foram: g1=22,58±1,2; g2=22,28±2,26 e g3=22,78±2,02. Já para o teste de solubilidade foram encontradas diferenças estatísticas significativas (p=0,006). Os valores em g/mm3 com seus respectivos desvios padrão foram: g1=0,54±0,14B; g2=3,2±2,07A, e g3=2,16±1,06AB. O teste de microdureza Knoop não demonstrou diferenças estatisticamente significativas entre os grupos (p= 0,106). Os valores em KHN, com seus respectivos desvios padrão foram: g1=62,12±0,86; g2=64,88±4,21 e g3=66,20±2,33. Levando em consideração os diversos fatores estudados pode-se concluir que as dimensões e a forma de fotoativação preconizadas pela ISO 4049 parecem ser a melhor forma de confeccionar os corpos de prova para os testes de sorção e de solubilidade, associados ao teste de microdureza Knoop. / This study evaluated the influence of the dimensions and the light-cure mode of specimens in the tests of sorption, solubility and Knoop microhardness. This research was divided into two phases. In the first stage, disc shaped samples of an experimental composite resin (15 mm in diameter x 1 mm in thickness) were fabricated using a teflon split mold., The composite was inserted in one increment and then flattened by a polyester strip adhered to a glass plate. All groups had the same dimensions, however, were polymerized in three different ways: G1-five exposures for each side of the specimen, according to the standard specified by ISO 4049, G2-removing the tip of the curing unit and allowing light to reach all the surface of the specimen, and G3-distancing the tip of the curing unit 1.5 cm with the same intention (n=5). Anova and Tukey test (p<0.05) for the means comparisons showed no statistically significant differences among groups for the sorption test (p=0.517). The values in g/mm3 with their standard deviation were: G1 = 22.58±1.20, G2 = 23.51±0.61 and G3=22.16±1.39. The solubility test showed statistically significant differences (p=0.002), according to the superscript letters. The values in g/mm3 with their respective standard deviations were G1=0.54±0.14B, G2=0.37±0.14B and G3=1.04±0.09A. For the microhardness test, statistical analysis showed significant differences among groups (p=0.003). The KHN values with their standard deviation were: G1 = 78.9±2.74A, G2 = 69.4±4.77B and G3 = 67.4±4.94B. The conclusion of this first phase was that the best way of light-curing was G1 (according to ISO), which showed lower solubility and the higher Knoop microhardness. The second research stage was performed using only the best way of light-curing achieved in the first round, which was corresponding to Group 1 (ISO 4049), varying the dimensions of the specimens with the sizes most used in the literature of sorption and solubility. The experimental groups were divided into: (Diameter x thickness) g1=15x1 mm (ISO), g2=5.8x0.8 mm and g3=6x0.5 mm, prepared in the same way as the samples of the first phase. The specimens were then submitted to the sorption, solubility and Knoop microhardness tests. ANOVA and Tukey test (p<0.05) showed no statistically significant differences for the sorption test (p=0.915).The values in g/mm3 with their respective standard deviations were: g1=22.58±1.2; g2=22.28±2.26 and g3=22.78±2.02. The solubility test showed statistically differences among groups (p=0.006). The values in g/mm3 with their respective standard deviations were: g1 = 0.54±0.14B, g2=3.2±2.07A, and g3=2.16±1.06AB. The Knoop microhardness test showed no statistically significant differences among groups (p=0.106). The values in KHN with their respective standard deviations were: g1=62.12±0.86, g2=64.88±4.21 and g3=66.20±2.33. Taking into consideration the studied factors, it can be concluded that the size and the shape of photoactivation recommended by ISO 4049 seems to be the best way of preparing the specimens for sorption and solubility tests, associated with the Knoop microhardness test.

