Modelagem matemática e determinação das propriedades termodinâmicas do café (Coffea arabica L.) durante o processo de secagem

A secagem de produtos agrícolas é largamente utilizada no mundo para o controle e a manutenção da qualidade dos produtos agrícolas. O objetivo do presente trabalho foi modelar o processo de secagem e obter os parâmetros termodinâmicos de frutos de café (Coffea Arabica L.), cultivar Catuaí Amarelo, para três diferentes condições de temperatura e umidade relativa (35 ºC e 32,1%; 45 ºC e 15,7%; e 55 ºC e 10,2%). Foram utilizados frutos de café colhidos manualmente com teor inicial de água de 1,25 (b.s.) e submetidos à secagem até atingirem o teor médio de 0,13 (b.s). Seis modelos matemáticos usualmente utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas foram ajustados aos dados experimentais. A segunda lei de Fick foi utilizada para obter os coeficientes de difusão dos frutos de café por meio da cinética da secagem. A energia de ativação para a secagem dos frutos de café, bem como a entropia, entalpia e energia livre de Gibbs, foram obtidas. O modelo de Midili modificado foi o que melhor representou o fenômeno de secagem de frutos de café. Os valores do coeficiente de difusão obtidos foram 2,99 x 10-11, 2,39 x 10-11 e 5,98 x 10-11 m² s-1 para as temperaturas de 35, 45 e 55 ºC, respectivamente. A entalpia diminuiu com o aumento da temperatura do ar de secagem, bem como a entropia. A energia livre de Gibbs aumentou com o aumento da temperatura.

Modelagem Bayesiana do risco de infecção tuberculosa para estudos com perdas de seguimento

OBJETIVO: Desenvolver um modelo estatístico baseado em métodos Bayesianos para estimar o risco de infecção tuberculosa em estudos com perdas de seguimento, comparando-o com um modelo clássico determinístico. MÉTODOS: O modelo estocástico proposto é baseado em um algoritmo de amostradores de Gibbs, utilizando as informações de perdas de seguimento ao final de um estudo longitudinal. Para simular o número desconhecido de indivíduos reatores ao final do estudo e perdas de seguimento, mas não reatores no tempo inicial, uma variável latente foi introduzida no novo modelo. Apresenta-se um exercício de aplicação de ambos os modelos para comparação das estimativas geradas. RESULTADOS: As estimativas pontuais fornecidas por ambos os modelos são próximas, mas o modelo Bayesiano apresentou a vantagem de trazer os intervalos de credibilidade como medidas da variabilidade amostral dos parâmetros estimados. CONCLUSÕES: O modelo Bayesiano pode ser útil em estudos longitudinais com baixa adesão ao seguimento.

Abordagem Bayesiana da curva de lactação de cabras Saanen de primeira e segunda ordem de parto

O objetivo deste trabalho foi utilizar o método Bayesiano no ajuste do modelo de Wood a dados de produção de leite de cabras da raça Saanen. Dois grupos de animais da primeira e segunda lactação foram considerados. Amostras das distribuições marginais a posteriori dos parâmetros do modelo de Wood e das funções de produção derivadas desses parâmetros - pico de produção, tempo do pico de produção, persistência e produção total de leite - foram obtidas pelo algoritmo Gibbs Sampler. As inferências foram feitas em cada população e os resultados mostraram diferenças na taxa de decréscimo da produção após o pico e na persistência, indicando maior produção nos animais de segunda lactação. Realizou-se um estudo de simulação de dados para avaliar o método Bayesiano sob diferentes estruturas de matrizes de covariâncias dos parâmetros. Os resultados desse estudo indicam que o método é eficiente no estudo das curvas de lactação quando a matriz de covariância apresenta alta correlação dos parâmetros.

