O presente trabalho teve como objetivo desenvolver sistemas tubulares de condução de luz natural propondo a substituição do alumínio revestido com prata (que é o sistema comercializado atualmente por diversas empresas internacionais), por polímero metalizado. Espera-se com isso diversificar os materiais empregados na fabricação destes dispositivos reduzindo significativamente o custo. Os sistemas tubulares de condução de luz natural permitem o aproveitamento da luz solar para iluminação de interiores, contribuindo para a redução do consumo de energia elétrica. No presente estudo foram avaliados como material estrutural os polímeros (PP, PS, PEAD, PEBD, ABS nas condições virgem e reciclada), revestidos com alumínio e cromo e submetidos à metalização por evaporação no vácuo (íon plating) ou por projeção catódica (sputtering). Os materiais poliméricos foram caracterizados quanto sua resistência mecânica através de ensaios de tração (norma ASTM D638). Os revestimentos de alumínio e cromo depositados nos materiais poliméricos, foram caracterizados quanto à adesão (norma ASTM D3359-09) e quanto à reflexividade (norma ASTM E903). Essas propriedades foram avaliadas comparativamente ao material empregado em um sistema tubular de condução de luz natural comercial (referencia). Os resultados obtidos dos ensaios realizados, demonstraram que os melhores sistemas obtidos foram o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica, e também ABS e PS virgem metalizados com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Para a validação em escala real, foram elaborados: um protótipo de PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica e um protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Enquanto, o tubo protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio chegou em média diária a atingir 65% do rendimento comparado com o tubo referência, o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica chegou apenas a 21%. Isso evidenciou a viabilidade técnica de construção de um tubo para condução da luz solar direta para iluminação utilizando ABS virgem metalizado com alumínio com rendimento de 65% do tubo de referência, o qual pode ser comercializado uma redução de custo estimado de 46,5% em relação a referência. / This paper aims to develop tubular daylight systems for transporting natural light by substituting silver coated aluminum (which is the system currently supplied by several international companies), for metalized polymer. This is expected to diversify the materials used in the manufacturing of those tubular devices, significantly reducing their cost. The tubular systems for conducting natural light enable to maximize the use of natural daylight for interior lighting, minimizing the consumption of electric energy. In this study some polymers (virgin and recycled PP, PS, HDPE, LDPE, and ABS) aluminum or chromium coated were evaluated as structural material. The coating were obtained metallization by vacuum evaporation (ion plating) or by cathodic projection (sputtering). The polymeric materials were evaluated for their mechanical resistance through tensile tests (American Society for Testing and Materials - ASTM D638 standard). The aluminum and chromium coatings deposited on polymeric materials were evaluated for their adhesion (ASTM D3359-09) and for their reflectivity (ASTM E903). These properties were measured comparatively to the material commonly used in a commercial tubular daylight conducting system (reference). The tests results showed that the best systems were the recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process, and also virgin ABS and virgin PS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process. For the real-scale validation, a prototype of recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process and a prototype of virgin ABS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process were made. While the prototype made with virgin ABS metalized with aluminum attained an average daily efficiency of 65% compared to the reference tube, the prototype made with recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process attained only 21%. Thus, these results demonstrate the technical feasibility of producing a tubular direct daylight conducting system using virgin ABS metalized with aluminum with an efficiency of 65% of the reference tube at an estimated cost 46.5% lower than the reference tube.

Haemolysis and other biochemical evaluations of vacuum-assisted venous drainage in cardiac surgery Aims of the study: Vacuum-assisted venous drainage (VAVD) improves the quality of venous return in procedures using extracorporeal circulation systems (ECC). Nevertheless, there is not an evidence that such high negative pressure applied to ECC in combination with selective bicaval cannulation due to open heart surgery cause a trauma to blood elements and deteriorates organ function. A prospective randomised study was designed to demonstrate that negative pressure of -20 mm Hg to -80 mm Hg does not cause a significant haemolysis and organ deterioration in such procedures. Materials and methods: 85 consecutive patients undergoing combined cardiac surgery procedure with two separate venous cannulas were randomised in three groups A, B and C. VAVD with negative pressure of -20 to -45 mm Hg was applied to 28 patients in group A and negative pressure of -45 mm Hg to -80 mmHg was applied to 28 patients in group B. There was zero negative pressure applied to 29 patients in group C. Six blood samples were taken from each patient and examinated for haemolysis and other indicators of organ deterioration such as hemoblobin, platelet count, free hemoglobin, aptoglobin, lactate-dehydrogenase, aspartate-amino-transferase,...

