Análise experimental do comportamento fluidodinâmico e da secagem de sementes de linhaça (Linum usitatissimum L.) em leito de jorro

A linhaça é a semente da planta do linho (Linum usitatissimum L.), uma espécie polimorfa originária do linho, sendo considerada uma das 6 plantas atualmente reconhecidas pelo Instituto Nacional do Câncer dos Estados Unidos (US National Cancer Institute - NCI) por suas propriedades específicas no combate ao câncer. Parte desse reconhecimento deve-se a notável característica de ser a fonte mais rica de precursores de lignina (esteróide vegetal de ação análoga ao estrógeno de mamíferos) na dieta humana. A variedade utilizada neste trabalho foi a “Linseed” de cor marrom e o objetivo deste trabalho foi analisar a fluidodinâmica dessa partícula em leito de jorro, estabelecida pelas medidas de tomadas de queda de pressão no leito a partir das deflexões em relação às velocidades de ar crescente e decrescente, obtendo assim informações para a determinação de parâmetros correlacionados ao processo, como: velocidade de mínimo jorro, queda de pressão máxima, queda de pressão no jorro estável e queda de pressão no mínimo jorro. Estes valores foram comparados aos correspondentes valores obtidos por equações empíricas citadas na literatura. Foi também avaliado o comportamento da secagem da matéria prima, mediante um planejamento estatístico 2², tendo com as variáveis de entrada temperatura do gás (T_g) e o tempo de operação (t), para a quantificação das variáveis de resposta razão de umidade (Xr, adim.), germinação (G, %) e o índice de velocidade de germinação (IVG, t^-1) e analisadas estatisticamente pelo planejamento fatorial completo com três repetições no ponto central. A cinética de secagem das sementes de linhaça, previamente umidificadas, foi realizada nas temperaturas de 45, 55 e 65 °C, e dentre os três modelos propostos, o modelo de Midilli et al., foi que melhor descreveu aos dados experimentais. Para os parâmetros fluidodinâmicos observou-se que a correlação de Gorshtein e Mukhlenov (1965) apresentou os menores desvios para queda e pressão de mínimo jorro e jorro estável, Abdelrazek (1969) apresentou o menor desvio para a velocidade no mínimo jorro e Pallai e Németh (1969) descreveu adequadamente a queda de pressão máxima. Foi observado que a carga de sementes e a temperatura exerceram influência significativa nos parâmetros fluidodinâmicos em leito de jorro. Com base na análise do planejamento estatístico proposto pode-se concluir que os parâmetros de entrada temperatura do gás e tempo de operação exerceram influência significativa sobre todas as variáveis de resposta, sendo observada influência quadrática das variáveis de entrada ao se observar a significância da curvatura sobre os parâmetros: Razão de umidade, Germinação e Índice de Velocidade de Germinação, propondo-se modelos representativos destes parâmetros com a presença da curvatura, apresentando um coeficiente de determinação (R²) superior a 99 %.

Investigação experimental de estratégias de identificação e controle LPV aplicadas ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência

Nesta tese e realizada a investigação experimental de uma estratégia de controle LPV (do inglês, linear parameter varying) aplicada ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potencia. O estudo foi realizado em um modelo de sistema de potencia em escala reduzida de 10kVA, cuja configuração e do tipo maquina interligada a uma barra infinita, alem de testes em campo em uma unidade geradora de 350 MVA da Usina Hidrelétrica de Tucuruvi. Primeiramente, foi desenvolvido e testado computacionalmente um conjunto de rotinas para analise e síntese de controlador amortecedor do tipo LPV, bem como para identificação de modelos LPV da planta. Os coeficientes do controlador amortecedor LPV, no caso um Estabilizador de Sistemas de Potencia (ESP), dependem do valor de uma variável de operação selecionada que, neste estudo, foram as potencias ativa (P) e reativa (Q) nos terminais da unidade geradora. Para fins de projeto, a dinâmica da planta foi representada através de um modelo ARX LPV, o qual foi estimado a partir de dados coletados experimentalmente na planta, para uma ampla faixa de condições operacionais. A partir do modelo LPV da planta, os valores dos parâmetros do ESP LPV foram determinados via um problema de otimização convexa, na forma de uma LMI parametrizada (PLMI). A solução da PLMI e obtida a partir de uma relaxação via decomposição em soma de quadrados. O ESP LPV foi projetado de modo a garantir a estabilidade e o desempenho do sistema para uma ampla faixa de condições operacionais da planta, o que geralmente não e possível de obter com controladores convencionais a parâmetros fixos. A lei de controle amortecedor do ESP LPV foi implementada em um sistema embarcado baseado em um controlador digital de sinais. Os resultados experimentais mostraram um excelente desempenho do ESP LPV no amortecimento de oscilações eletromecânicas, tanto no sistema de potencia em escala reduzida, quanto em uma unidade geradora da UHE de Tucurui.

Análise experimental das emissões de uma microturbina a gás utilizando biodiesel

O trabalho apresenta um estudo experimental com a utilização de biodiesel, diesel, suas misturas e Gás Natural em uma microturbina à gás. O estudo tem como principal objetivo entender as emissões. O aparato experimental foi construído inteiramente com o propósito de realizar ensaios com gás natural e adaptações na linha de abastecimento foram realizadas para o fornecimento do combustível líquido, não tendo sido realizadas modificações na câmara de combustão. Os experimentos foram realizados para as rotações de 45.000rpm, 50.000rpm, 55.000rpm e 60.000rpm. Pelas dificuldades experimentais encontradas para o entendimento do processo de combustão e emissões geradas, um procedimento complementar para a estimativa das emissões é apresentado, resolvendo-se e estimando-se a composição das emissões através do software ComGas V1.0 para cálculo de combustão no equilibrio. Como contribuição, são apresentados dados experimentais de CO, CO₂, O₂, temperatura de exaustão dos gases, além das vazões mássicas, vazões molares, caracterização energética dos combustíveis e misturas.

Equilíbrio líquido-líquido dos sistemas biodiesel de castanha do Brasil + metanol + (glicerina ou água): determinação experimental e modelagem termodinâmica

O biodiesel é definido como sendo uma mistura de monoésteres de ácidos graxos derivados de gorduras animal ou óleos vegetais, obtido por meio do processo de transesterificação com alcoóis de cadeia curta. Durante a sua produção é utilizada uma quantidade em excesso de álcool e um catalisador para favorecer a reação de formação dos ésteres; desta forma a corrente de saída do reator contém o catalisador, o álcool que não reagiu e os produtos da transesterificação, biodiesel e glicerina, formando um sistema bifásico; dependendo do grau de solubilidade desses compostos, pode haver quantidades de biodiesel na fase rica em glicerina e quantidades de glicerina na fase rica em biodiesel. Durante o processo de purificação do biodiesel é necessário executar uma lavagem com água, para promover a retirada do catalisador e impurezas do produto de interesse. Devido à quantidade de compostos envolvidos na produção e purificação é essencial conhecer os dados de equilíbrio líquido-líquido para poder predizer as proporções em que os compostos coexistem e, posteriormente, proceder com a purificação sob condições adequadas para obtenção do biodiesel com maior rendimento e auxiliar no projeto do reator e sistemas de separação. Os objetivos desse trabalho foram produzir o biodiesel a partir de uma planta oleaginosa nativa da região, a castanha do Brasil (Bertholletia excelsa H. B. K.) e, determinar dados de equilíbrio líquido-líquido (ELL) para os sistemas ternários: biodiesel de castanha do Brasil + metanol + glicerina e biodiesel de castanha do Brasil + metanol + água nas temperaturas de 30°C e 50°C. O biodiesel produzido foi inicialmente caracterizado segundo as normas da Agência Nacional de Petróleo (ANP) utilizando métodos físico-químicos. Os dados obtidos foram posteriormente correlacionados com os modelos termodinâmicos NRTL e UNIQUAC para o calculo do coeficiente de atividade de cada componente na fase liquida, com estimativa de novos parâmetros de interação energética. Os resultados obtidos com a modelagem foram satisfatórios, e foi observado que o modelo NRTL representou melhor os dados experimentais.