Orientador: Carlos Alberto de Souza Costa / Banca: José Mauro Granjeiro / Banca: Welington Dinelli / Resumo: A presente pesquisa avaliou o efeito citotóxico de diferentes materiais dentários sobre células de linhagem odontoblástica MDPC-23 em cultura. Para isto, corpos-de-prova com dimensões de 4mm de diâmetro e 2 mm de profundidade foram confeccionados com os seguintes materiais: hidróxido de cálcio (Hydro C - Grupo HCa); RelyX Luting (Grupo RL); Vitrebond (Grupo VB); e RelyX Unicem (Grupo RU). Cada espécime foi imerso em meio de cultura não suplementado com soro fetal bovino (MC-SFB) e incubado pelos períodos de 24 horas ou 7 dias. Células odontoblastóides MDPC-23 foram semeadas (3x104 células/cm2) em pratos de acrílico com 24 compartimentos e incubados por 72 horas, sendo que após este período, o meio de cultura completo (DMEM) foi substituído pelos extratos obtidos de cada material experimental. Após incubação adicional de 24 horas, a atividade da enzima desidrogenase succíninca das células foi avaliada através do teste de MTT. No grupo controle, o meio de cultura foi substituído pelo MC-SFB fresco (sem tratamento). Para os períodos de 24 horas, os grupos HCa, RL, VB e RU apresentaram valores de redução no metabolismo celular de 91,52%; 78,17%; 89,14%; e 2,64%, respectivamente, quando comparados com o grupo controle (DMEM), o qual não reduziu o metabolismo celular. Com relação ao período experimental de 7 dias, os valores de redução na atividade metabólica para os grupos HCa, RL, VB e RU foram de 91,13%, 79,04%, 87,27% e 10,51%, respectivamente. Segundo a análise estatística de Kruskall-Wallis complementada pelo teste de Mann-Whitney não houve diferença entre os grupos HCa e VB, os quais foram os materiais mais citotóxicos em ambos os períodos avaliados. RU foi o cimento menos tóxico, sendo que não houve diferença estatisticamente significante com o grupo controle no período de 24 horas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present in vitro study evaluated the cytotoxic effects of different dental materials on the odontoblast-like cells MDPC-23. For this purpose, round samples (2-mm thick and 4-mm in diameter) were prepared with the following experimental materials: calcium hydroxide (Hydro C - Group HCa); RelyXTM Luting Cement (Group RL); Vitrebond (Group VB); and RelyXTM Unicem (Group RU). The samples were placed in fresh culture medium with no fetal bovine serum (DMEM-FBS) and incubated for 24 hours or 7 days at 37°C with 5% CO2, and 95% air. The odontoblast cells were plated (3x104 cells/cm2) in wells of five 24-wells dishes and incubated for 72 hours. After this period, the complete culture medium (DMEM) was replaced by the extracts obtained from every sample. The cells in contact with the extracts were incubated for additional 24 hours. The MTT Assay was carried out to evaluate the cell metabolism. In control group (DMEM) the nontreated fresh culture medium (DMEM-FBS) was applied on the cultured cells. At 24 hours period, the experimental materials HCa, RL, VB and RU decreased the mitochondrial respiration by: 91,52%; 78,17%; 89,14%; and 2,64%, respectively. At 7 days, the reduction of the cell metabolism for groups HCa, RL, VB and RU was: 91,13%; 79,04%; 87,27%; and 10,51%, respectively. The statistical analysis of Kruskal-Wallis complemented by the Mann-Whitney test demonstrated there was no statistical difference between the groups HCa and VB which presented the highest cytotoxic effects on the MDPC-23 cells. On the other hand, no difference statistically significant was observed between RU and DMEM, at 24 hours period. The ranking of cytotoxicity observed at 24 hours and 7 days was: HCa=VB>RL>RU=DMEM and HCa=VB>RL>RU>DMEM, respectively. Based upon the scientific data presented in this in vitro study, it was concluded... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Nesta pesquisa in vitro verificou-se a possível correlação do manchamento superficial de resinas compostas com grau de conversão, rugosidade, sorção e solubilidade. Foram testados cinco compósitos: Charisma Opal, Filtek P90, GrandioSO, IPS Empress Direct e NDurance; todos da cor A2. Foram confeccionados 40 espécimes de cada material. Dez espécimes foram destinados aos testes de sorção e solubilidade, que foram divididos em dois grupos (n=5): Grupo 1 (com desidratação prévia) e Grupo 2 (sem desidratação prévia). Trinta espécimes foram destinados aos testes de grau de conversão, rugosidade e manchamento superficial; que foram divididos em dois grupos: Imediato e 24 horas. No grupo Imediato, a leitura do espectro para o cálculo do grau de conversão e a leitura da cor inicial (baseline) foram realizadas imediatamente após a confecção dos espécimes, que foram imersos nas bebidas corantes na sequência. No grupo 24 horas, os espécimes foram mantidos em água destilada a 37oC por 24 h. A leitura do espetro final para o cálculo do