Catalyst: reimagining sustainability with and through fine art

How might we begin to explore the concept of the “sustainable city” in a world often characterized as dynamic, fluid, and contested? Debates about the sustainable city are too often dominated by a technological discourse conducted among professional experts, but this technocratic framing is open to challenge. For some critics, sustainability is a meaningless notion, yet for others its semantic pliability opens up discursive spaces through which to explore interconnections across time, space, and scale. Thus, while enacting sustainability in policy and practice is an arduous task, we can productively ask how cultural imaginations might be stirred and shaken to make sustainability accessible to a wider public who might join the conversation. What role, we ask, can and should the arts play in wider debates about sustainability in the city today? We explore a coproduced artwork in the northeast of England in order to explain how practice-led research methods were put into dialogue with the social sciences to activate new perspectives on the politics, aesthetics, and practices of sustainability. The case is presented to argue that creative material experimentations can be used as an active research inquiry through which ideas can be tested without knowing predefined means or ends. The case shows how such creativity acts as a catalyst to engage a heterogeneous mix of actors in the redefinition of urban spaces, juxtaposing past and present, with the ephemeral and the (seemingly) durable.

Gráficos de controle: aspectos teóricos e práticos a partir da ótica da lógica formal e da lógica fuzzy

O presente trabalho faz um enlace de teorias propostas por dois trabalhos: Transformação de valores crisp em valores fuzzy e construção de gráfico de controle fuzzy. O resultado desse enlace é um gráfico de controle fuzzy que foi aplicado em um processo de produção de iogurte, onde as variáveis analisadas foram: Cor, Aroma, Consistência, Sabor e Acidez. São características que dependem da percepção dos indivíduos, então a forma utilizada para coletar informações a respeito de tais característica foi a análise sensorial. Nas analises um grupo denominado de juízes, atribuía individualmente notas para cada amostra de iogurte em uma escala de 0 a 10. Esses valores crisp, notas atribuídas pelos juízes, foram então, transformados em valores fuzzy, na forma de número fuzzy triangular. Com os números fuzzy, foram construídos os gráficos de controle fuzzy de média e amplitude. Com os valores crisp foram construídos gráficos de controle de Shewhart para média e amplitude, já consolidados pela literatura. Por fim, os resultados encontrados nos gráficos tradicionais foram comparados aos encontrados nos gráficos de controle fuzzy. O que pode-se observar é que o gráfico de controle fuzzy, parece satisfazer de forma significativa a realidade do processo, pois na construção do número fuzzy é considerada a variabilidade do processo. Além disso, caracteriza o processo de produção em alguns níveis, onde nem sempre o processo estará totalmente em controle ou totalmente fora de controle. O que vai ao encontro da teoria fuzzy: se não é possível prever com exatidão determinados resultados é melhor ter uma margem de aceitação, o que implicará na redução de erros.

Coupling of Chemical Kinetics with Computational Fluid Dynamics in a Three-Dimensional Engine Model

The role of computer modeling has grown recently to integrate itself as an inseparable tool to experimental studies for the optimization of automotive engines and the development of future fuels. Traditionally, computer models rely on simplified global reaction steps to simulate the combustion and pollutant formation inside the internal combustion engine. With the current interest in advanced combustion modes and injection strategies, this approach depends on arbitrary adjustment of model parameters that could reduce credibility of the predictions. The purpose of this study is to enhance the combustion model of KIVA, a computational fluid dynamics code, by coupling its fluid mechanics solution with detailed kinetic reactions solved by the chemistry solver, CHEMKIN. As a result, an engine-friendly reaction mechanism for n-heptane was selected to simulate diesel oxidation. Each cell in the computational domain is considered as a perfectly-stirred reactor which undergoes adiabatic constant- volume combustion. The model was applied to an ideally-prepared homogeneous- charge compression-ignition combustion (HCCI) and direct injection (DI) diesel combustion. Ignition and combustion results show that the code successfully simulates the premixed HCCI scenario when compared to traditional combustion models. Direct injection cases, on the other hand, do not offer a reliable prediction mainly due to the lack of turbulent-mixing model, inherent in the perfectly-stirred reactor formulation. In addition, the model is sensitive to intake conditions and experimental uncertainties which require implementation of enhanced predictive tools. It is recommended that future improvements consider turbulent-mixing effects as well as optimization techniques to accurately simulate actual in-cylinder process with reduced computational cost. Furthermore, the model requires the extension of existing fuel oxidation mechanisms to include pollutant formation kinetics for emission control studies.

