Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-02-17Bitstream added on 2014-06-13T18:50:25Z : No. of bitstreams: 1 fontanari_gg_me_arafcf.pdf: 614265 bytes, checksum: 47a3d861dccdf0882a4fc93e69438a03 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A partir da farinha da semente de goiaba (Psidium guajava), cuja composição centesimal é de aproximadamente 6,17 l 0,04% de umidade, 8,43 l 0,12% de proteína e alto teor de fibras, 60,88 l 0,9%, obteve-se isolado protéico (IP) através da precipitação isoelétrica (pI 4,5), cuja fração majoritária pertence à classe das glutelinas. As condições para o preparo do IP foram definidas a partir da curva de solubilidade em água x pH e temperatura de 25 l 3 ºC. Tais condições permitiram obter isolados protéicos com rendimento de extração de 45,2 l 0,5% (pH10,0) e 66,2 l 0,5% (pH11,5) e elevado conteúdo protéico 96,4 l 0,5% e 93,5 l 0,4% respectivamente. A capacidade de absorção de água e óleo foram baixas, apresentando 1,05 l 0,07 e 2,3 l 0,01 mL/g proteína respectivamente para IP 10,0 e 1,65 l 0,07 e 1,70 l 0,07 mL/g pr oteína respectivamente para IP 11,5. A maior capacidade de emulsificação, foi observado para o IP 11,5, 140 l 8 g óleo/g prot., comparado com o IP 10,0, 37 l 2 g óleo/g prot. A formação de gel foi observada em pH neutro e ausência de sal, apresentando as concentrações de 8% para IP 10,0 e 10% para IP 11,5. A cromatografia revelou a presença de dois picos para ambos isolados com sete frações de proteínas de diferentes pesos moleculares. As curvas TG-DTG / DSC revelaram maior quantidade de água para o IP 10,0 e elevada temperatura de estabilidade térmica 200 oC para ambos isolados. / From the guava seed flour (Psidium guajava), whose centesimal composition belongs to about 6,17 ??0,04% of moisture, 8,43 ??0,12% of protein and high content of fibers, 60,88 ??0,9%, the protein isolate (PI) was obtained through the isoelectric precipitation (Ip 4,5) whose majority belongs to glutelins class proteins. The conditions for the preparation of the PI was defined from the solubility curve in water x pH and temperature of 25 ??3ºC. Such conditions allowed to obtain protein isolated with extraction yield of 45,2 ??0,5% (pH10,0) and 66,2 ??0,5% (pH11,5) and high protein content of 96,4 ??0,5% and 93,5 ??0,4% respectively. The absorption capacity for water and oil were low, showing 1,05 l 0,07 and 2,3 l 0,01 mL/g protein, respectively, for PI 10,0 and 1,65 l 0,07 and 1,70 l 0,07 mL/g protein, respectively, for PI 11,5. The most emulsification capacity was observed for PI 11,5 (140 l 8 g oil/g prot.), compared to PI 10,0 (37 l 2 g oil/g prot.). The gel formation was observed in neutral pH and salt absence, showing the concentrations of 8% to PI 10,0 and 10% to PI 11,5. The chromatography shows the presence of two peaks for both protein isolated with seven fractions of proteins with different molecular weights. The curves of TG-DTG / DSC revealed high water quantity for PI 10,0 and high temperature for thermal stability 200 °C for both isolates.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-10-20T12:07:10Z No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:35:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:36:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / Não recebi financiamento / The objective of this work was the development of polymer nanocomposites with montmorillonite organoclays (OMMT) using EVA-OMMT concentrated obtained by spray drying, Drais and extrusion, making the characterization and correlation with the thermal, dynamic mechanical and gas transport properties. LLDPE nanocomposites films were obtained by incorporating the EVA-OMMT powders concentrates. The XRD results showed that the concentrated powders for the spray drying process the shift to smaller angles is more effective for 19% VA and for processing by Drais only 8.5% VA. As for processing by Drais, it was possible to incorporate large amounts of clay, but the results of dispersion and intercalation depends on the use of modified clay and compatible with the matrix used. For processing by spray drying, it showed to be very efficient in incorporation of large amounts of clay in EVA matrix. In the TEM analysis for spray drying powder concentrate, it was observed that, with the increase of MFI of LLDPE matrix and increased of %VA, the areas where the clay is present showed an increase of its dimension and may facilitate the process of intercalation and clay dispersed in the matrix. The permeability results showed a competition between the increased permeability due to a reduction of the crystallinity and, at the same time, reduced permeability due to the higher clay amount in the matrix, since that the clay is properly dispersed. The results showed that the spray drying process is an innovative way to obtain EVA/OMMT concentrated powder with high clay content. The nanocomposite powder with EVA/OMMT 3:1 weight ratio and 7wt% OMMT showed an intercalalated structure and evidence of exfoliation, with 38% oxygen permeability reduction. / O objetivo desse trabalho foi o desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos com argilas montmorilonitas organofílicas (OMMT), utilizando concentrados de EVA-OMMT obtidos por spray drying, Drais e extrusão, realizando a sua caracterização e correlação com as propriedades térmicas, dinâmico-mecânicas e de transporte de gases. Filmes de nanocompósitos poliméricos de LLDPE foram obtidos, incorporando os pós concentrados de EVA-OMMT. Os resultados de DRX dos pós concentrados mostraram que para o processo de spray drying o deslocamento para ângulos menores é mais efetivo para 19%VA e para o processamento por Drais somente para 8,5%VA. No processamento por Drais, foi possível incorporar grandes quantidades de argila, mas os resultados de dispersão