Mathematical modeling of drying process of unripe banana slices

Unripe banana flour (UBF) production employs bananas not submitted to maturation process, is an interesting alternative to minimize the fruit loss reduction related to inappropriate handling or fast ripening. The UBF is considered as a functional ingredient improving glycemic and plasma insulin levels in blood, have also shown efficacy on the control of satiety, insulin resistance. The aim of this work was to study the drying process of unripe banana slabs (Musa cavendishii, Nanicão) developing a transient drying model through mathematical modeling with simultaneous moisture and heat transfer. The raw material characterization was performed and afterwards the drying process was conducted at 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, the product temperature was recorded using thermocouples, the air velocity inside the chamber was 4 m·s-1. With the experimental data was possible to validate the diffusion model based on the Fick\'s second law and Fourier. For this purpose, the sorption isotherms were measured and fitted to the GAB model estimating the equilibrium moisture content (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] at 60 ºC and 10 % of relative humidity (RH), the thermophysical properties (k, Cp, ?) were also measured to be used in the model. Five cases were contemplated: i) Constant thermophysical properties; ii) Variable properties; iii) Mass (hm), heat transfer (h) coefficient and effective diffusivity (De) estimation 134 W·m-2·K-1, 4.91x10-5 m-2·s-1 and 3.278?10-10 m·s-2 at 60 ºC, respectively; iv) Variable De, it presented a third order polynomial behavior as function of moisture content; v) The shrinkage had an effect on the mathematical model, especially in the 3 first hours of process, the thickness experienced a contraction of about (30.34 ± 1.29) % out of the initial thickness, finding two decreasing drying rate periods (DDR I and DDR II), 3.28x10-10 m·s-2 and 1.77x10-10 m·s-2, respectively. COMSOL Multiphysics simulations were possible to perform through the heat and mass transfer coefficient estimated by the mathematical modeling.

Processo de reflexão orientada na formação de professores dos anos iniciais: concepções e práticas sobre o ensino de ciências

Esta investigação, de natureza qualitativa, visou conhecer as concepções e práticas de professores dos anos iniciais sobre o ensino de ciências e promover reflexões sobre tal ensino. O trabalho teve como base o Processo de Reflexão Orientada (PRO), uma estratégia para o desenvolvimento profissional a partir do enfoque de questões da prática docente. As questões de investigação foram: Como professores dos anos iniciais concebem, refletem, planejam e realizam o ensino de Ciências? E como refletem e realizam o ensino de Ciências a partir de um Processo de Reflexão Orientado (PRO)? E, ainda, como, a partir de um Processo de Reflexão Orientado (PRO) para professores dos anos iniciais do Ensino Fundamental avaliam o seu próprio desenvolvimento profissional? Os dados foram obtidos a partir de questionários, entrevistas, planejamentos escritos e de vídeogravações dos encontros e de aulas ministradas. A análise dos dados foi feita a partir da análise de conteúdo. As ideias manifestadas pelas professoras sobre ensino de ciências foram classificadas dentro de uma abordagem oscilando entre cognitivista e sócio-cultural. Seus modelos didáticos revelaram ideias pouco consistentes sobre o processo de ensino e aprendizagem, com pouca coerência em relação a modelos de orientação construtivista. Cada professora propôs uma sequência de ensino visando alcançar graus mais complexos. As sequências foram discutidas, novas reflexões foram realizadas e reelaborações foram propostas. As aulas desenvolvidas evidenciaram um progresso de Lívia com relação à participação dos alunos, com a proposição de uma situação-problema, da consideração das ideias prévias dos alunos, embora apresentasse ainda dificuldade de promover uma discussão orientada, que pudesse favorecer a argumentação dos alunos e a compreensão do fenômeno. Já, nas aulas de Roberta observaram-se atividades que privilegiaram a participação dos alunos. Nas aulas das duas professoras ficaram evidentes a proposição de um problema e a sistematização do conhecimento, a partir da elaboração de sínteses orais e escritas e da apresentação para outras classes. Embora as professoras valorizassem o ensino de ciências e a participação ativa das crianças, havia dificuldades para a realização de aulas de ciências por investigação, pois não consideravam a problematização, a exploração das ideias dos alunos, a sistematização do conhecimento e as explicações científicas. O processo de reflexão orientada (PRO) mostrou ser uma estratégia importante para o desenvolvimento profissional dessas professoras, possibilitando reflexões significativas sobre a própria prática, bem como a tomada de consciência de uma nova sistematização das ações docentes, com vistas a uma atuação mais eficaz para promover o ensino de Ciências por investigação.