Herdabilidade da habilidade de permanência no rebanho em fêmeas de bovinos da raça Canchim

O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de a característica habilidade de permanência no rebanho de matrizes ser utilizada como critério de seleção na raça Canchim. A habilidade de permanência no rebanho foi definida como a probabilidade de uma matriz ter três partos ou mais até os 76 meses de idade, desde que ela tenha tido a oportunidade de se reproduzir pelo menos uma vez. Codificações binárias, com 0 para indicar fracasso e 1 para indicar sucesso, foram feitas para cada fêmea. Uma codificação alternativa, com quatro categorias, considerou os valores 0, 1, 2 e 3, respectivamente, para vacas com menos de três, com três, quatro ou cinco partos até os 76 meses de idade. As análises foram processadas pela aplicação de um modelo unicaracterístico de touro avô-materno. Utilizou-se a amostragem de Gibbs para estimar os componentes de variância e herdabilidades. As estimativas de herdabilidade foram de 0,07, para a característica definida pelo modelo binário, e de 0,08, para a característica definida pelo modelo com quatro categorias. Os resultados indicam pequenas diferenças na estimativa de herdabilidade, pelos modelos binário e com quatro categorias. Sugerem também que as estimativas de herdabilidade, para a característica habilidade de permanência, na raça Canchim, apresenta baixo potencial de resposta à seleção.

Zinc adsorption in highly weathered soils

The objective of this work was to assess the effects of pH and ionic strength upon zinc adsorption, in three highly weathered variable charge soils. Adsorption isotherms were elaborated from batch adsorption experiments, with increasing Zn concentrations (0-80 mg L-1), and adsorption envelopes were constructed through soil samples reactions with 0.01, 0.1 and 1 mol L-1 Ca(NO3)2 solutions containing 5 mg L-1 of Zn, with an increasing pH value from 3 to 8. Driving force of reaction was quantified by Gibbs free energy and separation factor. Isotherms were C-, H- and L-type and experimental results were fitted to nonlinear Langmuir model. Maximum adsorption ranged from 59-810 mg kg-1, and Zn affinity was greater in subsoil (0.13-0.81 L kg-1) than in the topsoil samples (0.01-0.34 L kg-1). Zinc adsorption was favorable and spontaneous, and showed sharply increase (20-90%) in the 4-6 pH range. No effect of ionic strength was observed at pH values below 5, because specific adsorption mechanisms predominated in the 3-5 pH range. Above pH 5, and in subsoil samples, Zn was adsorbed by electrostatic mechanisms, since ionic strength effect was observed. Despite depth and ionic strength effects, Zn adsorption depends mainly on the pH.

Análise genética de escores de avaliação visual de bovinos com modelos bayesianos de limiar e linear

O objetivo deste trabalho foi comparar as estimativas de parâmetros genéticos obtidas em análises bayesianas uni-característica e bi-característica, em modelo animal linear e de limiar, considerando-se as características categóricas morfológicas de bovinos da raça Nelore. Os dados de musculosidade, estrutura física e conformação foram obtidos entre 2000 e 2005, em 3.864 animais de 13 fazendas participantes do Programa Nelore Brasil. Foram realizadas análises bayesianas uni e bi-características, em modelos de limiar e linear. De modo geral, os modelos de limiar e linear foram eficientes na estimação dos parâmetros genéticos para escores visuais em análises bayesianas uni-características. Nas análises bi-características, observou-se que: com utilização de dados contínuos e categóricos, o modelo de limiar proporcionou estimativas de correlação genética de maior magnitude do que aquelas do modelo linear; e com o uso de dados categóricos, as estimativas de herdabilidade foram semelhantes. A vantagem do modelo linear foi o menor tempo gasto no processamento das análises. Na avaliação genética de animais para escores visuais, o uso do modelo de limiar ou linear não influenciou a classificação dos animais, quanto aos valores genéticos preditos, o que indica que ambos os modelos podem ser utilizados em programas de melhoramento genético.

Bayesian genetic parameters for body weight and survival of Nile tilapia farmed in Brazil

The objective of this study was to estimate genetic parameters for survival and weight of Nile tilapia (Oreochromis niloticus), farmed in cages and ponds in Brazil, and to predict genetic gain under different scenarios. Survival was recorded as a binary response (dead or alive), during harvest time in the 2008 grow-out period. Genetic parameters were estimated using a Bayesian mixed linear-threshold animal model via Gibbs sampling. The breeding population consisted of 2,912 individual fish, which were analyzed together with the pedigree of 5,394 fish. The heritabilities estimates, with 95% posterior credible intervals, for tagging weight, harvest weight and survival were 0.17 (0.09-0.27), 0.21 (0.12-0.32) and 0.32 (0.22-0.44), respectively. Credible intervals show a 95% probability that the true genetic correlations were in a favourable direction. The selection for weight has a positive impact on survival. Estimated genetic gain was high when selecting for harvest weight (5.07%), and indirect gain for tagging weight (2.17%) and survival (2.03%) were also considerable.