Experimental and Theoretical Investigations of Electronic Structure and Photoluminescence Properties of beta-Ag2MoO4 Microcrystals

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Theoretical and experimental spectroscopic studies of the first highly luminescent binuclear hydrocinnamate of Eu(III), Tb(III) and Gd(III) with bidentate 2,2 '-bipyridine ligand

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Binding of antioxidant flavone isovitexin to human serum albumin investigated by experimental and computational assays

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Combining Experimental Evidence and Molecular Dynamic Simulations To Understand the Mechanism of Action of the Antimicrobial Octapeptide Jelleine-I

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fingerprints of short-range and long-range structure in BaZr1-xHfxO3 solid solutions: an experimental and theoretical study

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Comparison of predicted and experimental DSC curves for vegetable oils

We compare experimental and predicted differential scanning calorimetry (DSC) curves for palm oil (PO), peanut oil (PeO) and grapeseed oil (GO). The predicted curves are computed from the solid-liquid equilibrium modelling and direct minimization of the Gibbs free energy. For PO, the lower the scan rate, the better the agreement. The temperature transitions of PeO and GO were predicted with an average deviation of -0.72 degrees C and -1.29 degrees C respectively, in relation to experimental data from literature. However, the predicted curves showed other peaks not reported experimentally, as computed DSC curves correspond to equilibrium hypothesis which is reached experimentally for an infinitely small scan rate. The results revealed that predicted transitions temperatures using equilibrium hypotheses can be useful in pre-experimental evaluation of vegetable oils formulations seeking for desired melting profiles. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Electronic stopping cross sections for protons in Al2O3: an experimental and theoretical study

The electronic stopping cross section (SCS) of Al2O3 for proton beams is studied both experimentally and theoretically. The measurements are made for proton energies from 40 keV up to 1 MeV, which cover the maximum stopping region, using two experimental methods, the transmission technique at low energies (similar to 40-175 keV) and the Rutherford backscattering at high energies (approximate to 190-1000 keV). These new data reveal an increment of 16% in the SCS around the maximum stopping with respect to older measurements. The theoretical study includes electronic stopping power calculations based on the dielectric formalism and on the transport cross section (TCS) model to describe the electron excitations of Al2O3. The non-linear TCS calculations of the SCS for valence electrons together with the generalized oscillator strengths (GOS) model for the core electrons compare well with the experimental data in the whole range of energies considered.

Interfacial concentrations of chloride and bromide in zwitterionic micelles with opposite dipoles: Experimental determination by chemical trapping and a theoretical description

Interfacial concentrations of chloride and bromide ions, with Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, trimethylammonium (TMA(+)), Ca2+, and Mg2+ as counterions, were determined by chemical trapping in micelles formed by two zwitterionic surfactants, namely N-hexadecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate (HPS) and hexadecylphosphorylcholine (HDPC) micelles. Appropriate standard curves for the chemical trapping method were obtained by measuring the product yields of chloride and bromide salts with 2,4,6-trimethyl-benzenediazonium (BF4) in the presence of low molecular analogs (N,N,N-trimethyl-propane sulfonate and methyl-phosphorylcholine) of the employed surfactants. The experimentally determined values for the local Br- (Cl-) concentrations were modeled by fully integrated non-linear Poisson Boltzmann equations. The best fits to all experimental data were obtained by considering that ions at the interface are not fixed at an adsorption site but are free to move in the interfacial plane. In addition, the calculation of ion distribution allowed the estimation of the degree of ion coverage by using standard chemical potential differences accounting for ion specificity. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Experimental and Theoretical Study on the One- and Two-Photon Absorption Properties of Novel Organic Molecules Based on Phenylacetylene and Azoaromatic Moieties