e intercalação dependem do uso de argila modificada e compatível com a matriz utilizada. Para o processamento por spray drying, o mesmo apresentou-se bastante eficiente na incorporação de grandes quantidades de argila em matrizes de EVA. Na análise por TEM dos nanocompósitos obtidos com pó concentrado de spray drying, observou-se que, com o aumento do MFI da matriz de LLDPE e o aumento do %VA, as regiões onde a argila está presente apresentaram um aumento de sua dimensão, podendo facilitar o processo de intercalação e dispersão da argila na matriz. Nos resultados de permeabilidade, percebeu-se uma competição entre o aumento da permeabilidade devido a redução da cristalinidade e, ao mesmo tempo, uma redução da permeabilidade devido ao aumento do percentual de argila na matriz, desde que essa argila esteja dispersa adequadamente. Os resultados obtidos demonstram que o processo de spray drying é uma maneira inovadora de se obter um pó concentrado de EVA/OMMT com elevado teor de argila, sendo que o nanocompósito que incorporou o pó na concentração de 3:1 EVA/OMMT e 7% em massa de argila apresentou uma estrutura intercalada e com evidências de esfoliação, com redução de 38% na permeabilidade a oxigênio.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-28Bitstream added on 2014-06-13T18:21:12Z : No. of bitstreams: 1 casciatori_fp_me_sjrp_parcial.pdf: 81692 bytes, checksum: 8909085df78fb65d202e35e91ecbb5b2 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-28T16:08:54Z: casciatori_fp_me_sjrp_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-28T16:09:59Z : No. of bitstreams: 1 000640118.pdf: 1821375 bytes, checksum: 2ac04413db80f0e987e207401ed80680 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O propósito deste trabalho foi obter parâmetros físicos e térmicos para simulação de reatores de leito fixo para fermentação em estado sólido (FES), empregando rejeitos sólidos agroindustriais como substratos e fungos como agentes fermentativos. Os materiais estudados foram bagaço de cana, resíduo agroindustrial comumente empregado na FES, e um meio composto por bagaços de cana e laranja e farelo de trigo na proporção 1:2:2 (p/p), substrato empregado para obtenção de enzimas pectinolíticas por FES. Foi determinada a condutividade térmica na estagnação (K0) pelo método da sonda linear. Observou-se que a condutividade era muito baixa para os recheios secos (inferior a 0,1 W/mºC), mas aumentava bruscamente para recheios muito úmidos (atingindo 0,5 W/mºC), o que foi atribuído à condução de calor através da água. Também foram determinados os parâmetros térmicos dos leitos percolados por ar com baixas vazões, típicas da FES. Os valores da condutividade térmica efetiva radial (Kr) obtidos foram muito baixos, tendendo ao valor da estagnação, e os valores do coeficiente convectivo de transferência de calor parede-fluido (hp) foram muito inferiores aos encontrados na literatura, devido às baixas vazões de ar. Foram desenvolvidos programas para aquisição de dados experimentais de temperatura por meio do software de interface gráfica LabView (National Instruments). Também foram desenvolvidos programas em MatLab para cálculo dos parâmetros térmicos dos sistemas, tanto para o modelo unidimensional (coeficiente global U) quanto para o bidimensional. Esses programas permitiram calcular os parâmetros térmicos imediatamente após aquisição dos dados do processo. Programas de simulação numérica foram desenvolvidos em MatLab para simular o crescimento do fungo termofílico Thermomucor indicae seudaticae N31 e o comportamento térmico do processo de FES... / The purpose of this work was to get physical and thermal parameters for simulation of reactors of fixed packed beds percolated by air for solid state fermentation (SSF), using agro- industrial solid residues as substrata and molds as fermentative agents. The materials studied were sugar cane bagasse, agro-industrial residue commonly used in SSF, and a medium composed by sugar cane and orange bagasses and wheat bran in ratio 1:2:2 (w/w), substratum used for pectinolitics enzymes attainment for SSF. The thermal conductivity on stagnation (K0) was determined by heating linear method. It was observed that the conductivity was very low for dried materials (below 0,1 W/mºC), but increased brusquely for very humid materials (reaching 0,5 W/mºC), what it was admitted to be due to conduction of heat through the water. Also the thermal parameters of the fixed packed beds percolated by air with low outflows, typical of SSF, had been determined. The values of the thermal conductivity radial effective (Kr) gotten had been very low, tending to the value of the stagnation, and the values of the convective coefficient of heat transfer wall-fluid (hp) had been very below to the found on literature, which had to the low air outflows. Programs for acquisition of experimental data of temperature by means of the software of graphical interface LabView had been developed (National Instruments). Also programs in MatLab for calculation of the thermal parameters of the systems had been developed, as much for the one-dimensional model (global coefficient U) how much for the two-dimensional. These programs had allowed calculating the thermal parameters immediately after acquisition of the data of the process. Programs of numerical simulation had been developed in MatLab to simulate the growth of thermopile mold Thermomucor indicae seudaticae N31 and the thermal behavior of the process of SSF lead by Umsza Guez... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2148.pdf: 4360749 bytes, checksum: 8dd8b64ea4fce9c3ee1c5afab3f1167a (MD5) Previous issue date: 2008-08-21 / Universidade Federal de Minas Gerais / The national and international markets of processed fruits have continually grown due to the improved quality of the marketed product, the convenience of ready-to-serve products and because the availability of seasonal commodities has been extended by the processing which acts as a preservation technique. Besides aggregating commercial value to the fruit, drying reduces the wastes and the posharvest losses. Freezing-drying is the best drying method for heat sensitive materials and for obtaining a high quality dried product. Consequently, it has mainly been employed in the dehydration of materials with high commercial value such as tropical fruits. In order to contribute with the studies on lyophilization, the objective of this research was to analyse the freeze-drying of five tropical fruits, namely pineapple, acerola, guava, papaya and mango. For this, specific studies were carried out involving the determination of both the freezing and sublimation fronts, the analysis of the freeze-drying kinetics, the determination of structural properties (true and apparent densities and porosity) as a function of moisture content as well as of thermal properties (specific heat, thermal diffusivity and thermal conductivity) of the freeze-dried and fresh fruits. The influence of the process on the product quality was also evaluated through the determination of glass transition temperature, the vitamin C, total carotenoids, calcium and phosphorus contents and rehydration characteristics of the freeze-dried fruits. Total content of carotenoids was related to the values of chromatic parameters (L*, a*, and b*). Sorption isotherms of freeze-dried acerola using three freezing techniques (freezer, liquid nitrogen and nitrogen vapor) were determined. Empirical e semi-empirical equations were evaluated to describe to describe freeze-drying and rehydration kinetics. From indices that take into account the quantity of water absorbed and the losses of solutes it was possible to fully characterize the rehydration process of the freeze-dried fruits. Their water uptake capacity was affected not only by injuries during moisture removal but also by structural collapse induced by the rehydration process itself, which was explained using the glass transition concept. The shrinkage magnitude and the thermal behaviour of freeze-dried fruits were also affected by the glass transition phenomenon. Finally, freeze-drying and convective drying were compared in terms of product quality attributes, such as shrinkage, vitamin C retention and rehydration characteristics. Freeze-dried fruits were characterized by highly porous structures, high water uptake rates and elevated preservation of nutrients. The improved quality of the product is one of the main reasons that can contribute for increasing the demand for freeze-dried fruits in the food industry. / A venda de frutas processadas no mercado nacional e internacional vem aumentando devido à melhoria na qualidade dos produtos ofertados, da facilidade para adquirir produtos prontos para o consumo e o fato de ampliar a preservação e a disponibilidade de commodities sazonais. Além do valor comercial agregado às frutas, a secagem reduz o desperdício e as perdas pós-colheita. A liofilização é o melhor método de secagem para materiais termosensíveis e para a obtenção de produtos desidratados com elevada qualidade. Consequentemente, ela tem sido empregada, principalmente, na desidratação de materiais com elevado custo comercial como as frutas tropicais. Visando contribuir com os estudos sobre o processo de liofilização este trabalho tem como objetivo analisar a liofilização de cinco frutas tropicais: abacaxi, acerola, goiaba, mamão papaya e manga. Para tanto foram realizados estudos específicos envolvendo: a determinação da frente de congelamento criogenico, bem como, da frente de sublimação, a determinação da cinética de liofilização, a determinação das propriedades estruturais (densidade aparente, densidade real e porosidade) em função do teor de umidade durante a liofilização e a determinação das propriedades térmicas (calor específico, difusividade térmica e condutividade térmica) das frutas in natura e liofilizadas. A influência do processo sobre a qualidade do produto também foi avaliada através da determinação da temperatura de transição vítrea, dos teores de vitamina C, carotenóides totais, cálcio e fósforo e das características de rehidratação das frutas tropicais liofilizadas. O teor de carotenóides totais foi relacionado com os valores dos parâmetros colorimétricos (L*, a* e b*). As isotermas de sorção da acerola liofilizada foram determinadas utilizando três métodos de congelamento: freezer, nitrogênio líquido e vapor de nitrogênio. Modelos empíricos e semi-empíricos existentes na literatura foram utilizados para descrever a cinética de liofilização e rehidratação. A partir de índices que levam em conta a capacidade de absorção de água e perda de solutos foi possível caracterizar o processo de rehidratação das frutas liofilizadas. A capacidade de rehidratação foi afetada não somente por injúrias ocorridas durante a remoção de umidade, mas também por colapso estrutural induzido pelo processo de rehidratação, que foi explicado utilizando o conceito de transição vítrea. A magnitude do encolhimento das frutas liofilizadas, assim como o comportamento de suas propriedades térmicas também foram influenciadas pelo fenômeno de transição vítrea. Finalmente, a liofilização foi comparada com a secagem convectiva em termos de parâmetros de qualidade do produto como, encolhimento, retenção de vitamina C e características de rehidratação. As frutas liofilizadas foram caracterizadas por estruturas altamente porosas, altas taxas de rehidratação e elevada preservação de nutrientes. A elevada qualidade do produto é um dos principais fatores que podem contribuir para o aumento da demanda por frutas liofilizadas na indústria de alimentos.

Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-07. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:51:01Z : No. of bitstreams: 1 000855798.pdf: 6201714 bytes, checksum: 5de571e3362a935e39bf396e78ced56f (MD5) / Este trabalho descreve a síntese e caracterização de novos materiais híbridos orgânico-inorgânicos, ureasil-polióxido de etileno (POE)/quitosana, para aplicação na liberação controlada de fármacos. Como fármaco-modelo foi utilizado o cloridrato de pramoxina, anestésico local que apresenta ampla utilização em preparações farmacêuticas. Os híbridos ureasil-poliéter são materiais biocompatíveis, transparentes e flexíveis que podem ser aplicados como sistemas de liberação controlada de fármacos, enquanto a quitosana é um polímero biodegradável, biocompatível e de baixa toxicidade que tem sido muito utilizado com este fim. A síntese foi realizada utilizando o método sol-gel através da adição da quitosana ao precursor híbrido ureasil-POE1900, durante a etapa de hidrólise ácida e condensação do precursor. Como catalisadores foram utilizados o ácido clorídrico e o ácido acético, e a solução de hidrólise teve a água como componente majoritário, ou único, para facilitar a adição da quitosana nestes materiais devido a sua insolubilidade em etanol e solventes orgânicos. Os materiais, antes e depois da adição do fármaco, foram caracterizados por diferentes técnicas físico-químicas como: FTIR (Espectroscopia de infravermelho), DSC (Calorimetria exploratória diferencial), TG (Analise termogravimétrica), DRX (Difração de raios X), SAXS (Espalhamento de raios X a baixo ângulo) e RMN (Espectroscopia de ressonância magnética nuclear). Ensaios de intumescimento em água e de liberação do fármaco, tanto em água quanto em soluções tampão com diferentes pH, foram realizados e suas cinéticas estudadas pelo modelo de Ritger-Peppas. Foram obtidos materiais transparentes, flexíveis, insolúveis em água e com baixa cristalinidade. Tanto a quitosana quanto o fármaco dissolvem-se na matriz híbrida, e a sua adição não causou modificação na tendência de... / This work describes the synthesis and characterization of novel organic-inorganic hybrid materials, ureasil-polyethylene oxide (PEO)/chitosan, as controlled delivery system of drugs. Pramoxine hydrochloride was used as drug-model. It is a local anesthetic with widespread use in pharmaceutical preparations. Ureasil-polyether hybrids are biocompatible, flexible and transparent materials that have been used as controlled drug delivery systems, while chitosan is a biodegradable, biocompatible and low toxicity polymer, which has long been used for this same purpose. The synthesis was performed using the sol-gel method by adding chitosan to ureasil-PEO1900 hybrid precursor. Addition occurs during the acid hydrolysis and condensation reactions of this precursor. Hydrochloric and acetic acids were used as catalysts. Due to the insolubility of chitosan in ethanol and organic solvents, water was used in the hydrolysis solution as the main component or alone. The materials before and after drug addition were characterized by different physicochemical techniques such as FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), DSC (Differential Scanning Calorimetry), TG (Thermogravimetric Analysis), XRD (X-Ray Diffraction), SAXS (Small Angle X-ray Scattering) and NMR (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy). Studies of swelling and in vitro drug release in water were done. The last one study was done in different pH buffer solutions too. The kinetics of both processes was studied by the Ritger-Peppas model. The obtained materials were transparent, rubbery, flexible, water-insoluble, and showed low crystallinity. The chitosan and the drug showed a good dissolution in the hybrid matrix. This addition did not cause change in a natural tendency of PEO crystallization, did not affect the mobility of the chains or the inter-chain interactions of the amorphous polymeric phase. However, thermal stability of hybrids prepared with...