grau de conversão e a leitura da cor inicial (baseline) foram realizadas 24 h após a confecção dos espécimes, que só então foram imersos nas bebidas corantes. O polimento e a leitura da rugosidade foram realizados após a leitura do espectro e antes da imersão nas bebidas. Os espécimes foram divididos em três grupos (n=5): água destilada (controle), café e vinho tinto. A amostra foi mantida imersa nas bebidas por 7 dias, com temperatura em 37oC. A leitura da cor final foi realizada após esse período, em ambos os grupos. A diferença de cor foi calcula a partir da fórmula CIEDE2000. A análise estatística foi realizada e o teste de Pearson foi aplicado para a análise da correlação das propriedades testadas. De acordo com a metodologia utilizada neste estudo, não foi possível estabelecer correlação entre manchamento dos compósitos resinosos com grau de conversão, rugosidade superficial, sorção e solubilidade; não foi encontrada diferença no manchamento do grupo que foi submetido imediatamente às bebidas corantes com o grupo que foi submetido ao manchamento após 24 horas da sua confecção; o vinho tinto causou maior alteração de cor do que o café; e o comportamento dos compósitos na presença das bebidas corantes não foi semelhante. Além disso, não houve diferença significativa nas duas metodologias usadas para o teste de sorção e solubilidade. / This in vitro research verified the possible correlation of superficial staining of resin composites with degree of conversion, roughness, sorption and solubility. Five composites were tested: Charisma Opal, Filtek P90, GrandioSO, IPS Empress Direct and NDurance; shade A2. Forty specimens of each material were prepared. Ten specimens were reserved for sorption/solubility tests and were divided into 2 groups (n=5): Group 1 (with previous dehydration) and Group 2 (without previous dehydration). Thirty specimens were reserved for degree of conversion, roughness and staining tests; which were divided into 2 groups: Immediate and 24 hours. In Immediate group, degree of conversion and initial color measurement (baseline) were calculated immediately after sample preparation, which was immersed in coloring beverages. In 24 hours group, specimens were maintained in distilled water at 37oC for 24 h. Initial color measurement (baseline) and degree of conversion were calculated 24 h after sample preparation. Polishing and roughness measurement were made before the immersion of specimens in beverages. Sample was divided into 3 groups (n=5): distilled water (control), coffee and red wine. The specimens were maintained immersed for staining during 7 days at 37oC. Final color measurement was made after this period, in both groups. Color difference was calculated based on CIEDE2000 formula. Statistical analysis was performed and Pearson test was applied to analyze correlation between the properties tested. According to the methodology used in this research, it was not possible to establish correlation between composite staining and degree of conversion, roughness, sorption and solubility; it was not found any difference between Immediate and 24 hours groups; staining caused by red wine were more intense than coffee; the composites behavior in staining was not similar. Despite of this result, there was no significant difference between the sorption/solubility methods tested.

A extração por solvente é o método mais eficiente para recuperação do óleo residual de fibra prensada de palma (FPP), o qual pode conter um teor de carotenoides até oito vezes superior ao encontrado no óleo de palma bruto. Neste contexto, a escolha de potenciais solventes ou misturas de solventes torna-se essencial, pois elas podem resultar no efeito sinérgico de extração de óleo e carotenoides promovendo uma maior recuperação destes compostos de interesse. Dessa forma, o presente estudo objetivou a utilização de misturas binárias de solventes hidrocarbonetos e alcoólicos, a fim de promover a maior recuperação de um óleo de FPP rico em carotenoides. Para tanto, as composições das misturas compostas por hidrocarboneto (hexano, heptano e ciclohexano) e álcoois de cadeia curta (etanol e isopropanol) foram definidas a partir do cálculo da distância soluto-solvente (Ra) entre as misturas de solventes e o soluto &beta;-caroteno. Os experimentos de extração foram conduzidos a 60 ± 2°C em um intervalo de tempo de 5 horas em extrator em batelada, utilizando os solventes hexano, heptano, ciclohexano, etanol e isopropanol e suas respectivas misturas, e a 55 ± 3 °C e um intervalo de tempo de 1 hora e 30 minutos, em coluna empacotada de leito fixo, utilizando hexano, etanol, isopropanol e suas respectivas misturas. Os resultados dos experimentos de extração, em batelada na razão mássica sólido:solvente de 1:7, indicaram que hexano e a mistura compreendida por heptano e isopropanol, extraíram o maior conteúdo de lipídeos, em torno de 80 % (em