Hydrometallurgical process modeling using advanced mathematical tools

Hydrometallurgical process modeling is the main objective of this Master’s thesis work. Three different leaching processes namely, high pressure pyrite oxidation, direct oxidation zinc concentrate (sphalerite) leaching and gold chloride leaching using rotating disc electrode (RDE) are modeled and simulated using gPROMS process simulation program in order to evaluate its model building capabilities. The leaching mechanism in each case is described in terms of a shrinking core model. The mathematical modeling carried out included process model development based on available literature, estimation of reaction kinetic parameters and assessment of the model reliability by checking the goodness fit and checking the cross correlation between the estimated parameters through the use of correlation matrices. The estimated parameter values in each case were compared with those obtained using the Modest simulation program. Further, based on the estimated reaction kinetic parameters, reactor simulation and modeling for direct oxidation zinc concentrate (sphalerite) leaching is carried out in Aspen Plus V8.6. The zinc leaching autoclave is based on Cominco reactor configuration and is modeled as a series of continuous stirred reactors (CSTRs). The sphalerite conversion is calculated and a sensitivity analysis is carried out so to determine the optimum reactor operation temperature and optimum oxygen mass flow rate. In this way, the implementation of reaction kinetic models into the process flowsheet simulation environment has been demonstrated.

Conversão da lactose e síntese de galacto-oligossacarídeos: uma abordagem experimental e teórica

O presente trabalho avaliou, na etapa experimental, um processo simultâneo de catálise e fermentação láctica visando obter um iogurte com potenciais características nutracêuticas e, na sua etapa teórica, estabeleceu uma interlocução entre a vivência experimentalista e a teoria da cinética enzimática, no que se refere à conversão da lactose e à síntese de galactooligossacarídeos (GOS). Na abordagem experimental, para um substrato específico, avaliouse biocatálise conduzida simultaneamente à fermentação, defasando a adição da enzima em relação ao início do processo fermentativo. A fermentação foi realizada a partir de cultura láctica liofilizada comercial contendo dois micro-organismos probióticos, Bifidobacterium animalis e Lactobacillus acidophilus, associados aos micro-organismos característicos do iogurte, Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus. Foi utilizado um preparado enzimático contendo -galactosidases obtidas de duas origens distintas: Kluyveromyces lactis e Aspergillus niger. Foram avaliados os efeitos da concentração da enzima e do tempo de adição da enzima em um planejamento experimental 2 2 . As respostas foram às concentrações, ao final do processo, de lactose, de GOS, de glicose e de galactose e a hidrólise dos galactooligossacarídeos ao longo do tempo. No que se refere à abordagem teórica, o presente trabalho considerou modelos matemáticos de hidrólise de dissacarídeos e conversão da lactose, em que a inibição foi representada a partir do incremento da concentração dos produtos da reação. No que se refere à conversão da lactose e síntese de GOS, o presente trabalho buscou estabelecer um modelo matemático em que a inibição ocorreu por efeito do incremento das concentrações de glicose e de galactose, comparando-o com os modelos conhecidos na literatura. Verificou-se que o desempenho do modelo obtido no presente trabalho foi robusto em relação às premissas estabelecidas. Na comparação com resultados experimentais de conversão enzimática, o modelo mostrou-se capaz de minimizar o erro e de ajustar-se aos dados experimentais.