The thesis is divided into two parts. The first part deals with radiative cor- rections in muonic hydrogen. The effect of vacuum polarization is studied, and the simplified derivation of the Wichmann-Kroll potential is presented. The en- ergy shift caused by vacuum polarization to the Lamb shift in muonic hydrogen is calculated and it agrees with results in literature. Further, the concept of the extended Bethe logarithm is introduced and its advantages are shown and used to calculate the combined self-energy vacuum polarization contribution to the Lamb shift in muonic hydrogen. The results given here are more accurate and somewhat different from others given in literature. In the second part, the ground-state en- ergy splitting due to the tunneling in a two-dimensional double-well potential is calculated. A systematic WKB expansion of the energy splitting is given. An in- terplay between curvature of the classical tunneling path and quantum nature of motion is observed. A series is found that describes systems with strong coupling like the proton transfer in malonaldehyde. The results show a strong sensitivity of the splitting on slight variations of the parameters entering the Hamiltonian linearly. This indicates a presence of quantum chaos in this problem. 1

Os sistemas solares de aquecimento de água são uma forma de produção de energia não poluente, que já faz parte da matriz energética brasileira. O uso deste tipo de sistemas traz benefícios econômicos ao país e principalmente a quem os utiliza, devido à poupança no uso de outras fontes de energia para o aquecimento da água. No Brasil o aquecimento solar de água é realizado, principalmente, por coletores solares planos, tecnologia bem conhecida e fabricada no país a preços baixos. Mas atualmente há uma outra tecnologia que está sendo difundida no âmbito nacional, os coletores solares de tubos a vácuo, os quais estão sendo produzidos internacionalmente em uma escala maior, importados e comercializados a preços mais competitivos no mercado nacional. Por isto é necessário entender estes sistemas e o seu funcionamento para evitar erros na sua instalação e otimizar sua operação. Nesta dissertação é realizada uma análise comparativa de um sistema de aquecimento de água composto por um coletor solar de tubos de vidro a vácuo de extração de calor por transferência direta operando em circulação forçada com o mesmo sistema operando em circulação por termossifão. Esta comparação foi realizada determinando a energia anual que o sistema pode produzir para cada tipo de circulação, a qual foi calculada usando como referência a norma ISO 9459-2 e os dados climáticos da cidade de Porto Alegre do Estado do Rio Grande do Sul. Também foram realizadas medições da vazão em termossifão, entre o reservatório e o coletor solar, e foi determinado o coeficiente de perdas térmicas do tanque reservatório segundo os procedimentos da mesma norma. Para isto foi realizada a montagem de uma bancada experimental, com sensores e instrumentos de medida que foram calibrados. Para o sistema de aquecimento testado, os resultados mostram que o sistema trabalhando em circulação por termossifão produz maior quantidade de energia no ano do que o sistema em circulação forçada, onde se observou que a estratificação no tanque reservatório era menor. Também foi observado que a máxima vazão em termossifão para este sistema de aquecimento de água foi de 0,5 L/min. / Solar water heating systems are a method of clean energy production, which is already part of the Brazilian energy matrix. The use of these systems brings economic benefits to the country and especially who use them due to savings in the use of other sources of energy for heating water. In Brazil, the solar water heating is carried out mainly by flat solar collectors, which is a widely known technology because it is produced in the country at low prices. But recently, there is another technology that is being used named: evacuated solar collectors. These collectors are being worldwide produced on a large scale and they are imported and inserted at competitive prices in the domestic market. Therefore it is necessary to understand these systems and their operation to avoid errors in its installation and optimize their operation. In this work, it is accomplishing a comparative analysis of a solar water heating system composed by a water-in-glass evacuated tube solar collector working in forced circulation with the same system working in thermosyphon circulation. This comparison was performed by determining the annual energy that the system can produce for each type of circulation, which was calculated based on the ISO 9459-2 standard and the climatic data of the Porto Alegre city, state of the Rio Grande Do Sul. Also, it was performed thermosyphon measurements between the thermal reservoir and the solar collector, and it was calculated the heat loss coefficient from the reservoir tank according to the procedures of ISO 9459-2 standard. To do so, a testing bench was made, with sensors and measuring instruments which were calibrated before use. For the heating system tested, the results show that the system with thermosyphon circulation produces more annual energy than the forced circulation system where the water temperature stratification in the thermal reservoir was lower. Also, it was observed that the maximum thermosyphon flow for this solar water heating system was 0,5 L/min.

No presente trabalho propomos a utilização de uma técnica refratométrica baseada na determinação do ângulo crítico para o desenvolvimento de um sensor de umidade relativa e, no mesmo escopo de aplicação, um medidor de vácuo primário. A técnica proposta tira vantagem da diferença de fase adquirida pelas componentes paralela e perpendicular de um feixe luminoso, linearmente polarizado, passando por reflexão interna, para produzir um laser de HeNe sintonizável, um polarizador, um prisma semicilíndrico de índice de refração conhecido fabricado em vidro tipo flint, um analisador, um mínimo de intensidade, facilmente detectável no perfil refletido correspondendo à posição do ângulo crítico. Desenvolvemos um estudo acerca dos principais aspectos teóricos envolvidos no fenômeno da reflexão total interna, onde realizamos algumas simulações buscando avaliar as variações da posição angular do ângulo crítico a partir de alterações no índice de refração. A montagem básica utilizada nos experimentos consiste de um CCD linear e de um computador, onde as informações coletadas pelo CCD foram tratadas por meio de um programa de aquisição de dados desenvolvido na plataforma LabVIEWTM. O programa empregado permite o acompanhamento das variações do perfil refletido da base do prisma ponto a ponto, ou seja, é possível acompanhar toda a dinâmica de evolução do índice de refração da amostra analisada em tempo real. Para confirmação da efetividade da técnica, realizamos medidas da variação do índice de refração de amostras gasosas em função da umidade relativa e da pressão. O sistema demonstrou sensibilidade suficiente para acompanhar mudanças da ordem de 10-5em unidades do índice de refração. / In the present work we propose the use of a refractometric technique based on the determination of the critical angle for the development of a relative humidity sensor and, in the same application scope, a primary vacuum gauge. The proposed technique takes advantage of the phase difference acquired by the parallel and perpendicular components of a, linearly polarized, light beam undergoing internal reflection, to produce an easily detectable intensity minimum in the reflected profile corresponding to the position of the critical angle. We develop a study about the main theoretical aspects involved in the total internal reflection phenomenon, where we perform some simulations aiming to evaluate the variations of the critical angle angular position from changes on the refractive index. The basic set up used in the experiments consist of a HeNe tunable laser, a polarizer, a semi-cylindrical prism with known refractive index made of flint glass type, a analyzer, a linear CCD and a computer, where the information collected by de CCD were treated by means of a data acquisition program developed on the LabVIEWTM platform. The used program allows the point-by-point monitoring of the changes of the profile reflected from the prism base, in other words, one can monitor all the evolution dynamics of the refractive index of the analyzed sample in real time. To confirm the effectiveness of the technique, we perform measurements of changes of the refractive index of gaseous samples as function of the relative humidity and the pressure. The system has shown enough sensitivity to track changes of the order of 10-5 in units of the index of refraction.