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos pre-textuais.pdf: 97959 bytes, checksum: 2df39a0e76b111666756f8b7b6f67107 (MD5) Previous issue date: 2006-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente Dissertação de Mestrado trata do desenvolvimento de um modelo e método matemático para calcular a distribuição de temperatura transiente e das tensões térmicas transientes numa placa resfriada. Para isso, foi utilizado o método dos volumes finitos tanto para o cálculo das temperaturas quanto para as tensões térmicas transiente, dividindo-se a placa numa malha contínua de volumes cúbicos e retangulares. O programa computacional de cálculo para a simulação numérica das temperaturas e tensões térmicas transientes foi elaborado em linguagem Fortran, gerando o campo de temperaturas e tensões em cada instante do resfriamento. No caso da distribuição de temperatura, o modelamento foi feito para uma placa tridimensional, já para a distribuição das tensões térmicas transientes foi para estado plano de tensões e termo-elasticidade. Em ambos os casos, a discretização das equações foi feita através do balanço das propriedades em cada tipo de volume de controle da malha e de acordo com as condições nas suas fronteiras. A solução do sistema de equações formado foi feita pelo método de Gauss-Seidel com sobre-relaxação, tanto para a temperatura como para os deslocamentos. O campo de temperaturas geradas no programa, considerando os coeficientes de troca de calor e as propriedades térmicas constantes, foi comparado com as temperaturas calculadas pelos métodos analíticos da capacitância global e das temperaturas calculadas pela equação diferencial do calor de uma placa resfriada. Nas comparações dos resultados das temperaturas pelo método da capacitância global com os valores obtidos do método dos volumes finitos, observou-se que os erros globais ficaram menores que 1% para incrementos de tempo de 0.1 s, 0.01 s e 0.001s, mas o erro diminui com a diminuição do incremento. Porém, deve-se levar em consideração nas simulações de temperatura numa placa que ocorrem variações no coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície da placa, no módulo de elasticidade, na difusividade térmica do material nos valores experimentais obtidos durante o processo prático de resfriamento. Por esse motivo na comparação dos valores obtidos das temperaturas experimentais em blocos resfriados de alumínio e com os resultados obtidos pelo presente trabalho foi verificado uma grande variação. As tensões térmicas transientes foram calculadas também pelo método dos volumes finitos para estado plano de deformações, estado plano de tensões e termo-elasticidade, calculando-se inicialmente os deslocamentos dos pontos da malha inicial através das equações de equilíbrio de cada volume. Em seguida, as tensões térmicas transientes foram calculadas a partir das distorções geométricas ou deslocamentos ocorridos. Os resultados foram comparados com as soluções analíticas de Timoshenko et al., Lu et al. e de Collin et al.. Os valores numéricos obtidos estão em boa concordância com os valores de Collin et al. As tensões térmicas transientes são trativas na superfície e sub-superficie e são de compressão no centro da placa. Essas tensões térmicas transientes calculadas no presente trabalho variam substancialmente com o instante de tempo de resfriamento, número de Biot, geometria da placa e com as condições de contorno. Isto difere grandemente das fórmulas empíricas utilizadas comumente que empregam somente a diferença inicial de temperatura entre a placa e o meio. A severidade do choque térmico ou as tensões térmicas máximas dependem de parâmetros como a diferença inicial de temperatura, o instante de tempo de resfriamento, a geometria da placa, as propriedades térmicas da placa e o número de Biot. As soluções do Método dos Volumes Finitos com distribuição de temperatura homogênea nas camadas, MVF_H, são bastante próximas da solução analítica de Collin, porém, as soluções do Método dos Volumes Finitos com distribuição de temperatura heterogênea nas camadas, MVF, diferem bastante com as soluções analíticas. Para o caso de uma placa de aço de geometria 0,50 m x 0,50 m e 0,05 m de espessura cuja temperatura inicial foi de 600 ºC resfriada em água a 0 ºC, número de Biot igual a 10, a tensão térmica transiente máxima de tração na superfície da placa ocorreu no instante 3 segundos após o resfriamento e seu valor calculado pelo método analítico de Lu foi de 1059 MPa, 992,45 MPa por Collin e de 963,5 MPa pelo presente Método Homogêneo dos Volumes Finitos, MVF_H. Entretanto, para Biot=1, a tensão trativa térmica máxima ocorreu no instante 14 segundos e foi de 371 MPa para Lu, 352 MPa para Collin e 335 MPa para MVF_H. Porém, estas tensões térmicas podem ser suficientes para produzir deformações plásticas permanentes ou mesmo gerar uma trinca superficial na placa ou também uma fratura. Finalizando, o presente Método dos Volumes Finitos aplicado ao cálculo da distribuição de temperaturas e tensões térmicas transientes numa placa, produz bons resultados para a geometria retangular, possibilitando variar as condições de contorno.