Utilização de bagaço de maçã como ingrediente alimentar em iogurte com potencial efeito benéfico para a saúde

O desenvolvimento de alimentos funcionais evoluiu consideravelmente ao longo dos anos e a capacidade tecnológica para produzir um alimento com compostos fisiologicamente ativos tem crescido significativamente. O presente trabalho teve como objetivo criar um novo alimento, utilizando um subproduto proveniente da indústria agroalimentar. O alimento seleccionado foi o iogurte natural, o qual foi enriquecido com um extrato de bagaço de maçã. O bagaço de maçã contém compostos fenólicos e fibra, mostrando atividade antioxidante significativa e por conseguinte apresenta um potencial efeito positivo na saúde. Avaliaram-se características químicas do bagaço de maçã e das farinhas obtidas a partir deste subproduto, designadamente: acidez, teor em açúcares totais e redutores, cinza, matéria gorda, humidade, proteína bruta, fibra dietética insolúvel e solúvel. O extrato aquoso obtido a partir do subproduto foi também caracterizado quanto ao seu conteúdo fenólico e atividade antioxidante. O iogurte produzido com incorporação do extrato de bagaço de maçã foi estudado do ponto de vista de parâmetros químicos tais como acidez, açúcares totais, cinza, humidade, proteína bruta, pH e fibra bruta, conteúdo em fenólicos totais e atividade antioxidante. O subproduto, os extratos e o iogurte foram também avaliados quanto à sua carga microbiológica. Na caracterização química do bagaço foram obtidos os seguintes valores, expressos em base seca: 2,0±0,01% de acidez (expressa em equivalentes de ácido málico); 15,96±1,53% de açúcares totais; 13,35±1,91% de açúcares redutores; 1,88±0,07% de cinza, 2,49±0,5% de matéria gorda, 81,17±1,98% de humidade e 5,01±0,01% de proteína bruta. Quanto ao seu conteúdo em fibra dietética, o bagaço contém na sua composição 65,80% de fibra dietética insolúvel e 4,90% de fibra dietética solúvel. A farinha obtida após secagem a 60 °C do bagaço de maçã apresentou, na base seca, 1,9±0,04% de acidez, 10,57±1,31% de açúcares totais; 8,50±1,00% de açúcares redutores; 2,22±0,04%de cinza, 4,73±0,11% de matéria gorda, 6,34±0,62% de humidade e 5,40±0,26% de proteína. A atividade antioxidante do extrato aquoso, (AQ_6X10) obtido do bagaço de maçã, utilizado para incorporação no iogurte, determinada através do método ABTS foi de 5,00±1,28µmol TE/g amostra e apresentou um teor em compostos fenólicos de 221,42±0,734 mg EAG/ 100g de extrato, na base seca. Ao nível microbiológico o extrato revelou parâmetros aceitáveis, de acordo com a tabela 13 (anexos 3), para utilização como ingrediente alimentar. Os iogurtes produzidos foram analisados quimicamente. O iogurte, com extrato aquoso de bagaço de maçã incorporado, apresentou 89,64±0,00% de humidade, 0,93±0,00% de acidez (expressa em equivalentes de ácido láctico); 6,42±0,26% de açúcares totais; 0,74%±0,00% de cinza, 3,83±0,00% de proteína bruta e 0,2±0,00% de fibra bruta. O seu conteúdo em compostos fenólicos foi de 12,41±1,69mg EAG/ 100g de iogurte, e a sua atividade antioxidante foi 54,84±4,40 µmol TE/g iogurte. Avaliou-se ainda o iogurte no que diz respeito ao crescimento de bactérias lácticas e constatou-se, por comparação com o iogurte de controlo, que estas se desenvolveram normalmente ao longo do processo de fabrico. A análise microbiológica revelou ainda que o iogurte é seguro do ponto de vista alimentar de acordo com a Tabela 15 (anexos 3). A análise sensorial realizada aos iogurtes demonstrou que o iogurte fortificado apresentou uma aceitação muito boa pelo painel de provadores. O presente estudo demonstrou que o bagaço de maçã, um subproduto das indústrias agroalimentares, é seguro do ponto de vista microbiológico, podendo ser utilizado na preparação de ingredientes alimentares para serem incorporados, por exemplo em iogurte, conferindo-lhe características que se destacam pelo maior teor em fibra e atividade antioxidante em relação ao iogurte não enriquecido, e atributos sensoriais apelativos em termos de textura e sabor.

got your dairy today? : 10 tips to help you eat and drink more fat-free or low-fat dairy foods

The Dairy Group includes milk, yogurt, cheese, and fortified soymilk. They provide calcium, vitamin D, potassium, protein, and other nutrients needed for good health throughout life. Choices should be lowfat or fat-free—to cut calories and saturated fat. How much is needed? Older children, teens, and adults need 3 cups* a day, while children 4 to 8 years old need 2½ cups, and children 2 to 3 years old need 2 cups.