A eletrodinâmica clássica estocástica pode ser entendida como sendo a teoria clássica de Maxwell, onde se inclui um novo elemento da realidade física: As flutuações eletromagnéticas de ponto zero. Sob esse enfoque, estudamos a interação de um \"ensemble\", de osciladores harmônicos carregados com a radiação térmica e de ponto zero (atérmica). Incluímos os efeitos de dissipação através da força de reação da radiação. Além disso estudamos também a excitação do oscilador por uma força determinística com dependência temporal arbitrária. Nossa análise estatística do sistema físico é baseada na solução exata da equação de Fokker-Planck adequada ao problema. Obtém-se a evolução temporal, no espaço de fase, para uma dada distribuição inicial que caracteriza um \"ensemble\" de osciladores forçados que apresentam estados excitados na forma de estados coerentes e estados coerentes comprimidos e pulsantes. A comparação direta com a formulação quântica do mesmo problema nos faz reconhecer que é possível obter da física clássica alguns resultados antes só obtidos pela teoria quântica. Identificamos na radiação de ponto zero o ingrediente que torna possível entender a estabilidade do estado fundamental e o princípio de incerteza. / Classical stochastic electrodynamics may be understood as classical electrodynamics theory, when a new element of physical reality is included: The zero point electrodynamics fluctuations. Under this approach, we study the interaction of a charged harmonic oscillator with the thermal radiation and zero point radiation. We include the effect of dissipation by the radiation reaction force. We also study the excitation of this oscillator by a deterministic force with arbitrary temporal dependence. Our statistical analysis of the physical system is based on the exact solution of the appropriate Fokker-Planck equation. We get the temporal evolution in phase space for a given initial distribution that characterizes one \"ensemble\" of forced oscillators that presents excited states in the coherent and squeezed states form. A direct comparison with the quantum formulation of the same problem make us recognize that it is possible to get some results from classical physics which were accomplished previously only by quantum theory. We identify in the zero point radiation the ingredient that makes it possible to understand the stability of the fundamental state and the uncertainty principle.

Atualmente no Brasil a carne ovina é comercializada quase exclusivamente congelada. No entanto, praticamente não existem estudos no país sobre alterações na qualidade desta carne durante seu armazenamento. Com a crescente demanda do consumidor por produtos de maior conveniência, surge a necessidade de maiores estudos em relação à estabilidade de cortes cárneos ovinos estocados sob refrigeração, principalmente em decorrência de sua curta vida útil. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a estabilidade da carne ovina quando estocada sob refrigeração e congelamento e se diferentes sistemas de acondicionamento em atmosfera modificada poderiam aumentar a estabilidade desta carne quando armazenada sob refrigeração. Foram realizados dois experimentos. No primeiro, lombos ovinos foram embalados a vácuo e armazenados sob refrigeração (4±1ºC) por 28 dias e congelamento (-18±1ºC) por 12 meses. No segundo, os cortes foram acondicionados individualmente em 3 diferentes sistemas de embalagem com atmosfera modificada: 1) Á vácuo (sistema tradicional); 2) Com injeção de gases na proporção 75% O2 e 25% CO2 e 3) Com injeção de 100% de CO2). Neste segundo experimento as carnes foram armazenadas sob refrigeração (1±1ºC) por um período de 28 dias. A estabilidade dos cortes foi avaliada por meio de análises físicas, químicas, microbiológicas e sensoriais, sendo que no segundo estudo, além destas análises também foi acompanhada a composição gasosa no espaço-livre. Foram realizadas três repetições de cada um dos estudos. A carne de cordeiro, nas diferentes temperaturas de estocagem e nos três sistemas de embalagens, apresentou-se estável ou com índices aceitáveis em relação à maioria dos parâmetros físicos e químicos avaliados e dentro dos padrões estabelecidos pela legislação brasileira para microrganismos patogênicos durante todo o período. No primeiro estudo, mesmo com uma redução significativa da maciez (de 3 para 8 Kg), a carne congelada continuou sensorialmente aceitável, com todos os atributos, inclusive a textura, recebendo notas em torno de 7 (\"gostei moderamente\"). Portanto, é possível afirmar que a carne de cordeiro apresenta vida de prateleira de no mínimo 12 meses quando armazenada à -18ºC. Em relação à avaliação da estabilidade do lombo ovino refrigerado, detectou-se um aumento elevado das contagens de psicrotróficos anaeróbios, atingindo valores da ordem de 107 UFC/g amostra já aos 14 dias. Esta carne foi avaliada sensorialmente apenas em relação aos atributos cor, aparência geral e aroma. Mesmo considerando as elevadas contagens de microrganismos psicrotróficos, os consumidores não detectaram alterações significativas nos atributos avaliados durante os 28 dias de armazenamento refrigerado. No segundo trabalho, os sistemas de embalagem com injeção de gases foram eficientes em reduzir a proliferação de microrganismos deterioradores quando comparados com o sistema tradicional de embalagem à vácuo. Em relação às diferentes composições gasosas, o sistema com 100% de CO2 apresentou menores contagens microbiológicas do que aquele com 75% O2 e 25% CO2, sendo possível concluir que o sistema de embalagem contendo 100% CO2 garantiu uma maior estabilidade durante 28 dias de armazenamento. No entanto, o lombo de cordeiro acondicionado nesta condição apresentou uma menor preferência sensorial da aparência em relação aos demais tratamentos durante todo o período avaliado. / Nowadays, in Brazil, sheep meat is mainly commercialized as frozen meat. However, in the country studies on possible quality meat changes during frozen storage are scarce. In addition, the increasing consumer demand for higher convenience products supports the need of more studies on of sheep meat cuts stability stored under refrigeration, mainly due to its short shelf life. The objectives of this work were to evaluate the stability of sheep meat when stored under refrigeration and freezing as well as to evaluate different packaging systems under modified atmosphere and the effect of this technology on the meat stability when stored under refrigeration. In order to achieve these objectives, two experiments were performed. In the first study, sheep loins were vacuum packaged and stored under refrigeration (4±1ºC) for 28 days and freezing (-18±1ºC) for 12 months. For the second study, cuts were individually packed in three different atmospheres: 1) vacuum (traditional system), 2) With 75% O2 and 25% CO2 and 3) With 