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1244428 bytes, checksum: d2b67119c59bcbd8e0b0f7c1bdf6fe9f (MD5) Previous issue date: 2012-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The thermal properties of materials are vital to the integrity of mechanical designs, mainly of thermal systems and their components. The simulation and determination of temperature field brings the representation of the thermal behavior, i.e., provides previous information on how the temperature varies with position and time in a given solid, subject to certain conditions, characterizing thermically the material, implying what are applications most appropriate for that object under study. For the solution of partial differential equations governing heat diffusion problems in the present study, we used the generalized integral transform technique (GITT), both for the one-dimensional model as the two-dimensional with harmonic oscillating temperature as a boundary condition, providing the temperature profile of the models under study. These were simulated by a computer code developed in Mathematica 8.0, and with the results obtained, an analysis of convergence with respect to temperature observing the number of eigenvalues was done. The one-dimensional model was reproduced by two-dimensional model, assuming the Biot number equal zero of the condition of the third kind of cylinder lateral surface in twodimensional model, for validation of both; and comparing the results of de model with the experimental results. / As propriedades térmicas dos materiais são de vital importância para integridade de projetos mecânicos, principalmente de sistemas térmicos e os seus componentes. A simulação e determinação do campo de temperatura nos trazem a representação do comportamento térmico, isto é, fornece informações prévias de como a temperatura varia com a posição e o tempo em um determinado sólido, submetido a certas condições, caracterizando o material termicamente, implicando quais são as aplicações mais apropriadas para aquele objeto em estudo. Para a solução das equações diferenciais parciais que governam os problemas de difusão de calor no presente trabalho, foi empregada a técnica da transformada integral generalizada (GITT), tanto para o modelo unidimensional quanto o bidimensional, com oscilação de temperatura harmônica como condição de contorno, fornecendo o perfil de temperatura dos modelos em estudos. Estes foram simulados por um código computacional desenvolvido no Mathematica 8.0, e com os resultados obtidos foi feita uma análise de convergência com relação a temperatura observando o número de autovalores. Além da reprodução do modelo unidimensional pelo bidimensional, para validação de ambos, em que o número de Biot da condição de terceiro tipo da superfície lateral do cilindro do modelo bidimensional foi assumido zero; e comparação dos resultados obtidos pelo modelo com resultados experimentais.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2733979 bytes, checksum: 31a7b17d4e55b0b76104e86521d477c4 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a new method for determination of thermal properties of materials. As it makes use of two different materials at the time of measurement, it is a differential instrument. In the proposed method a thermal wave is generated at one end of the material and measured the temperature at the other end. Based on the relationship between the input and output waves is possible to obtain the thermal properties of the material. The equation of heat conduction in materials was deduced and simulated, to determine the temperature at any point of the materials. In the experimental setup two thermoelectric modules were used along with a PID control to generate a thermal wave and a module to maintain a constant temperature. The LabVIEW platform together with the cFP-2000 was used for data acquisition and control. Type T thermocouples were used as temperature sensors. The materials used in the experiments (ASTM A36 Steel, Nylon and Quartz) have their thermal properties provided by the manufacturers, these values were used as reference for validation. The developed instrument generates waves with amplitudes between 1 and 3 ° C and periods from 100 to 10000 seconds. To solve the problem of determining the temperature in the material, the analogy between thermal and electrical systems was applied, a technique called the Method of Simulation Network. The results were divided into three parts: The first introduces thermal sinusoid generated by the thermal generator and the second compares the theoretical values to the measured values of temperature between the two materials and the third displays the value of thermal conductivity measured by the instrument. The results were positive and indicate the feasibility of the method and instrument. / Neste trabalho é apresentado um novo método para determinação das propriedades térmicas dos materiais. Como faz uso de dois materiais distintos no momento da medição, trata-se de um instrumento diferencial. No método proposto é gerada uma onda térmica em uma extremidade do material e medida a temperatura de saída na outra extremidade. A partir da relação entre as ondas de entrada e saída é possível obter a condutividade térmica do material. A equação da condução de calor nos materiais foi deduzida e simulada, permitindo determinar a temperatura em qualquer ponto dos materiais. Na montagem experimental foram utilizados dois módulos termoelétricos com controle PID para gerar uma onda térmica e um módulo para manter a temperatura constante. A plataforma LabVIEW em conjunto com o cFP-2000 foram utilizados para aquisição de dados e controle. Foram empregados termopares do tipo T como sensores de temperatura. Os materiais utilizados nos experimentos (Aço ASTM A36, Nylon e Quartzo) têm suas propriedades térmicas previstas pelos fabricantes. Esses valores foram utilizados como referência para a validação. O instrumento desenvolvido gera ondas térmicas com amplitudes entre 1 e 3 ºC e períodos de 100 a 10000 segundos. Para solução do problema de determinação da temperatura nos materiais aplicou-se o Método de Simulação de Rede, que aplica uma analogia entre sistemas elétricos e térmicos. Os resultados foram divididos em três partes: a primeira apresenta a senóide térmica gerada pelo Gerador Térmico; a segunda compara os valores teóricos com os valores medidos da temperatura entre os dois materiais; e a terceira apresenta o valor da condutividade térmica medida pelo instrumento. Os resultados foram positivos e indicam a viabilidade do método e do instrumento.