massa), enquanto que os demais solventes puros e misturas de solventes permitiram a obtenção de rendimentos de extração de óleo em torno de 70 % (em massa). Apesar dos solventes ciclohexano e hexano apresentarem a maior extração de carotenoides, o teor deste componente apresentou-se levemente inferior quando foram utilizadas as misturas binárias de solventes. Os maiores rendimentos de extração de óleo de FPP em coluna, na razão mássica sólido:solvente de 1:4, deram-se com o emprego de etanol e da mistura compreendida por hexano e isopropanol, em torno de 66 % (em massa), porém o conteúdo de carotenoides obtido foi o mesmo, independentemente do solvente ou misturas de solventes empregadas. O perfil de carotenoides analisados por UPLC/MS apresentou elevado conteúdo de &beta;-caroteno extraído majoritariamente por hexano, enquanto que o maior conteúdo de &alpha;-caroteno foi obtido pela mistura de hexano e etanol, por último, etanol extraiu o maior conteúdo de licopeno. Nesta dissertação não foi observado, de forma expressiva, o sinergismo de extração de óleo de FPP rico em carotenoides com o emprego de misturas de solventes definidas a partir da estimativa dos Parâmetros de Solubilidade de Hansen (PSH) e cálculo da Ra. No entanto, é possível inferir os solventes hidrocarbonetos e suas misturas com os álcoois de cadeia curta, etanol e isopropanol, demonstraram boa habilidade em extrair óleo de FPP rico em carotenoides, mantendo sua composição em ácidos graxos e acidez livre relativamente constantes podendo, assim, serem indicados para operações de extração de óleo de FPP. As misturas de solventes empregadas nos experimentos de extração resultaram em considerável rendimento de óleo de FPP, rico em carotenoides totais mostrando que a substituição parcial de solventes hidrocarbonetos por álcoois de cadeia curta é possível. / Solvent extraction is the most efficient method for recovering palm pressed fiber (PPF) residual oil, which may contain up to eight times the carotenoid content of that found in crude palm oil. In this context, the choice of potential solvents or solvent mixtures becomes essential as they may result in the synergistic effect of extracting oil and carotenoids promoting further recovery of these compounds of interest. Thus, the present study aimed at the use of binary mixtures of hydrocarbon and alcoholic solvents, in order to promote the higher recovery of a carotenoid-rich PPF oil. The compositions of the mixtures composed of hydrocarbons (hexane, heptane, and cyclohexane) and short chain alcohols (ethanol and isopropanol) were defined from the calculation of the solute-solvent distance (Ra) between the solvent mixtures and the solute &beta;-carotene. The extraction experiments were conducted at 60 ± 2 °C during 5 hours in a batch extractor, using the hexane, heptane, cyclohexane, ethanol and isopropanol solvents and their mixtures, and at 55 ± 3 °C and a time interval of 1 hour and 30 minutes in a packed bed column using hexane, ethanol, isopropanol and their mixtures. The results of the batch extraction experiments at the solid: solvent mass ratio of 1:7 indicated that hexane and the mixture comprised of heptane and isopropanol extracted the highest lipid content, around 80 % (by mass), while that the other pure solvents and solvent mixtures allowed to obtain oil extraction yields around 70 % (by mass). Although the solvents cyclohexane and hexane had the highest extraction of carotenoids, the content of this component was slightly lower when the binary solvent mixtures were used. The higher yields of oil extraction of PPF in the column in the solid: solvent mass ratio of 1:4 were given by using ethanol and the mixture comprised of hexane and isopropanol, around 66 % (by mass), but the carotenoids content obtained was the same regardless of the solvent or solvent mixtures employed. The profile of carotenoids analyzed in UPLC/MS showed a high content of &beta;-carotene extracted mainly by hexane, while the highest content of &alpha;-carotene was obtained by the mixture of hexane and ethanol, finally, ethanol extracted the highest content of lycopene. In this dissertation, the synergism of extraction of PPF oil rich in carotenoids was not observed within the use of solvent mixtures defined from the estimation of Hansen Solubility Parameters (HSP) and calculation of Ra. However, it is possible to infer that the hydrocarbon solvents and their mixtures with the short-chain alcohols, ethanol, and isopropanol, demonstrated good ability to extract of PPF oil rich in carotenoids, maintaining its composition in fatty acids and free acidity constant being indicated for PPF oil extraction operations. The use of the solvent mixtures resulted in a considerable extraction yield of PPF oil, rich in total carotenoids showing that the partial replacement of hydrocarbon solvents by short chain alcohols is possible.