100% CO2. For second experiment, meat was stored under refrigeration (1±1ºC) for a period of 28 days. Stability of the cuts was evaluated by means of physical, chemical, microbiological and sensory analysis, while for the second study, there were also performed headspace gas composition along the storage. Three replications of each study were carried out. The lamb meat at different storage temperatures and the three packaging systems, presented good stability or acceptable indexes in relation to most physical and chemical parameters evaluated. Samples showed good microbiological stability according to standards established by Brazilian legislation for pathogenic microorganisms throughout the storage period. In the first study, there was a significant reduction in tenderness (3 to 8 kg), nevertheless, the frozen meat continued sensory acceptable, showing texture scores around 7 (like moderately). Therefore, it is clear that the lamb meat has a shelf life of at least 12 months when stored at -18ºC. In relation to evaluation of the stability of chilled lamb loin, it was detect a high increase counts of anaerobic psychrotrophic, reaching around 107 CFU/g at 14 days storage. For thies reason, this meat was sensory evaluated only in relation to attributes color, overall appearance and flavor. Even considering the high counts of psychrotrophic, the consumers did not detect significant changes in the attributes evaluated during the 28 days of refrigerated storage. For he second work, it was verified that the gas compositions applied were more effective in reducing the proliferation of deteriorative microorganisms when compared with the traditional vacuum packaging. The system with 100% CO2 presented lower microbiological counts than that with 75% O2 and 25% CO2. Thus the packaging system containing 100% CO2 assured greater stability during 28 days storage. However, the lamb loin packed in this condition presented a lower preference sensory appearance compared to other treatments during the evaluated period.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a viabilidade de cistos de Toxoplasma gondii em carnes suínas processadas por maturação úmida por 14, 21 e 28 dias a 0º (±1), assim como avaliar a distribuição dos cistos em órgãos e cortes comerciais de suínos experimentalmente infectados. Para tanto, dois experimentos foram conduzidos e em ambos, os suínos foram infectados com 3.000 oocistos do isolado TgCkBr57 (BrII). O lombo foi o corte muscular escolhido para sofrer o processo de maturação por ser o corte convencionalmente utilizado para o processo. O lombo direito de cada suíno foi submetido ao processo de maturação e o esquerdo foi mantido como controle, sem processamento. No Experimento 1 três suínos foram infectados. Dos lombos processados por maturação (n=3) e controle (n=3) realizou-se bioensaio em gatos e em camundongos e o período de maturação foi de 14 dias. Nesse ensaio também avaliou-se a distribuição de cistos teciduais pelo bioensaio em camundongos do cérebro, retina, língua, diafragma e coração e de cortes musculares: lombo (m. longissimus), copa (m. longissimus, spinalis dorsi, rhomboideus), filé mignon (m. psoas major), coxão-duro (m. biceps femoris), coxão mole (m. semimembranosus) e alcatra (m. gluteos medius). No Experimento 2 seis suínos foram infectados e foi realizado o bioensaio em camundongos dos lombos que ficaram sob maturação por 14 (n=2), 21 (n=2) e 28 (n=2) dias. Em ambos os experimentos, cistos de T. gondii presentes nos lombos permaneceram viáveis após 14 dias de maturação úmida, com confirmação pelo bioensaio em gatos e em camundongos. Nos períodos de 21 e 28 dias, pelo bioensaio observou-se que os camundongos não se infectaram, indicando que o processo inviabilizou os cistos. Quanto à distribuição dos cistos, estes foram isolados da copa, coração, diafragma e língua dos três suínos; do filé mignon, coxão duro e cérebro de dois suínos e da alcatra e lombo de um suíno. Nenhum camundongo infectou-se no bioensaio com o coxão mole e com a retina. Os resultados demonstram que a maturação em embalagem a vácuo por 14 dias em temperatura controlada (0ºC) não foi eficaz para inativação dos cistos de T. gondii, porém, o processo se mostrou eficiente quando a maturação foi feita por período igual ou superior a 21 dias. Cistos de T. gondii foram encontrados em praticamente todos os órgãos e cortes avaliados, demonstrando a ampla distribuição do parasita em suínos e a importância dessa espécie como fonte de infecção para o homem. / The objective of the present study was to evaluate the viability of Toxoplasma gondii cysts in pork processed by dry-aged for 14, 21 and 28 days at 0º (± 1), as well as to evaluate the distribution of T. gondii cysts in organs and commercial cuts of experimentally infected pigs. For that, two experiments were conducted ans in both the pigs were infected with 3.000 oocysts of the isolate TgCkBr57 (BrII). The loin was the muscle chosen to undergo the dry-aged because it is the cut conventionally used for the process. The right loin of each pig was submitted to the dry-aged and the left was kept as control, without processing. In Experiment 1, three pigs were infected. From the loins processed by dry-aged (n=3) e controle (n=3), the bioassay was performed on cats and mice and the aged period of the loins was 14 days. This study, also avaluated the distribution of T. gondii tissue cysts by bioassay in mice of brain, retina, tongue, diaphragm and hear and of the muscles: loin (m. longissimus), coppa (m. longissimus, spinalis dorsi, rhomboideus), tender loin (m. psoas major), outside flat (m. biceps femoris), topside (m. semimembranosus) and top sirloin (m. gluteos medius) was evaluated. In Experiment 2, six pigs were infected and the bioassay was performed in mice of the loins aged for 14 (n=2), 21 (n=2) and 28 (n=2) days. In both experiments, T. gondii cysts of the loins remained viable after 14 days of dry-aged, confirmed by bioassay in cats and mice. At 21 and 28 days, the bioassay showed that the mice did not become infected, indicating that the process made the cysts unfeasible. As to the distribution of the cysts, T. gondii was isolated from the coppa, heart, diaphragm and tongue of the three pigs, to the tender loin, outside flat and brain of two pigs and to the top sirloin and loin of one pig. No mice were infected in the bioassay with the topside and with the retina. The results demonstrate that the dry-aged for 14 days at controlled temperature (0ºC) was not effective for inactivation of T. gondii cysts, however, the process was efficient when the dry-aged was done for a period egual or righter than 21 days. Toxoplasma gondii cysts were found in practically all organs and cuts evaluated, demonstrating the wide distribution of the parasite in pigs and the importance of this species as a source of infection for man.

