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Previous issue date: 2011-08-30 / The hydrostatic pressure inside the cell or simply cell turgor is an important component of texture in vegetables and is directly related to firmness. The decrease in cell turgor of plant organs is also an indicator of loss of tissue water. This effect can be perceived visually by wilting accompanied by a dry appearance with the loss of brightness and color of products, which influences consumer perceptions about its quality. Within this context has been crafted technique for measuring turgor with Thermoelastic Probe® (TP) based on the principle of measuring isovolumetric. After an extensive literature review found that the published studies on TP, presented further on control theory and modeling of physical phenomena involved in the measurement of turgor. However not bring practical results, containing automated measurements of cell turgor in plants. This study aimed to fill this gap. In this direction was made improving of the method to manufacturing the sensor and a new mechanical design for TP. The attainment of the sensors is given through the steps of stretching the capillary, making the tip, sanding, filling and sealing fluid sensor. The method for obtaining the proposed sensor showed minimal utilization rate of 27.0% representing an improvement of 540% over the figures provided by the available literature. Since the new mechanical design of TP significantly improved the alignment and relative positioning of the sensor, sample and image capture system. The process of exchange of sensor and positioning of the sample for measurement of turgor was also facilitated, resulting in an average time of 5 minutes to perform these tasks. This marked a breakthrough since the previous version, users reported that this task could take up to 60 minutes. Both activities related to the new mechanical design of the ST and the improvement of the methodology for obtaining sensor thermoelastic were preparatory to the development of automatic control of turgor measurement. The automation of the measurement process was performed after the implementation of a software to detect the position of the meniscus oil / cytoplasm based on the determination of the difference in contrast between the phases formed by the fluid sensor (oil ) and intracellular fluid. For automatic control of the position of the meniscus, was implemented a Proportional Integral type controller. The proposed values for the parameters of controller allowed the control of the selected position of the meniscus and automatic - x - determination of turgor pressure in cells of onion (Allium cepa L.). In an unprecedented manner, this paper makes the first successful experiment in automatic determination of cell turgor in plant organs with Termoelastic Probe. / A pressão hidrostática no interior da célula ou simplesmente turgescência celular é um importante componente da textura em vegetais e está diretamente relacionada à firmeza. A diminuição do turgor celular dos órgãos vegetais também é um indicador da perda de água dos tecidos. Tal efeito pode ser percebido de forma visual pela murcha acompanhada por uma aparência seca com a perda do brilho e da cor dos produtos, o que influencia a percepção do consumidor sobre sua qualidade. Dentro deste contexto foi trabalhada a técnica de medição de turgor com Sonda Termoelástica®1 (ST) baseada no princípio de medição isovolumétrico. Após extensa revisão bibliográfica verificou-se que os trabalhos sobre ST publicados, apresentavam aprofundamento sobre a teoria de controle e modelagem física dos fenômenos envolvidos no processo de medição do turgor. Entretanto não traziam resultados práticos, contendo medidas automatizadas do turgor celular em vegetais. Este trabalho objetivou preencher esta lacuna. Neste sentido foi realizado o aprimoramento da metodologia de manufatura do sensor termoelástico juntamente com novo projeto mecânico da ST. A obtenção dos sensores se deu atraves das etapas de esticamento do capilar, confecção da ponta, lixamento, preenchimento com fluido sensor e selamento. O método para obtenção de sensores proposto apresentou taxa de aproveitamento mínima de 27,0 % representando uma melhoria de 540 % em relação aos valores apresentados pela literatura disponível. Já o novo projeto mecânico da ST melhorou sensivelmente o alinhamento e posicionamento relativo entre sensor, amostra e sistema de captura de imagens. O processo de troca de sensor e posicionamento da amostra para medição do turgor também foi facilitado, implicando em um tempo médio de 5 minutos para realização destas tarefas. Este fato marcou um grande avanço, visto que usuários da versão anterior relataram que esta tarefa poderia durar até 60 minutos. Tanto as atividades ligadas ao novo projeto mecânico da ST e ao aprimoramento da metodologia para obtenção de sensores termoelásticos foram predecessoras e preparatórias para desenvolvimento do controle automático da medição de turgor. A automação do 1 Sonda Termoelástica® - Equipamento patenteado pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) representada pela unidade especializa: EMBRAPA Instrumentação localizada em São Carlos - SP. A Sonda Termoelástica® tem a função de medir o turgor em células de vegetais, interagindo com o citoplasma através do princípio da termoelasticidade do fluido sensor. - viii - processo de medição de turgor foi realizado após a implementação de um software para detecção da posição do menisco óleo/citoplasma baseado na determinação da diferênça de contraste entre as fases formadas pelo fluido sensor (óleo) e líquido intracelular. Para controle automático da posição do menisco, foi implementado um controlador do tipo PI. Os valores propostos para os parâmetros do controlador Proporcional Integral selecionado permitiram o controle da posição do menisco e a determinação automática da turgescência em células de cebola (Allium cepa L.). De forma inédita, este trabalho caracteriza a primeira experiência bem sucedida na determinação automática de turgor em células de órgãos vegetais com ST.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6998 |
| Date | 30 August 2011 |
| Creators | Reis, Alan Ribeiro dos |
| Contributors | Pessoa, José Dalton Cruz |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Biotecnologia, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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