Obtenção de extratos de agaricus bisporus com ergosterol para incorporação em iogurtes e procedimentos de microencapsulação

Além de ser o cogumelo mais consumido no mundo, Agaricus bisporus é um dos cogumelos mais ricos em ergosterol, representando esta molécula quase 90% da sua fração de esteróis. Vários estudos têm atribuído ao ergosterol diferentes bioatividades, incluindo efeitos hipocolesterolémicos semelhantes aos exibidos pelos fitoesteróis. Isto torna o ergosterol uma molécula interessante para ser estudada como composto nutracêutico. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização dos extratos de A. bisporus ricos em ergosterol na produção de bebidas lácteas funcionais. Para o efeito, foram realizados testes de incorporação do extrato e do ergosterol puro em iogurtes que se compararam com bebidas lácteas funcionais comerciais (aditivadas com fitoesteróis). As amostras de A. bisporus foram submetidas a uma extração assistida por ultrassons e os extratos obtidos (IEXT), bem como a molécula de ergosterol em diferentes concentrações (IERG1 e IERG2), foram incorporados em iogurtes, e comparadas com amostras controlo (amostras de iogurte sem aditivos) (ICN) e iogurtes comerciais contendo fitoesteróis (ICP). Todas as amostras foram analisadas imediatamente após a incorporação (T0), e após sete dias de armazenagem a 4°C (T1), em relação aos parâmetros nutricionais, atividade antioxidante e propriedades citotóxicas em linhas celulares tumorais humanas e numa cultura primária de células de fígado de porco (não tumoral) para avaliação da toxicidade. O teor de ergosterol incorporado na forma pura, ou presente nos extratos, foi monitorizado por HPLC-UV. Adicionalmente, foi realizado um estudo de microencapsulação utilizando a técnica de coacervação, tendo o quitosano e o isolado proteico de soro como materiais encapsulantes. Num ensaio preliminar determinou-se o pH conducente a um maior rendimento de encapsulação e, seguidamente, verificou-se a influência da razão proteína:quitosano (P/Q) e da temperatura utilizada, no rendimento de encapsulação (Y1), na eficiência de encapsulação (Y2) e na carga (teor de ergosterol nas microesferas) (Y3). Posteriormente, o estudo foi realizado baseando-se nas melhores condições para encapsular ergosterol, sendo também avaliadas as respostas Y1, Y2 e Y3. Além de ser o cogumelo mais consumido no mundo, Agaricus bisporus é um dos cogumelos mais ricos em ergosterol, representando esta molécula quase 90% da sua fração de esteróis. Vários estudos têm atribuído ao ergosterol diferentes bioatividades, incluindo efeitos hipocolesterolémicos semelhantes aos exibidos pelos fitoesteróis. Isto torna o ergosterol uma molécula interessante para ser estudada como composto nutracêutico. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização dos extratos de A. bisporus ricos em ergosterol na produção de bebidas lácteas funcionais. Para o efeito, foram realizados testes de incorporação do extrato e do ergosterol puro em iogurtes que se compararam com bebidas lácteas funcionais comerciais (aditivadas com fitoesteróis). As amostras de A. bisporus foram submetidas a uma extração assistida por ultrassons e os extratos obtidos (IEXT), bem como a molécula de ergosterol em diferentes concentrações (IERG1 e IERG2), foram incorporados em iogurtes, e comparadas com amostras controlo (amostras de iogurte sem aditivos) (ICN) e iogurtes comerciais contendo fitoesteróis (ICP). Todas as amostras foram analisadas imediatamente após a incorporação (T0), e após sete dias de armazenagem a 4°C (T1), em relação aos parâmetros nutricionais, atividade antioxidante e propriedades citotóxicas em linhas celulares tumorais humanas e numa cultura primária de células de fígado de porco (não tumoral) para avaliação da toxicidade. O teor de ergosterol incorporado na forma pura, ou presente nos extratos, foi monitorizado por HPLC-UV. Adicionalmente, foi realizado um estudo de microencapsulação utilizando a técnica de coacervação, tendo o quitosano e o isolado proteico de soro como materiais encapsulantes. Num ensaio preliminar determinou-se o pH conducente a um maior rendimento de encapsulação e, seguidamente, verificou-se a influência da razão proteína:quitosano (P/Q) e da temperatura utilizada, no rendimento de encapsulação (Y1), na eficiência de encapsulação (Y2) e na carga (teor de ergosterol nas microesferas) (Y3). Posteriormente, o estudo foi realizado baseando-se nas melhores condições para encapsular ergosterol, sendo também avaliadas as respostas Y1, Y2 e Y3. As bebidas funcionalizadas com o extrato (IEXT) e com ergosterol na mesma concentração existente no extrato (IERG1) revelaram uma atividade antioxidante similar às bebidas comerciais com fitoesteróis. No entanto, as bebidas com ergosterol na mesma concentração do extrato de A. bisporus e de fitoesteróis (IERG2) revelaram uma atividade antioxidante superior. Além disso, apenas IEXT, IERG1 e IERG2 apresentaram um aumento na atividade antioxidante de T0 para T1, com destaque para a atividade exibida por IERG2, significando que o ergosterol e os extratos foram capazes de proteger a bebida láctea da oxidação, aumentando a vida de prateleira do produto. IERG2 foi a amostra que revelou a maior citotoxicidade para as linhas celulares tumorais, enquanto as bebidas com fitoesteróis mostraram a menor atividade, sem diferenças significativas entre T0 e T1. Os estudos de microencapsulação revelaram ainda que a técnica de coacervação permite obter cápsulas de distintos tamanhos e que as condições ótimas do processo ocorrem a pH 5,5, com temperatura de 55ºC e razão P/Q de 0,5, com um menor rendimento de encapsulação, mas com uma maior carga em ergosterol. Este trabalho contribuiu para o estudo do potencial da utilização de extratos de A. bisporus com ergosterol no desenvolvimento de novas bebidas funcionais. Constituiu um primeiro passo que necessita de estudos subsequentes relacionados com a avaliação da viabilidade da sua utilização ao nível industrial e demonstração clara da sua bioatividade in vivo.

Antiangiogenic potential of yogurts added with extracts rich in apigenin derivatives

Angiogenesis is a biological process through which there is the formation of new blood vessels from preexisting ones [I]. However, in pathological cases, the abnormal growth of new blood vessels promotes the development of various diseases including cancer [2) through the production of atypically large amounts of angiogenesis factors, e.g. the vascular endothelial growth factor (VEGF) [3]. The plant secondary metabolites have been the subject of several studies to evaluate their benefits to human health. In particular, the phenolic compounds have high potential for use in the food industry, including the development of functional foods. Among these, apigenin has been associated with chemopreventive effects related to cancer [4]. In fact, chemoprevention is a present-day concept and contemplates the use of medicines, biological compounds or nutrients as an intervention strategy of cancer prevention. In this work, an Arenaria montana L hydroethanolic extract was prepared and after characterization by HPLC-DAD-ESI/MS showed to be rich in apigenin derivatives. Furthermore, it exhibited ability to inhibit the phosphorylation of VEGFR-2 (vascular endothelium growth factor receptor) through an enzymatic assay. However, for the major protection of bioactive compounds, the extract was microencapsulated by an atomization/coagulation technique with alginate as the matrix material. Posteriorly, the hydroethanolic extract, in free and microencapsulated forms, was incorporated in yogurts in order to develop a novel chemopreventer food in relation to the angiogenesis process. The functionalized yogurts with A. montana extracts (free and microencapsulated) showed a nutritional value similar to the used control (yogurt without extract); however, the samples enriched with extracts revealed added-value regarding the VEGFR-2 phosphorylation inhibition ability. This effect was more effectively preserved over time in the samples functionalized with the protected extract. Overall, this work contributes to the valorization of plants rich in flavonoids, exploring its antiangiogenic potential with VEGFR-2 as target. Moreover, the atomization/coagulation technique allowed the production of viable microspheres enriched with the plant extract. The microspheres were effectively incorporated into yogurts, protecting the extract thus envisaging the development of novel functional foods with chemopreventive effects.