Os sistemas solares de aquecimento de água são uma forma de produção de energia não poluente, que já faz parte da matriz energética brasileira. O uso deste tipo de sistemas traz benefícios econômicos ao país e principalmente a quem os utiliza, devido à poupança no uso de outras fontes de energia para o aquecimento da água. No Brasil o aquecimento solar de água é realizado, principalmente, por coletores solares planos, tecnologia bem conhecida e fabricada no país a preços baixos. Mas atualmente há uma outra tecnologia que está sendo difundida no âmbito nacional, os coletores solares de tubos a vácuo, os quais estão sendo produzidos internacionalmente em uma escala maior, importados e comercializados a preços mais competitivos no mercado nacional. Por isto é necessário entender estes sistemas e o seu funcionamento para evitar erros na sua instalação e otimizar sua operação. Nesta dissertação é realizada uma análise comparativa de um sistema de aquecimento de água composto por um coletor solar de tubos de vidro a vácuo de extração de calor por transferência direta operando em circulação forçada com o mesmo sistema operando em circulação por termossifão. Esta comparação foi realizada determinando a energia anual que o sistema pode produzir para cada tipo de circulação, a qual foi calculada usando como referência a norma ISO 9459-2 e os dados climáticos da cidade de Porto Alegre do Estado do Rio Grande do Sul. Também foram realizadas medições da vazão em termossifão, entre o reservatório e o coletor solar, e foi determinado o coeficiente de perdas térmicas do tanque reservatório segundo os procedimentos da mesma norma. Para isto foi realizada a montagem de uma bancada experimental, com sensores e instrumentos de medida que foram calibrados. Para o sistema de aquecimento testado, os resultados mostram que o sistema trabalhando em circulação por termossifão produz maior quantidade de energia no ano do que o sistema em circulação forçada, onde se observou que a estratificação no tanque reservatório era menor. Também foi observado que a máxima vazão em termossifão para este sistema de aquecimento de água foi de 0,5 L/min. / Solar water heating systems are a method of clean energy production, which is already part of the Brazilian energy matrix. The use of these systems brings economic benefits to the country and especially who use them due to savings in the use of other sources of energy for heating water. In Brazil, the solar water heating is carried out mainly by flat solar collectors, which is a widely known technology because it is produced in the country at low prices. But recently, there is another technology that is being used named: evacuated solar collectors. These collectors are being worldwide produced on a large scale and they are imported and inserted at competitive prices in the domestic market. Therefore it is necessary to understand these systems and their operation to avoid errors in its installation and optimize their operation. In this work, it is accomplishing a comparative analysis of a solar water heating system composed by a water-in-glass evacuated tube solar collector working in forced circulation with the same system working in thermosyphon circulation. This comparison was performed by determining the annual energy that the system can produce for each type of circulation, which was calculated based on the ISO 9459-2 standard and the climatic data of the Porto Alegre city, state of the Rio Grande Do Sul. Also, it was performed thermosyphon measurements between the thermal reservoir and the solar collector, and it was calculated the heat loss coefficient from the reservoir tank according to the procedures of ISO 9459-2 standard. To do so, a testing bench was made, with sensors and measuring instruments which were calibrated before use. For the heating system tested, the results show that the system with thermosyphon circulation produces more annual energy than the forced circulation system where the water temperature stratification in the thermal reservoir was lower. Also, it was observed that the maximum thermosyphon flow for this solar water heating system was 0,5 L/min.