Os sistemas de freio a disco, quando comparados aos sistemas de freio a tambor atualmente utilizado em veículos comerciais, apresentam significativas vantagens como por exemplo: maior desempenho em função de temperatura e velocidade e melhor conforto de frenagem. Em contrapartida, a utilização destes, acaba por submeter os discos de freio a solicitações mecânicas e térmicas muito superiores às apresentadas em sistemas de disco de freio de veículos de passeio. Estas solicitações acabam por provocar o aparecimento de trincas térmicas nos discos de freio, as quais podem limitar a segurança do veículo, a durabilidade das pastilhas de freio e também do próprio disco de freio. A busca de soluções visando desenvolver pastilhas de freio menos propícias à geração de trincas térmicas vem sendo uma busca constante dos fabricantes de materiais de atrito. Contudo, os métodos de análise do potencial de geração de trincas térmicas costumam se caracterizar pelo grande tempo de execução e pela utilização de equipamentos de elevado custo operacional. Através da otimização de parâmetros de ensaio e o desenvolvimento de um procedimento em escala para avaliação de materiais de atrito quanto ao seu potencial de geração de trincas térmicas, este trabalho visa reduzir o tempo e os custos de desenvolvimento de materiais de atrito. Foram caracterizados diversos discos e sistemas de freio encontrados no mercado, assim como os procedimentos de ensaio existentes. Após isto, parâmetros de ensaio foram escolhidos para serem utilizados em forma de um procedimento de ensaio em escala, o qual utilizou um disco de freio com características físicas e químicas similares ao disco tomado com padrão de estudo. Foram ensaiados três materiais de atrito com características de geração de trincas conhecidas, a fim de validar o procedimento de ensaio em escala desenvolvido. Os parâmetros para a validação do procedimento de ensaio em escala levaram em conta: a freqüência de manchas térmicas na pista do disco de freio medidas com câmera de infravermelho; taxa de crescimento das trincas; e o tempo de ensaio e de vida útil do disco de freio. Além disto, foram estabelecidas relações entre a ocorrência de trincas térmicas em relação a características físicas dos materiais de atrito como compressibilidade, dureza e resistência mecânica. Como resultado deste trabalho, demonstramos que é possível utilizar, para o desenvolvimento de materiais de atrito, um procedimento em escala que utiliza parâmetros físicos similares aos do ensaio padrão, com a vantagem de apresentar um tempo de ensaio reduzido quando comparado com o ensaio padrão. Além disto, foi demonstrado que a geração de trincas térmicas está associada diretamente à característica de rigidez estrutural dos materiais de atrito que, somada a deformações e fluxos de calor não uniformes dos discos de freio, acabam por gerar o aparecimento de trincas térmicas na superfície de atrito dos discos de freio de veículos comerciais. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-14T19:14:13Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Andre Brezolin.pdf: 4831563 bytes, checksum: 9384b7f182866c1691197f6c2655b49e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T19:14:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Andre Brezolin.pdf: 4831563 bytes, checksum: 9384b7f182866c1691197f6c2655b49e (MD5) / The disc brake systems, when compared with the drum brake systems currently used in heavy-duty vehicles, resent significant advantages, such as: better performance in relation to temperature and speed and better braking comfort. On the other hand, the use of those systems submits the brake discs to much higher mechanical and thermal stress than that in brake disc systems used in light vehicles. Such stress frequently causes thermal cracks in the brake discs, which can limit the safety of the vehicle, the durability of the brake pads and also of the brake disc itself. The search for solutions to develop brake pads less likely to generate thermal cracks has been carried out constantly by manufacturers of friction materials. However, the methods of analyzing materials for their potential to generate hermal cracks usually take a long time and involve the use of equipment with a high operational cost. Through the optimization of test parameters and the development of a procedure for small scale evaluation of friction materials in regard to their potential for generating thermal cracks, this study aims to reduce the time and cost of development of friction materials. Various discs and brake systems found in the market, as well as the existing test procedures, were characterized. After this, test parameters were chosen to be used in a small-scale test procedure, which used a brake disc with physical characteristics and a chemical composition similar to the disc used in the full-scale test. Three friction materials whose capability of generating cracks is well-known were tested in order to validate the small-scale test procedure. The parameters for the validation of the small-scale test procedure took into account: the frequency of thermal spots on the brake disc friction surface measured with an infrared camera; the rate of growth of the cracks; the test time and the life of the brake disc. In addition, relations between the occurrence of thermal cracks and the physical characteristics of the friction materials, such as compressibility, hardness and mechanical resistance, were established. As a result of this research, we have demonstrated that it is possible to use, for the development of friction materials, a small-scale test procedure with physical parameters similar to those of the full-scale test, but with reduced time when compared with the standard testing method. Besides, we have shown that the generation of thermal cracks is associated directly with the characteristic of structural rigidity of the friction materials, which, along with the deformations and non-uniform heat flows encountered in the brake disc, cause thermal cracks on the friction surface of the brake discs of commercial vehicles.

Submitted by Bruno de Paula Rosa null (probrunorosa@gmail.com) on 2017-04-04T19:17:40Z No. of bitstreams: 1 BRUNO_ROSA-FINAL.pdf: 2710911 bytes, checksum: 8a66299171ca5006952e4bc224d21c5a (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-04-10T17:16:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rosa_bp_me_ilha.pdf: 2710911 bytes, checksum: 8a66299171ca5006952e4bc224d21c5a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T17:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rosa_bp_me_ilha.pdf: 2710911 bytes, checksum: 8a66299171ca5006952e4bc224d21c5a (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Pensando na sustentabilidade, a introdução de fibras naturais em substituição às sintéticas no reforço de matrizes poliméricas, faz-se necessária entre outras coisas devido à preservação do meio ambiente, redução de custos, sem que comprometa a qualidade final do material. Esse projeto tem o objetivo de obter as características mecânicas e térmicas de materiais compósitos a base de resina epoxídica curada DGEBA/TETA com a adição de porcentagens específicas de fibras de buriti. A fibra escolhida foi o buriti, pela abundância no Mato Grosso do Sul, buscando um desenvolvimento sócio econômico para a região e a matriz escolhida foi a epóxi DGEBA/TETA por ser a resina mais utilizada no mundo. Foram utilizadas fibras com diâmetro de 0,17mm e comprimento de 30mm em porcentagens em massa de 1%,5%,10%,15% e 17,6% do total do compósito. A caracterização mecânica foi realizada através de ensaios de tração. Após a ruptura dos corpos de prova foi verificado com uso da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV),a formação de microvazios através dos ensaios de Termogravimetria (TGA) e Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) foram verificadas a degradação e temperatura de transição vítrea (Tg) dos compósitos. O compósito com a adição de 5% em massa de fibras apresentou um aumento de 11,98% (60,12 para 67,32 MPa) no limite de resistência a tração (LRT) e de 8,21% no módulo de elasticidade (E) (901,06 para 977,82 Mpa) em relação a resina pura, acima de 5% as propriedades permaneceram constantes. Já o Limite de Resistência à propagação de trincas (K1C) não apresentou alterações significativas ao se adicionar fibras a resina (permanecendo em torno de 1,19 MPa). Não houve alteração na transição vítrea, ficando em torno de 70ºC. Já o TGA verificou que a temperatura de degradação dos compósitos apresentou um valor intermediário entre a resina pura e a fibra pura. / Thinking about sustainability, the introduction of natural fibers instead of synthetic fibers in the reinforcement of polymer matrices, is necessary among other things due to the preservation of the environment, cost reduction without compromising the final quality of the material. This project aims to obtain the mechanical and thermal characteristics of composite materials based on cured DGEBA / TETA epoxy resin with the addition of specific percentages of buriti fibers. The fiber was buriti, due to the abundance in Mato Grosso do Sul, seeking a socioeconomic development for the region and the chosen matrix was the epoxy DGEBA / TETA as the most used resin in the world. Fibers with a diameter of 0.17mm and a length of 30mm were used in mass percentages of 1%, 5%, 10%, 15% and 17,6% of the total composite. The mechanical characterization was performed through tensile tests. After the rupture of the specimens was verified with the use of Scanning Electron Microscopy (SEM), the microgravity formation through the Thermogravimetry (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) tests showed the degradation and glass transition temperature ( Tg) of the composites. The composite with the addition of 5% by mass of fibers presented an increase of 11.98% (60.12 to 67.32 MPa) at the tensile strength limit (LRT) and 8.21% in the modulus of elasticity ( E) (901.06 to 977.82 MPa) relative to pure resin, above 5% the properties remained constant. However, the Limit of Resistance to crack propagation (K1C) did not show significant changes when adding fibers to the resin (remaining around 1,19 MPa). There was no change in the glass transition, being around 70ºC. The TGA verified that the degradation temperature of the composites showed an intermediate value between the pure resin and the pure fiber.