A deficiência generalizada de fósforo (P) na maioria dos solos brasileiros justifica a necessidade de adubações constantes para suprir a falta deste nutriente. Os fertilizantes totalmente acidulados, apresentando elevada solubilidade em água, são as fontes mais utilizadas na agricultura brasileira. Devido à depleção gradual das rochas fosfáticas de boa qualidade e pureza, faz-se necessário o uso de minérios considerados marginais. Uma das consequências da utilização de rochas fosfáticas contendo impurezas é a presença de compostos insolúveis nos fertilizantes, o que não representa necessariamente prejuízo ao desempenho agronômico. Porém, exigências quanto à solubilidade faziam com que estes fertilizantes contendo impurezas insolúveis não se enquadrassem à legislação. Com o objetivo de avaliar a eficiência agronômica destes fertilizantes com solubilidade variada foram realizados experimentos de incubação, de casa de vegetação e em condições de campo. O experimento de incubação foi conduzido em condições controladas com a aplicação de grânulos de sete fertilizantes testados no centro de placas de petri preenchidas com Neossolo Quartzarênico álico (RQa) com variações no pH e na capacidade de adsorção de P. Os fertilizantes testados foram: fosfato monoamônico (MAP), Fosfato diamônico (DAP), Superfosfato triplo (TSP), Superfosfato simples (SSPS), Fosfato acidulado sulfúrico (FAS), Fertilizante de rizosfera controlada (FRC) e Fosfato de solubilidade reduzida (FSR). Após cinco semanas de incubação, o solo foi amostrado na forma de anéis concêntricos, iniciando pelo centro para a avaliação da difusão do P. Grande parte do P adicionado permaneceu no próprio grânulo ou na região ao seu redor, independente do fertilizante. A maior difusão foi observada para os fosfatos de amônio. No experimento de casa de vegetação, também com RQa, avaliou-se milho por dois cultivos consecutivos com três fertilizantes com composição similar ao superfosfato simples (fonte padrão, fi > 85%), diferindo deste apenas na solubilidade em água (fi), que era de 50%, 60% e 70%. A eficiência agronômica não foi influenciada pela solubilidade destes fertilizantes, sendo que na maioria das condições de solo testadas, fertilizantes com menor solubilidade foram tão eficientes quanto o fertilizante padrão (mais solúvel). No experimento de campo, cultivando-se soja em um Latossolo Vermelho distrófico (LVd) em Itiquira, Mato Grosso, foram testados os mesmos quatro fertilizantes utilizados no experimento de casa de vegetação, tendo o SSP como fonte padrão. As fontes com solubilidade de 60% e 70% apresentaram eficiência agronômica igual ou até superior ao SSP, indicando a adequação destas fontes para o uso no campo. Estes resultados contrariam a antiga premissa de que solubilidade em água está sempre associada à eficiência agronômica. Fertilizantes fosfatados acidulados que apresentam compostos insolúveis podem apresentar desempenho agronômico equivalente a aqueles fertilizantes com elevada solubilidade em água, porém não é possivel generalizar completamente esta premissa devido às particularidades destas frações insolúveis. / The generalized deficiency of phosphorus (P) in most of the Brazilian soils justifies the need for constant fertilization in order to supply the lack of this nutrient. Fully acidulated fertilizers are the most used sources in Brazilian agriculture, with high water solubility. Due to the gradual depletion of high quality and pure phosphate ores, it is necessary to use ores considered as marginal grade. One consequence of the use of phosphate rocks containing impurities is the presence of insoluble compounds in the acidulated fertilizer, which not necessarily mean a problem to their agronomic performance. However, requirements regarding high solubility meant that these fertilizers containing insoluble impurities did not fit the law requirements. Aiming to evaluate the agronomic effectiveness of these fertilizers varying in solubility, experiments were performed under incubation, greenhouse, and field conditions. The incubation experiment was carried out under controlled environment applying seven kinds of fertilizer granules at the center of petri dishes filled up with a Quartzipsamments varying in pH and P adsorption capacity. The fertilizers tested were: monoammonium phosphate (MAP), diammonium phosphate (DAP), triple superphosphate (TSP), single superphosphate (SSP), sulfuric acidulated phosphate (FAS), rhizosphere-controlled fertilizer (RCF) and reduced solubility phosphate (FSR). After five weeks of incubation, soil was sampled as concentric rings, starting from the center section to evaluate P diffusion. Much of the added P remained in the granule itself or in the region around it, regardless of fertilizer. The higher diffusion was observed for ammonium phosphates. In a greenhouse experiment, maize was grown for first and residual yield, to evaluate three fertilizer with composition very similar to single superphosphate (standard source, fi > 85%), differing only by its water solubility, ranging from 50% to 70%. The agronomic effectiveness was not influenced by the solubility of these fertilizers. Under some soil conditions, lower solubility fertilizers were even more efficient than standard fertilizer, which had the highest solubility among all sources tested. A field experiment was carried out with soybean in Itiquira, Mato Grosso, under clayey Typic Hapludox. We also tested the four fertilizers used in the previous experiments, using single superphosphate as standard source. Sources with 60% and 70% of solubility were as efficient as single superphosphate, indicating their suitability for use in the soybean under field conditions. These results contradict the old premise that water solubility is always associated with agronomic effectiveness. Acidulated phosphate fertilizers which have insoluble compounds may exhibit agronomic performance equivalent to those fertilizers with high water solubility, however it is not possible to generalize completely this premise because of the peculiarities of these insoluble fractions.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-04-10T19:01:38Z No. of bitstreams: 1 2012 - Luciana Silva de Mattos Moura.pdf: 1864669 bytes, checksum: adf72c5c555099f630fa5de4140203ef (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T19:01:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012 - Luciana Silva de Mattos Moura.pdf: 1864669 bytes, checksum: adf72c5c555099f630fa5de4140203ef (MD5) Previous issue date: 2012-03-21 / CAPES / Rice, corn and beans, biofortified or not constitute an important source of protein-calorie. The use of these raw materials in product development is an alternative to the contribution of food quality and safety. In consequence, the objective of this study was to characterize the physicochemical and rheological flour mixed pre-gelatinized by extrusion of rice, beans and corn for their application in developing other products like pasta for breads, cakes, biscuits and pasta pre-cooked .The concentration of the mixture prepared in this study was 30% corn, 35% bean and 35% rice. To analyze the results was developed a central composite rotational design (CCRD), and the data analyzed by response surface, with 17 treatments and three independent variables, which were the moisture of the dough prior to extrusion (16, 18, 21, 24; 26%), the temperature of the extrusion zone 3 (126, 140, 160, 180, 193 ? C) and rotation of the extruder screw (106, 120, 140, 160, 173 rpm). Analyses of expansion ratio and bulk density, water solubility index (WSI) and water absorption index (WAI), viscoamylographic properties. Besides the chemical composition, mineral profile and analysis of color (brightness, chromaticity a * and b *) of the best treatments. The values of radial expansion index ranged from 1.34 to 6.87, being the highest value found in T3 prepared with 140 ? C, 160rpm and 18% moisture. The moisture and temperature had a negative effect on the expansion, an increase in these two variables leads to a decrease in the expansion of the product. This parameter is one of the most important for the characterization of an expanded product of high quality. Lower moisture contents can lead to greater dextrinization of starch and increase the solubility of the mixture, then, treatments such as T3, showed high solubility. An increase in moisture lead to an increased water absorption, achieving the highest values in the conditions of temperature 180 ? C, 160 rpm rotation and 24% moisture (U). These conditions were also suitable for obtaining