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T01:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_AlessandraReginadaSilva_D.pdf: 2932913 bytes, checksum: a22dc65d180eab3917e06501dc994ccc (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Esta pesquisa teve por objetivos: a. enumerar os Clostridium psicrotróficos na forma vegetativa e esporulada presentes em cortes bovinos embalados a vácuo e resfriados, deteriorados e não deteriorados; b. caracterizar e identificar estes isolados bioquímica e geneticamente, comparando a precisão entre as duas metodologias; c. monitorar as possíveis fontes de Clostridium psicrotróficos junto à linha de produção em frigorífico no interior do estado de São Paulo; d. testar a habilidade dos isolados, identificados como Clostridium psicrotróficos e recuperados tanto a partir dos cortes bovinos quanto a partir de diversas etapas ao longo da linha de produção do frigorífico, em reproduzir o defeito de estufamento quando inoculados em altas populações em cortes bovinos e acondicionados em embalagens a vácuo e termoencolhimento sob condições praticadas pela indústria (6mBar/83°C-3s) ; e. avaliar se diferentes níveis de vácuo e termoencolhimento teriam efeito sobre as características do estufamento dos isolados que melhor reproduziram o defeito; f. analisar as características físicas das embalagens primárias e secundárias bem como possíveis danos após simulação de transporte para distância de 500km que pudessem favorecer a incidência de Clostridium psicrotrófico ou outras espécies contaminantes. Para as enumerações foram utilizadas 8 amostras deterioradas (6 contra-filés, 1 cupim bovino e 1 picanha bovina) e 5 não deterioradas (contra-filé), sendo analisados: exsudato (1mL), superfície (100cm2) e interior do corte cárneo (25g). As subamostras foram submetidas à enumeração de anaeróbios psicrotróficos vegetativos (Reinforced Clostridial Médium - RCA, 5% de sangue de carneiro desfibrilado estéril, 5% de glicose e 1,5% de Agar, RCM modificado), anaeróbios esporulados ativados pelo calor e pelo álcool, em Perfringens Agar Base (PAB, Oxoid, com 5% de solução de gema de ovo estéril, 15000UI polimixina/500mL e 6mg Kanamicina/500mL, PKP; 200mg cicloserina/500mL (PC)). Os 17 isolados caracterizados preliminarmente como Clostridium foram submetidos ao teste de sensibilidade ao metronidazol. Aqueles com halos de inibição = 3,5mm tiveram seu perfil fenotípico analisado mediante kit API 20A (bioMeriéux) e seu perfil genético analisado (sequênciamento do gene 16S rRNA). O isolamento no ambiente do frigorífico foi realizado a partir das fezes, couro e amostras provenientes do corredor de atordoamento e sangria, sala de desossa, esteiras de corte e embalagem, através de coleta por swabs acondicionados em caldo PYGS em anaerobiose por 4 semanas a 4 e 15°C. Após, as amostras foram plaquea das em meio RCA e SFP (Shahidi Ferguson Perfringens) por 1 mês, caracterizadas e isoladas as colônias diferenciadas e ainda submetidas a confirmação, de gênero, para Clostridium. Os 2 isolados, provenientes de cultivo a 4°C confir mados como Clostridium, foram identificados utilizando mesma metodologia descrita anteriormente para isolados provenientes do corte cárneo. O teste de habilidade de reprodução do defeito de estufamento foi realizado com 12 linhagens, isoladas na primeira etapa da pesquisa, sendo 10 provenientes de cortes cárneos (8 identificados como C.gasigenes e 2 como C.algidicarnis) e 2 isoladas da linha de produção em frigorífico (C.gasigenes). Este teste foi realizado sob condições praticadas na indústria (6mBar com termoencolhimento 83°C/3s), inoculando-se nas superfícies dos bifes ( 10x5x2cm) de contra-filé, 1mL de suspensão padronizada em 108UFC/mL, obtendo-se 106UFC/50cm2. A incubação dos cortes bovinos inoculados juntamente, com 2 controles positivos (inoculados com C.estertheticum) e 2 controles negativos (sem inoculo) foi conduzida a 2° e 15°C por 8 semanas. Os 3 isolados (2 provenien tes dos cortes cárneos ¿ C.algidicarnis e C.gasigenes e 1 proveniente do frigorífico ¿ C.gasigenes) que melhor reproduziram as características do estufamento, seguiram para testes de influência de diferentes níveis de vácuo (6 e 9mBar) e temperaturas de termoencolhimento (83, 84 e 87°C) sob o tempo para aparecimento e intensidade do defeito. Também foram avaliados os sistemas de embalagem primário e secundário a fim de detectar falhas em ambos os sistemas que pudessem favorecer a incidência de espécies de Clostridium psicrotróficas. Mediante teste de simulação de transporte (norma ASMD4169-08, para caminhões) simulou-se o efeito de um percurso de 500km sobre as embalagens primárias e secundárias. Nas carnes deterioradas foi notado esverdeamento, aumento nos valores de pH e odores putrefativos e butíricos. As enumerações de psicrotróficos anaeróbios vegetativos, nas amostras deterioradas, atingiram níveis altíssimos (1014UFC/mL de exsudato). Quanto às formas esporuladas ocorreu predominância das ativadas pelo calor (105UFC/mL), sendo também recuperadas nas amostras não deterioradas. Bacillus facultativos psicrotróficos foram a flora dominante nas amostras deterioradas e não deterioradas com 50 e 70%, respectivamente. Das 17 linhagens, provenientes dos cortes cárneos, suspeitas de serem Clostridium apenas 10 foram confirmadas, destas, apenas 4 apresentaram perfis fenotípico e genético coincidentes (C1I13ESUPPKP; C2I2EXRCM; C4I8RCMEX; C2I5EXCHPC, sendo as 3 primeiras C.gasigenes e a última C.algidicarnis). Destes 10, 8 foram identificadas como C.gasigenes e 2 como C.algidicarnis. É importante enfatizar que em apenas 3 das 8 amostras de cortes cárneos deteriorados analisados (com estufamento), foram recuperados Clostridium psicrotrófico, ou seja, nas demais amostras onde estas espécies não foram recuperadas, a microflora causadora do estufamento pode ser um grupo heterogêneo composto por Bacillus psicrotróficos facultativos, que nesta pesquisa corresponderam a 50% da contaminação para as amostras deterioradas e, muito provavelmente, bactérias ácido lácticas e enterobactérias, conforme já detectado, em pesquisa paralela utilizando as mesmas amostras. Nos ambientes do frigorífico, temperaturas de 15°C fo ram medidas em locais que deveriam estar com temperaturas entre 0-6°C ou no máximo 7°C. A partir das superfícies de contato do frigorífico, fezes e chão, foram recuperados 38 isolados. Destes, apenas 2, 1 recuperado do couro e outro do corredor de abate/esteira