Abordagem bayesiana multivariada para características de crescimento, fertilidade e escores visuais de rebanhos da raça Brangus

O objetivo deste trabalho foi estimar parâmetros genéticos e tendências genéticas e fenotípicas de uma população da raça Brangus. As características peso, circunferência escrotal e escores visuais de conformação, precocidade, musculatura e umbigo, padronizadas para 550 dias de idade, foram avaliadas a partir de 6.789 registros de animais nascidos de 288 touros e 5.949 vacas, entre 1991 e 2001, em 49 fazendas localizadas nas regiões Centro‑Oeste, Sudeste e Sul do Brasil. Para a estimação dos parâmetros, das correlações e das tendências genéticas, foi adotado o modelo animal linear‑limiar hexacaracterística. As estimativas de herdabilidade direta foram de 0,39 e 0,27, para peso e circunferência escrotal, respectivamente, e de 0,22, 0,20, 0,23 e 0,33 para conformação, precocidade, musculatura e umbigo, o que indica considerável variação genética aditiva e que é possível obter ganho genético por meio da seleção. As correlações genéticas entre peso e circunferência escrotal com os escores de conformação, precocidade e musculatura mostram a possibilidade de resposta correlacionada. As tendências genéticas estimadas indicam grande contribuição de fontes de variação não genéticas para todas as características no período estudado, e apontam a necessidade de melhoria das condições ambientais, para que os animais expressem todo seu potencial genético.

Associação genética de escores de conformação com características de crescimento em bovinos da raça Angus

O objetivo deste trabalho foi determinar a associação genética entre escores visuais de conformação e as características de ganho de peso médio diário e de velocidade de crescimento em bovinos da raça Angus à desmama e ao sobreano. Os componentes de covariância foram estimados por modelo animal de análise tetracaracterística, com uso do método de inferência bayesiana, tendo-se assumido o modelo linear para: ganho de peso médio diário do nascimento à desmama (GMD) e da desmama ao sobreano (GMS); e velocidade de ganho de peso do nascimento à desmama (VD) e da desmama ao sobreano (VS). Um modelo não linear (de limiar) foi utilizado para os escores de conformação à desmama (CD) e ao sobreano (CS). As médias a posteriori, para a herdabilidade direta, foram: 0,12±0,023 (CD), 0,15±0,020 (GMD), 0,15±0,024 (VD), 0,17±0,020 (CS), 0,17±0,023(GMS), e 0,17±0,023 (VS). A correlação genética variou de -0,09±0,11 a 0,60±0,06, entre os escores CD e CS e as características de ganho médio diário de peso e velocidade de ganho de peso. A correlação entre CD e CS foi 0,52±0,089. A seleção direta para escores visuais de conformação, ganho médio diário e velocidade de ganho responde de forma lenta à seleção, tanto à desmama como ao sobreano.

Parâmetros genéticos do peso desde o nascimento até 730 dias de idade na raça Indubrasil

O objetivo deste trabalho foi determinar parâmetros genéticos do peso desde o nascimento até 730 dias de idade na raça Indubrasil. Registros de peso (82.481) de 20.890 animais do nascimento aos 730 dias de idade foram utilizados. Os parâmetros genéticos foram determinados por meio de regressão aleatória. Amostras da distribuição a posteriori dos parâmetros de interesse foram obtidas com o amostrador de Gibbs. Polinômios de Legendre ou segmentados foram utilizados para modelar a trajetória média de crescimento. Os efeitos genético aditivo direto e de ambiente permanente direto foram modelados por polinômios de Legendre. Um polinômio segmentado linear-linear, com nó aos 251 dias de idade, ajustou a trajetória média. Polinômios de Legendre quadráticos e quínticos ajustaram, respectivamente, os efeitos genético aditivo e de ambiente permanente. Três classes de idade foram suficientes para modelar a heterocedasticidade residual. Na maior parte do intervalo considerado, as médias a posteriori da herdabilidade foram crescentes, com valores entre 0,10 e 0,45; a proporção da variância de ambiente permanente em relação à variância fenotípica foi constante, em torno de 0,48; e as correlações genéticas dos pesos em diferentes idades foram altas, acima de 0,60. Há variabilidade genética quanto ao peso na raça Indubrasil, e a seleção pode aumentar a média desta característica.

Review of the synthesis of layered double hydroxides: a thermodynamic approach

The synthesis of layered double hydroxides (LDHs) by hydrothermal-LDH reconstruction and coprecipitation methods is reviewed using a thermodynamic approach. A mixture model was used for the estimation of the thermodynamics of formation of LDHs. The synthesis and solubility of LDHs are discussed in terms of standard molar Gibbs free energy change of reaction. Data for numerous divalent and trivalent metals as well as for some monovalent and tetravalent metals that may be part of the LDH structure have been compiled. Good agreement is found between theoretical and experimental data. Diagrams and tables for the prediction of possible new LDH materials are provided.

O emprego de quitosana quimicamente modificada com anidrido succínico na adsorção de azul de metileno

The adsorption capacity of alpha-chitosan and its modified form with succinic anhydride was compared with the traditional adsorbent active carbon by using the dye methylene blue, employed in the textile industry. The isotherms for both biopolymers were classified as SSA systems in the Giles model, more specifically in L class and subgroup 3. The dye concentration in the supernatant in the adsorption assay was determined through electronic spectroscopy. By calorimetric titration thermodynamic data of the interaction between methyene blue and the chemically modified chitosan at the solid/liquid interface were obtained. The enthalpy of the dye/chitosan interaction gave 2.47 ± 0.02 kJ mol-1 with an equilibrium constant of 7350 ± 10 and for the carbon/dye interaction this constant gave 5951 ± 8. The spontaneity of these adsorptions are reflected by the free Gibbs energies of -22.1 ± 0.4 and -21.5 ± 0.2 kJ mol-1, respectively, found for these systems. This new adsorbent derived from a natural polysaccharide is as efficient as activated carbon. However 97% of the bonded dye can be eluted by sodium chloride solution, while this same operation elutes only 42% from carbon. Chitosan is efficient in dye removal with the additional advantage of being cheap, non-toxic, biocompatible and biodegradable.

Diagramas de Ellingham e de Van't Hoff: algumas considerações

The main subject of this article is to show the parallelism betwen the Ellingham and Van't Hoff diagrams. The first one is a graphic representation of the changes in the standard Gibbs free energy (deltarGtheta) as a function of T and was introduced by Ellingham in 1944, in order to study metallurgic processes involving oxides and sulphides. On the other hand, the Van't Hoff diagram is a representation of the function ln K versus (1/T). The equivalence between both diagrams is easily demonstrated, making simple mathematical manipulations. In order to show the parallelism between both diagrams, they are presented briefly and two examples are discussed. The comparison of the both diagrams surely will be helpful to students and teachers in their learning and teaching activities, and will certainly enrich important aspects of chemical thermodynamics.

Desviaciones al modelo logarítmico-lineal en la solubilidad de ibuprofén y naproxén en mezclas cosolventes propilenoglicol-agua

The deviations observed in the solubility of ibuprofen (IBP) and naproxen (NAP) in propylene glycol (PG) + water (W) cosolvent mixtures with respect to the logarithmic-linear model proposed by Yalkowsky have been analyzed at 25.00 ± 0.05 ºC. Negative deviations were obtained in all cosolvent compositions for both drugs; they were greater for IBP. Another treatment, based on Gibbs free energy relationships, was also employed showing an apparent hydrophobicity chameleonic effect, because at low PG proportions NAP is more hydrophobic, whereas at high PG proportions IBP is more hydrophobic. The results are discussed in terms of solute-solvent and solvent-solvent interactions.

Adsorción física sobre sólidos: aspectos termodinámicos

A thermodynamic formalism based on the Gibbs Dividing Surface (GDS) for the description of a solid-fluid interface is presented, so that the adsorption layer is understand as a phase and the adsorption process as the transference of components between a 3-dimensional phase and a 2-dimensional one. Using a state equation derived from the Henry's Law, we shall show how the Langmuir isotherm is deduced from de Gibbs isotherm. The GDS is useful also for understanding the release of heat by a system as the adsorption occurs.