solutions of high viscosity and low tendency to retrogradation. The T3: 140 ? C, 160 rpm and 18%, T4: 180 ? C, 160 rpm and 18%, T5: 140 ? C, 120 rpm and 24%, T8, 180 ? C, 160 rpm and 24%; T10: 193 ? C, 140 rpm and 21% of moisture, were considered the best formulations and they were analyzed in terms of color, composition and mineral profile. The thermoplastic extrusion process affected the color of the flour due to non-enzymatic browning reactions that occur with the samples. Moreover, the beans BRS Pontal stood out to provide higher levels of proteins (21.34 g/100 g) and high levels of minerals, including iron in the sample (7.0 mg/100 g) when compared with the other raw materials while that treatment 8 also stood out for its high mineral content and good fiber intake (greater than 8.5 g/100g). It was concluded that flour T3, due to its expansion and better solubility in water, can be used for preparing snacks, and soluble flour, while the treatment 8 is to increase the viability soups, sauces, because of its high viscosity and low tendency to solidify, due to the retrogradation. / Arroz, milho e feij?o, biofortificados ou n?o constituem uma importante fonte cal?rica-prot?ica. O uso destas mat?rias primas no desenvolvimento de produtos ? uma alternativa na contribui??o da qualidade e seguran?a alimentar. Em consequencia, o objetivo desse trabalho foi caracterizar f?sico-qu?mica e reologicamente as farinhas mistas pr?-gelatinizadas por extrus?o de arroz, feij?o e milho visando a sua utiliza??o na elabora??o de outros produtos como massas para p?es, bolos, biscoitos e macarr?o pr?-cozido. A concentra??o da mistura foi de 30% de milho, 35% de feij?o e 35% de arroz. Para an?lise dos resultados foi desenvolvido um delineamento composto central rotacional (DCCR), sendo os dados analisados por superf?cie de resposta, com 17 tratamentos e 3 vari?veis independentes, sendo elas a umidade da massa antes da extrus?o (16; 18; 21; 24; 26%), a temperatura da 3? zona de extrus?o (126;140; 160; 180; 193 ?C) e a rota??o do parafuso da extrusora (106; 120; 140; 160; 173 rpm). Foram realizadas an?lises de ?ndice de expans?o e densidade aparente, ?ndices de solubilidade e absor??o em ?gua, propriedades viscoamilogr?ficas. Al?m da composi??o centesimal, perfil de minerais e an?lise de cor (luminosidade, cromaticidade a* e b*) dos melhores tratamentos. Os valores de ?ndice de Expans?o variaram de 1,34 a 6,87, sendo o maior valor encontrado no tratamento T3 elaborado com 140?C, 160rpm e 18% de umidade. A umidade e a temperatura tiveram um efeito negativo sobre a expans?o, um incremento nessas duas vari?veis leva a uma diminui??o na expans?o do produto. Esse par?metro ? um dos mais importantes para caracteriza??o de um produto expandido de alta qualidade. Baixos conte?dos de umidade podem levar a uma maior dextriniza??o do amido e aumentar a solubilidade da mistura, ent?o, tratamentos como o T3, apresentaram solubilidade elevada. Um aumento da umidade levou a um aumento da absor??o em ?gua, alcan?ando aos maiores resultados com as condi??es de 180?C de temperatura, 160 rpm de rota??o e 24% de umidade. Essas condi??es tamb?m foram ideais para obten??o de solu??es de viscosidade elevada e baixa tend?ncia a retrograda??o. Os tratamentos T3: 140?C, 160 rpm e 18%; T4: 180?C, 160 rpm e 18%; T5: 140?C, 120 rpm e 24%; T8; 180?C, 160 rpm e 24%; T10: 193?C, 140 rpm e 21% de umidade, foram considerados as melhores formula??es e a eles foram realizadas an?lises de cor, composi??o centesimal e perfil de minerais. A colora??o das farinhas foi afetada com a extrus?o devido a rea??es de escurecimento n?o enzim?tico que acontecem com as amostras. O feij?o BRS Pontal se destacou por fornecer maiores teores de prote?nas (21,34g/100g) e elevado teor de minerais, inclusive ferro na amostra (7,0 mg/100g) quando comparado com as outras mat?rias-primas enquanto que o tratamento 8 se destacou pelo seu alto conte?do de minerais e por bom aporte de fibra (acima de 8,5g/100g). Conclui-se que a farinha T3, por apresentar melhor qualidade de expans?o e solubilidade pode ser utilizada na elabora??o de snacks e farinhas sol?veis, enquanto o tratamento T8 tem a viabilidade para incrementar sopas cremosas, molhos, por sua alta viscosidade e baixa tend?ncia a endurecer pela retrograda??o.