de corte (mesmo isolado encontrado nos dois ambientes), foram identificados como Clostridium, os demais foram caracterizados como Bacillus facultativos psicrotróficos. Estes 2 foram identificados como C.gasigenes. A ocorrência destes isolados na forma viável junto à esteira de corte representa grande risco a carne pois uma vez arrastado ao produto final será um potencial causador do defeito de estufamento. Quanto aos ensaios de reprodução do defeito de estufamento, observou-se que a temperatura de 15°C acelerou a tempo para aparecimento dos primeiros sinais de estufamento, passando de 30 dias a 2°C pa ra 4 dias a 15°C e o isolado que melhor e mais rapidamente reproduziu as características do estufamento foi o C2I5EXCHPC (C.algidicarnis), com produção de gás, proteólise e alterações de pH (de 5.5 para 7.5) após 4 dias/15°C e 30 dias/2°C. Resultados similares foram obtidos para o controle positivo (C.estertheticum). Os outros 2 isolados que também reproduziram rápida e intensamente o estufamento foram C2I8EXCHPC e LMI13CA/EC ¿ isolado a partir do corredor de abate/esteira de corte junto ao frigorífico, ambos identificados como C.gasigenes, cabendo esclarecer que o defeito, para estes dois isolados, não foi tão intenso quanto para o C2I5EXCHPC. Todos os isolados foram capazes de reproduzir o defeito de estufamento ao final de 8 semanas de incubação a 15°C, enquanto que, a 2°C, somente 5 tiveram esta capacidade. Assim, temperaturas de abuso de refrigeração (15°C) aceleram o tempo para aparecimento dos primeiros sinais de estufamento por Clostridium e a temperatura de 2°C não é capaz de impedir a ocorrência deste defeito. Amostras inoculadas com C2I5EXCHPKP (C.algidicarnis) e submetidas a termoencolhimento a 83°C e 84°C/6mBar apresentaram períodos similares para aparecimento dos primeiros sinais de deterioração (~14 dias), entretanto, aplicando termoencolhimento a 87°C, foi observado um incremento neste tempo para 4 semanas. Assim sendo, considerando-se o nível de vácuo de 6mBar (aplicado pela indústria) a deterioração somente seria retardada, mas não deixaria de existir, aplicando-se um termoencolhimento a 87°C/3s, provav elmente porque nesta condição as células mais termosensíveis são inativadas. Por outro lado, as amostras tratadas com condições similares de termoencolhimento mas com nível de vácuo de 9mBar, apresentaram decréscimo no tempo de deterioração de 14 para 4 dias quando se aplicou 83 e 84°C/3s, d emonstrando que este vácuo maior estimula espécies de Clostridium. Entretanto, nas amostras tratadas com termoencolhimento a 87°C os primeiros sinais de deterioração somente foram observados após 7 semanas a 1°C. Assim, a condição de vácuo/termoencolhimento que mais prolongou a vida de prateleira da carne, quando inoculada, foi 87°C/9mBar, mas esta condição não impediu o desenvo lvimento do C.algidicarnis e o tempo de atraso do defeito de estufamento ainda foi inferior ao prazo de vida útil do produto. As embalagens primárias e secundárias analisadas estavam de acordo com as especificações do fabricante. Quanto à simulação de transporte, após o percurso de 500km apenas 1 embalagem primária demonstrou alterações que pudessem favorecer a atividade de anaeróbios facultativos. Por esta pesquisa, observou-se coincidência entre a flora encontrada nas superfícies do frigorífico e a flora recuperada a partir das amostras deterioradas. Além disso, a condição mais severa de termoencolhimento e vácuo aplicados (87°C/3s/9mBar), somente foi capaz de retardar o tempo para aparecimento do defeito de estufamento não o impedindo. Mesmo este tempo maior ainda foi inferior ao prazo de validade do produto. Sendo assim, pode-se inferir que a prevenção do defeito de estufamento não deve residir apenas na eliminação de células vegetativas de ambientes de planta mas também na eliminação de esporos que, uma vez arrastados para a embalagem, poderão germinar tornandose potenciais causadores do defeito de estufamento, além, é claro, da manutenção de ambientes de produção e estocagem em temperaturas inferiores a 2°C e higiene adequada durante a manipulação das carcaças e retirada do couro. Em adição, ficou comprovado que o abuso de temperatura de refrigeração acelera o estufamento de embalagens no caso de espécies de Clostridium psicrotróficos estarem presentes, principalmente C.algidicarnis, e que, as condições de vácuo/termoencolhimento aplicadas atualmente pela maioria das indústrias (83°C/3s/6mBar) não se apres entam como barreira eficiente à prevenção do defeito de estufamento na carne bovina embalada a vácuo / Abstract: This research aimed at: a. to enumerate psychrotrophic clostridia vegetative and spores from spoiled and unspoiled chilled vacuum packed red meat; b. to characterize and identify the isolates biochemical and genetically, comparing precision between then; c. to determine possible preslaughter and processing sources of psychrotrophic clostridia causing spoilage of vacuum packed red meats; d. assessment of blowing ability of Clostridium isolates at industrial conditions (6mBar/83°C-3s); e. to evaluate different vacuum and heat shrinking treatments on blown characteristics of the best representative isolates; f. to analyze physical characteristics of primary and secondary packs as well as possible damages after transport simulation (500km) that could lead to psychrotrophic Clostridium and other contaminant species incidence. For enumeration 8 spoiled samples (6 strip-loin, 1 hump beef and 1 rump cap beef) and 5 unspoiled (strip-loin): drip (1mL), surface (100cm2) and deep tissue (25g), were analyzed. Sub-samples were analyzed for vegetative psychrotrophic anaerobes (Reinforced Clostridial Medium - RCA, 5% of sterile defibrinated sheep blood, 5% of glucose and 1.5% of Agar, modified RCM); sporeforming anaerobes were counted by alcohol and heat treatment on Perfringens Agar Base (PAB, Oxoid, containing 5% sterile egg-yolk solution, 15000UI polymixin/500mL e 6mg kanamycin/500mL, PKP; 200mg cycloserin/500mL (PC)). For the 17 isolates characteried as clostridia, metronidazole test was applied for genera determination of Clostridium, isolates with inhibition zones = 3.5mm were phenotypical (by API 20A ¿ bioMeriéux) and genetically (16S rRNA sequence) identified. The slaughterhouse survey was conducted from feces, leather, stunning aisle, boning room, meat cutting conveyor belt and packing conveyor belt by sterile swabs inoculated in PYGS medium, incubated anaerobically at 