Ceratonia siliqua L. hydroethanolic extract obtained by ultrasonication: antioxidant activity, phenolic compounds profile and effects in yogurts functionalized with their free and microencapsulated forms

Bioactive extracts were obtained from powdered carob pulp through an ultrasound extraction process and then evaluated in terms of antioxidant activity. Ten minutes of ultrasonication at 375 Hz were the optimal conditions leading to an extract with the highest antioxidant effects. After its chemical characterization, which revealed the preponderance of gallotannins, the extract (free and microencapsulated) was incorporated in yogurts. The microspheres were prepared using an extract/sodium alginate ratio of 100/400 (mg mg(-1)) selected after testing different ratios. The yogurts with the free extract exhibited higher antioxidant activity than the samples added with the encapsulated extracts, showing the preserving role of alginate as a coating material. None of the forms significantly altered the yogurt's nutritional value. This study confirmed the efficiency of microencapsulation to stabilize functional ingredients in food matrices maintaining almost the structural integrity of polyphenols extracted from carob pulp and furthermore improving the antioxidant potency of the final product.

Synthesis and antibacterial study of some s-substituted aliphatic analogues of 2-mercapto-5-(1-(4-toluenesulfonyl) piperidin-4-yl)-1,3,4-oxadiazole

Purpose: To synthesize a series of analogues of 1,3,4-oxadiazole and to evaluate their antibacterial activity. Methods: Ethyl piperidin-4-carboxylate (1) was mixed with 4-toluenesulfonyl chloride (2) in benignant conditions to yield ethyl 1-(4-toluenesulfonyl)piperidin-4-carboxylate (3) and then 1-(4- toluenesulfonyl)piperidin-4-carbohydrazide (4). Intermolecular cyclization of 4 into 2-mercapto-5-(1-(4- toluenesulfonyl) piperidin-4-yl)-1,3,4-oxadiazole (5) was obtained on reflux with CS2 in the presence of KOH. Molecule 5 was stirred with alkyl halides, 6a-i, in DMF in the presence of LiH to synthesize the final compounds, 7a-i. The structures of these molecules were elucidated by Fourier transform infra-red (FTIR) spectroscopy, proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR) and electron impact mass spectrometry (EI-MS). Antibacterial activity was evaluated against five bacterial strains, namely, Salmonella typhi, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis, with ciprofloxacin used as standard antibacterial agent. Results: Out of nine synthesized derivatives, compound 7a was the most active against three bacterial strains, S. typhi, E. coli and P. aeruginosa, with minimum inhibitory concentration (MIC) of 9.11 ± 0.40, 9.89 ± 0.45 and 9.14 ± 0.72 μM, respectively, compared with 7.45 ± 0.58, 7.16 ± 0.58 and 7.14 ± 0.18 μM, respectively, for the reference standard (ciprofloxacin). Similarly, compounds 7a - 7c showed relatively good antibacterial activity against B. subtilis strain while compound 7e - 7g revealed good results against S. typhi bacterial strain. Conclusion: The results indicate that S-substituted derivatives of the parent compound are more effective antibacterial agents than the parent compound, even with minor differences in substituents

Mixing theory for culture and harvest in bioreactors of human mesenchymal stem cells on microcarriers

The use of human mesenchymal stem cells (hMSCs) in regenerative medicine is a potential major advance for the treatment of many medical conditions, especially with the use of allogeneic therapies where the cells from a single donor can be used to treat ailments in many patients. Such cells must be grown attached to surfaces and for large scale production, it is shown that stirred bioreactors containing ~200 μm particles (microcarriers) can provide such a surface. It is also shown that the just suspended condition, agitator speed NJS, provides a satisfactory condition for cell growth by minimizing the specific energy dissipation rate, εT, in the bioreactor whilst still meeting the oxygen demand of the cells. For the cells to be used for therapeutic purposes, they must be detached from the microcarriers before being cryopreserved. A strategy based on a short period (~7 min) of very high εT, based on theories of secondary nucleation, is effective at removing >99% cells. Once removed, the cells are smaller than the Kolmogorov scale of turbulence and hence not damaged. This approach is shown to be successful for culture and detachment in 4 types of stirred bioreactors from 15 mL to 5 L.