This Article reports a combined experimental and theoretical analysis on the one and two-photon absorption properties of a novel class of organic molecules with a pi-conjugated backbone based on phenylacetylene (JCM874, FD43, and FD48) and azoaromatic (YB3p2S) moieties. Linear optical properties show that the phenylacetylene-based compounds exhibit strong molar absorptivity in the UV and high fluorescence quantum yield with lifetimes of approximately 2.0 ns, while the azoaromatic-compound has a strong absorption in the visible region with very low fluorescence quantum yield. The two-photon absorption was investigated employing nonlinear optical techniques and quantum chemical calculations based on the response functions formalism within the density functional theory framework. The experimental data revealed well-defined 2PA spectra with reasonable cross-section values in the visible and IR. Along the nonlinear spectra we observed two 2PA allowed bands, as well as the resonance enhancement effect due to the presence of one intermediate one-photon allowed state. Quantum chemical calculations revealed that the 2PA allowed bands correspond to transitions to states that are also one-photon allowed, indicating the relaxation of the electric-dipole selection rules. Moreover, using the theoretical results, we were able to interpret the experimental trends of the 2PA spectra. Finally, using a few-energy-level diagram, within the sum-over-essential states approach, we observed strong qualitative and quantitative correlation between experimental and theoretical results.

Therapeutic DNA Vaccine Encoding Peptide P10 against Experimental Paracoccidioidomycosis

Paracoccidioidomycosis (PCM), caused by Paracoccidioides brasiliensis, is the most prevalent invasive fungal disease in South America. Systemic mycoses are the 10th most common cause of death among infectious diseases in Brazil and PCM is responsible for more than 50% of deaths due to fungal infections. PCM is typically treated with sulfonamides, amphotericin B or azoles, although complete eradication of the fungus may not occur and relapsing disease is frequently reported. A 15-mer peptide from the major diagnostic antigen gp43, named P10, can induce a strong T-CD4+ helper-1 immune response in mice. The TEPITOPE algorithm and experimental data have confirmed that most HLA-DR molecules can present P10, which suggests that P10 is a candidate antigen for a PCM vaccine. In the current work, the therapeutic efficacy of plasmid immunization with P10 and/or IL-12 inserts was tested in murine models of PCM. When given prior to or after infection with P. brasiliensis virulent Pb 18 isolate, plasmid-vaccination with P10 and/or IL-12 inserts successfully reduced the fungal burden in lungs of infected mice. In fact, intramuscular administration of a combination of plasmids expressing P10 and IL-12 given weekly for one month, followed by single injections every month for 3 months restored normal lung architecture and eradicated the fungus in mice that were infected one month prior to treatment. The data indicate that immunization with these plasmids is a powerful procedure for prevention and treatment of experimental PCM, with the perspective of being also effective in human patients.

Functional Magnetic Resonance Imaging Data Analysis by Autoregressive Estimator

The autoregressive (AR) estimator, a non-parametric method, is used to analyze functional magnetic resonance imaging (fMRI) data. The same method has been used, with success, in several other time series data analysis. It uses exclusively the available experimental data points to estimate the most plausible power spectra compatible with the experimental data and there is no need to make any assumption about non-measured points. The time series, obtained from fMRI block paradigm data, is analyzed by the AR method to determine the brain active regions involved in the processing of a given stimulus. This method is considerably more reliable than the fast Fourier transform or the parametric methods. The time series corresponding to each image pixel is analyzed using the AR estimator and the corresponding poles are obtained. The pole distribution gives the shape of power spectra, and the pixels with poles at the stimulation frequency are considered as the active regions. The method was applied in simulated and real data, its superiority is shown by the receiver operating characteristic curves which were obtained using the simulated data.