4 and 15°C/4 weeks. Afte r incubation, loopfuls of the enrichments were directly streaked onto the surface of RCA and SFP (Shahidi Ferguson Perfringes), incubated for a month and then the different colonies were characterized and forwarded to genera confirmation. The confirmation of blowing ability was conducted with 12 strains, isolated from first stage of this research: 10 from red meats (8 identified as C.gasigenes and 2 as C.algidicarnis) and 2 from slaughterhouse (C.gasigenes). This test was conducted under industrial practices (6mBar, 83°C/3s), inocul ating sterile strip-loin beefs surfaces (10x5x2cm) with 1mL of vegetative cells suspension (108CFU/mL), obtained 106CFU/50cm2. Inoculated samples with 2 positive controls (inoculated with C.estertheticum) and 2 negative controls (uninoculeted samples) were performed at 2 and 15°C / 8 weeks. The three best representative isolates (2 from meat samples ¿ C.algidicarnis e C.gasigenes and 1 from slaughterhouse ¿ C.gasigenes) were tested for blown characteristics conducted at different vacuum (6 and 9mBar) and heat shrinking (83, 84 and 87°C) treatments to evaluate the time to first sign of blow pack and spoilage magnitude. The primary and secondary pack systems were evaluated for failures that support the psychrotrophic Clostridium incidence. Effects of a 500km route on primary and secondary packs were measured by transport simulation test (ASMD4169-08, for trucks). Spoiled samples showed green discoloration, increase of pH values and putrefactive and butyric odors. For these samples, the psychrotrophic vegetative anaerobic counts reached very high levels (1014CFU/mL of drip). Concerning sporeforming the heat activated ones were predominant (105CFU/mL) and also were recovered for unspoiled samples. Psychrotrophic facultative Bacillus was the dominant flora in analyzed samples (50% for spoiled and 70% for unspoiled). From 17 Clostridium suspect strains only 10 were confirmed and these 4 showed phenothypical and genetical coincident profiles (C1I13ESUPPKP, C2I2EXRCM and C4I8RCMEX ¿ C.gasigenes; C2I5EXCHPC ¿ C.algidicarnis). Concerning these 10 Clostridium isolates, 8 were identified as C.gasigenes and 2 as C.algidicarnis. It is important to emphasize that only 3 spoiled samples provided psychrotrophic Clostridium isolation, others spoiled samples flora were heterogeneous group, composed by facultative psychrotrophic Bacillus, that represented 50% of isolates from spoiled samples, and, probably, lactic acid bacteria and enterobacteria, according to Chaves (2010), in parallel research using same samples. Inside the slaughterhouse, ambient temperatures of 15°C were observed for places that should be at 0-6°C or 7°C (maximum). From slaugther house ambient and contact surfaces 38 isolates were recovered but only 2, 1 from leather and 1 for stunning aisle/meat cutting conveyor belt (same isolate from both points), were identified as Clostridium, other were characterized as psychrotrophic facultative Bacillus. These 2 isolates were identified as C.gasigenes. The occurrence of viable Clostridium on meat cutting conveyor belt is a risk for meat as a focus of blown pack spoilage clostridia. For confirmation blowing ability tests, abuse temperature decrease the time to first sign of blown pack from 30 days at 2°C to 4 days at 15°C and the isolate that better reproduce (more quickly) the spoilage was C2I5EXCHPC (C.algidicarnis) showing gas production, proteolysis and pH alteration (5.5 to 7.5) after 4 days/15°C and after 30 days/2°C. Similar results we re obtained for C.estertheticum (positive control). In addition, others two isolates that also quickly reproduced the spoilage were C2I8EXCHPC and LMI13CA/EC ¿ isolated from stunning aisle/meat cutting conveyor belt slaughterhouse, both identified as C.gasigenes, however the defect was not intense than for samples inoculated with C2I5EXCHPC (C.algidicarnis). All isolates were capable to reproduce the spoilage at the end of 8 weeks at 15°C while at 2°C, only 5 iso lates reproduce the defect. So, abuse temperature (15°C) accelerate the onset of Clostridium mediate blown pack spoilage and 2°C does not control it. Samples inocu lated with C2I5EXCHPKP (C.algidicarnis) treated with heat shrink of 83 e 84°C/6mBar showed similar perio ds for initial spoilage (~14 days), but applying heat treatment at 87°C, it was observed an increase in t his period to 4 weeks. So, using vacuum at 6mBar (industrial practice) the deterioration is retarded, but does not cease to exist, applying heat shrink of 87°C/3s, probably because this condition inactivated some heat sensitive spores. On other side, samples treated with same conditions of heat shrink but applying vacuum at 9mBar showed a decrease of time to spoilage from 14 to 4 days at 83 and 84°C/3s as lower vacuum may stimulate clostridia germination. However, for samples heat shrinked at 87°C the initial spoilage was only observed after 7 weeks at 1°C. So the condition th at more extended meat shelf-life, when inoculated, was 87°C /9mBar, but this condition not prevented C.algidicarnis development and delay of blown pack was still smaller than product shelf-life. Primary and secondary packs were according to manufacture¿s specifications. Concerning transport simulation, after 500km only one primary pack showed alterations that could support facultative anaerobes activity. In this research, it was observed coincidence between slaughterhouses and spoiled samples flora. Besides, the more rigorous condition applied (87°C/3s/9mBar) was only capable to retard the blown pack not inhibit and the time to deterioration first sign was smaller than product shelf-life. In regard to this fact, the defect prevention of blown pack spoilage is associated with the elimination of vegetative and sporeformers from slaughterhouses that after germination process could induce spoilage, besides, temperature control of production lines and storage environment at = 2°C, must be apply. In addition, abuse temperature accelerate the onset of Clostridium mediate blown pack spoilage, if psychrotrophic clostridia are present, in special, C.algidicarnis, and the industry process condition (vacuum and heat shrink - 6mBar/83°C/3s) are not capable to prevent the spoilage, being necessary the application of more efficient hurdles as efficient sanitization of process line as well as reduce temperature of the refrigerate environment / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos