Surface diffusion of strongly adsorbing vapors in activated carbon by a differential permeation method

Conventional methods to determine surface diffusion of adsorbed molecules are proven to be inadequate for strongly adsorbing vapors on activated carbon. Knudsen diffusion permeability (B-k) for strongly adsorbing vapors cannot be directly estimated from that of inert gases such as helium. In this paper three models are considered to elucidate the mechanism of surface diffusion in activated carbon. The transport mechanism in all three models is a combination of Knudsen diffusion, viscous flow and surface diffusion. The collision reflection factor f (which is the fraction of molecules undergoing collision to the solid surface over reflection from the surface) of the Knudsen diffusivity is assumed to be a function of loading. It was found to be 1.79 in the limit of zero loading, and decreases as loading increases. The surface diffusion permeability increases sharply at very low pressures and then starts to decrease after it has reached a maximum (B(mum)s) at a threshold pressure. The initial rapid increase in the total permeability is mainly attributed to surface diffusion. Interestingly the B(mum)s for all adsorbates appear at the same volumetric adsorbed phase concentration, suggesting that the volume of adsorbed molecules may play an important role in the surface diffusion mechanism in activated carbon. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A new wavelet-based adaptive method for solving population balance equations

A new wavelet-based adaptive framework for solving population balance equations (PBEs) is proposed in this work. The technique is general, powerful and efficient without the need for prior assumptions about the characteristics of the processes. Because there are steeply varying number densities across a size range, a new strategy is developed to select the optimal order of resolution and the collocation points based on an interpolating wavelet transform (IWT). The proposed technique has been tested for size-independent agglomeration, agglomeration with a linear summation kernel and agglomeration with a nonlinear kernel. In all cases, the predicted and analytical particle size distributions (PSDs) are in excellent agreement. Further work on the solution of the general population balance equations with nucleation, growth and agglomeration and the solution of steady-state population balance equations will be presented in this framework. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Method for determining the shear stress in cylindrical systems

We develop a method for determining the elements of the pressure tensor at a radius r in a cylindrically symmetric system, analogous to the so-called method of planes used in planar systems [B. D. Todd, Denis J. Evans, and Peter J. Daivis, Phys. Rev. E 52, 1627 (1995)]. We demonstrate its application in determining the radial shear stress dependence during molecular dynamics simulations of the forced flow of methane in cylindrical silica mesopores. Such expressions are useful for the examination of constitutive relations in the context of transport in confined systems.

Adapted Gaussian basis sets for atoms from Li through Xe generated with the generator coordinate Hartree-Fock method

Utiliza-se o método coordenada geradora Hartree-Fock para gerar bases Gaussianas adaptadas para os átomos de Li (Z=3) até Xe (Z=54). Neste método, integram-se as equações de Griffin-Hill-Wheeler-Hartree-Fock através da técnica de discretização integral. Comparam-se as funções de ondas geradas neste trabalho com as funções de ondas Roothaan-Hartree-Fock de Clementi e Roetti (1974) e com outros conjuntos de bases relatados na literatura. Para os átomos estudados aqui, os erros em nossas energias totais relativos aos limites numéricos Hartree-Fock são sempre menores que 7,426 milihartree.

Variabilidade genética em famílias de meios-irmãos de cafeeiro robusta

O cultivo do café é uma das atividades do agronegócio de maior importância socioeconômica dentre as diferentes atividades ligadas ao comércio agrícola mundial. Uma das maiores contribuições da genética quantitativa para o melhoramento genético é a possibilidade de prever ganhos genéticos. Quando diferentes critérios de seleção são considerados, a predição de ganhos referentes a cada critério tem grande importância, pois indica os melhoristas sobre como utilizar o material genético disponível, visando obter o máximo de ganhos possível para as características de interesse. O presente trabalho foi instalado em julho de 2004, na Fazenda Experimental de Bananal do Norte, conduzida pelo Incaper, no distrito de Pacotuba, município de Cachoeiro de Itapemirim, região Sul do Estado, com o objetivo de selecionar as melhores plantas entre e dentro de progênies de meios- irmãos de Coffea canephora, por meio de diferentes critérios de seleção. Foram realizadas análises de variância individuais e conjuntas para 26 progênies de meios- irmãos Coffea canephora. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso com quatro testemunhas adicionais com quatro repetições e parcela composta por cinco plantas, com o espaçamento de 3,0 m x 1,2 m. Neste trabalho, considerou-se os dados das últimas cinco colheitas. As características mensuradas foram: florescimento, maturação, tamanho do grão, peso, porte, vigor, ferrugem, mancha cercóspora, seca de ponteiros, escala geral, porcentagem de frutos boia e bicho mineiro. Todas as análises estatísticas foram realizadas com o aplicativo computacional em genética e estatística (GENES). Foram estimados os ganhos de seleção em função da porcentagem de seleção de 20% entre e dentro, sendo as mesmas mantidas para todas as características. Todas as características foram submetidas a seleção no sentido positivo, exceto para florescimento, porte, ferrugem, mancha cercóspora, seca de ponteiros, porcentagem de frutos boia e bicho mineiro, para obter decréscimo em suas médias originais. Os critérios de seleção estudados foram: seleção convencional entre e dentro das famílias, índice de seleção combinada, seleção massal e seleção massal estratificada. Esta dissertação é composta por dois capítulos, em que foram realizadas análises biométricas, como a obtenção de estimativas de parâmetros genéticos. Na maioria das características estudadas, verificaram-se diferenças significativas (P<0,05) para genótipos que, associados aos coeficientes de variação genotípicos e também ao coeficiente de determinação genotípico e à relação CVg/CVe, indicam a existência de variabilidade genética nos materiais genéticos para a maioria das características e condições favoráveis para obtenção de ganhos genéticos pela seleção. Essas características também foram correlacionadas. Os dados foram submetidos às análises de variância e multivariada, aplicando-se a técnica de agrupamento e UPGMA, teste de médias e estudo de correlações. Na técnica de agrupamento, foi utilizada a distância generalizada de Mahalanobis como medida de dissimilaridade, e na delimitação dos grupos, o método de Tocher. Foi encontrada diversidade genética para as características associadas à qualidade fisiológica, mobilização de reserva das sementes, dimensões e biomassa das plântulas. Quatro grupos de genótipos puderam ser formados. Peso de massa seca de sementes, redução de reserva de sementes e peso de massa seca de plântulas estão positivamente correlacionados entre si, enquanto a redução de reserva das sementes e a eficiência na conversão dessas reservas em plântulas estão negativamente correlacionadas. De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que todas as características apresentaram níveis diferenciados de variabilidade genética e os critérios de seleção utilizados mostraram-se eficientes para o melhoramento, no qual o índice de seleção combinada é o critério de seleção que apresentou os melhores resultados em termos de ganhos, sendo indicado como critério mais apropriado para o melhoramento genético da população estudada. Nos estudos de correlações, em 70% dos casos, a correlação fenotípica foi superior à genotípica, mostrando maior influência dos fatores ambientais em relação aos genotípicos e condições propícias ao melhoramento dos diferentes caracteres. No estudo de divergência genética, observou-se que pelo agrupamento de genótipos, pela técnica de Tocher, indicou que os genótipos foram distribuídos em três grupos.

Estudo da cinética e influência dos métodos de secagem sobre as propriedades físico-químicas de soro de leite

O soro de leite é um subproduto da fabricação do queijo, seja por acidificação ou por processo enzimático. Em condições ideais, a caseína do leite se agrega formando um gel, que posteriormente cortado, induz a separação e liberação do soro. É utilizado de diversas formas em toda a indústria alimentícia, possui rica composição em lactose, sais minerais e proteínas. A desidratação é um dos principais processos utilizados para beneficiamento e transformação do soro. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos métodos de secagem: liofilização, leito de espuma (nas temperaturas de 40, 50, 60, 70 e 80ºC) e spray-dryer (nas temperaturas de 55, 60, 65, 70 e 75ºC), sobre as características de umidade, proteína, cor e solubilidade do soro, bem como estudar o seu processo de secagem. O soro foi obtido e desidratado após concentração por osmose reversa, testando 11 tratamentos, em 3 repetições, utilizando um delineamento inteiramente casualizado. Os resultados demonstraram que o modelo matemático que melhor se ajustou foi o modelo de Page, apresentado um coeficiente de determinação ajustado acima de 0,98 e erro padrão da regressão em todas as temperaturas abaixo de 0,04 para o método por leito de espuma. Para o método de liofilização os respectivos valores foram 0,9975 e 0,01612. A partir disso, pode-se elaborar um modelo matemático generalizado, apresentando um coeficiente de determinação igual a 0,9888. No caso do leito de espuma, observou-se que à medida que se aumenta a temperatura do ar de secagem, o tempo de secagem diminui e os valores do coeficiente de difusão efetiva aumentam. Porém, a redução no tempo de secagem entre os intervalos de temperatura, diminui com o aumento da mesma. A energia de ativação para a difusão no processo de secagem do soro foi de 26,650 kJ/mol e para todas as avaliações físico-químicas e tecnológicas, a análise de variância apresentou um valor de F significativo (p<0,05), indicando que há pelo menos um contraste entre as médias dos tratamentos que é significativo.

Effect of the Impact Conditions on the Mechanical Properties of Injection-Molded Parts

This work focused on the study of the impact event on molded parts in the framework of automotive components. The influence of the impact conditions and processing parameters on the mechanical behavior of talc-filled polypropylene specimens was analyzed. The specimens were lateral-gate discs produced by injection molding, and the mechanical characterization was performed through instrumented falling weight impact tests concomitantly assisted with high-speed videography. Results analyzed using the analysis of variance (ANOVA) method have shown that from the considered parameters, only the dart diameter and test temperature have significant influence on the falling weight impact properties. Higher dart diameter leads to higher peak force and peak energy results. Conversely, higher levels of test temperatures lead to lower values of peak force and peak energy. By means of high-speed videography, a more brittle fracture was observed for experiments with higher levels of test velocity and dart diameter and lower levels of test temperature. The injection-molding process conditions assessed in this study have an influence on the impact response of moldings, mainly on the deformation capabilities of the moldings.

The influence of the dispersion method on the electrical properties of vapor-grown carbon nanofiber/epoxy composites

The influence of the dispersion of vapor-grown carbon nanofibers (VGCNF) on the electrical properties of VGCNF/ Epoxy composites has been studied. A homogenous dispersion of the VGCNF does not imply better electrical properties. In fact, it is demonstrated that the most simple of the tested dispersion methods results in higher conductivity, since the presence of well-distributed nanofiber clusters appears to be a key factor for increasing composite conductivity.

Carbon Nanofiber Type and Content Dependence of the Physical Properties of Carbon Nanofiber Reinforced Polypropylene Composites

The variation of the physical properties of four differ- ent carbon nanofibers (CNFs), based-polymer nano- composites incorporated in the same polypropylene (PP) matrix by twin-screw extrusion process was investigated. Nanocomposites fabricated with CNFs with highly graphitic outer layer revealed electrical isolation-to-conducting behaviors as function of CNF’s content. Nanocomposites fabricated with CNFs with an outer layer consisting on a disordered pyro- litically stripped layer, in contrast, revealed better mechanical performance and enhanced thermal sta- bility. Further, CNF’s incorporation into the polymer increased the thermal stability and the degree of crystallinity of the polymer, independently on the filler content and type. In addition, dispersion of the CNFs’ clusters in PP was analyzed by transmitted light opti- cal microscopy, and grayscale analysis (GSA). The results showed a correlation between the filler concentration and the variance, a parameter which measures quantitatively the dispersion, for all composites. This method indicated a value of 1.4 vol% above which large clusters of CNFs cannot be dispersed effectively and as a consequence only slight changes in mechanical performance are observed. Finally, this study establishes that for tailoring the physical properties of CNF based-polymer nanocomposites, both adequate CNFs structure and content have to be chosen.

Methods to classify maize cultivars in use efficiency and response to nitrogen

n plant breeding programs that aim to obtain cultivars with nitrogen (N) use efficiency, the focus is on methods of selection and experimental procedures that present low cost, fast response, high repeatability, and can be applied to a large number of cultivars. Thus, the objectives of this study were to classify maize cultivars regarding their use efficiency and response to N in a breeding program, and to validate the methodology with contrasting doses of the nutrient. The experimental design was a randomized block with the treatments arranged in a split-plot scheme with three replicates and five N doses (0, 30, 60, 120 and 200 kg ha-1) in the plots, and six cultivars in subplots. We compared a method examining the efficiency and response (ER) with two contrasting doses of N. After that, the analysis of variance, mean comparison and regression analysis were performed. In conclusion, the method of the use efficiency and response based on two N levels classifies the cultivars in the same way as the regression analysis, and it is appropriate in plant breeding routine. Thus, it is necessary to identify the levels of N required to discriminate maize cultivars in conditions of low and high N availability in plant breeding programs that aim to obtain efficient and responsive cultivars. Moreover, the analysis of the interaction genotype x environment at experiments with contrasting doses is always required, even when the interaction is not significant.

Genetic divergence of tomato subsamples

Understanding the genetic variability of a species is crucial for the progress of a genetic breeding program and requires characterization and evaluation of germplasm. This study aimed to characterize and evaluate 101 tomato subsamples of the Salad group (fresh market) and two commercial controls, one of the Salad group (cv. Fanny) and another of the Santa Cruz group (cv. Santa Clara). Four experiments were conducted in a randomized block design with three replications and five plants per plot. The joint analysis of variance was performed and characteristics with significant complex interaction between control and experiment were excluded. Subsequently, the multicollinearity diagnostic test was carried out and characteristics that contributed to severe multicollinearity were excluded. The relative importance of each characteristics for genetic divergence was calculated by the Singh's method (Singh, 1981), and the less important ones were excluded according to Garcia (1998). Results showed large genetic divergence among the subsamples for morphological, agronomic and organoleptic characteristics, indicating potential for genetic improvement. The characteristics total soluble solids, mean number of good fruits per plant, endocarp thickness, mean mass of marketable fruit per plant, total acidity, mean number of unmarketable fruit per plant, internode diameter, internode length, main stem thickness and leaf width contributed little to the genetic divergence between the subsamples and may be excluded in future studies.

Multiple centroid method to evaluate the adaptability of alfalfa genotypes

This study aimed to evaluate the efficiency of multiple centroids to study the adaptability of alfalfa genotypes (Medicago sativa L.). In this method, the genotypes are compared with ideotypes defined by the bissegmented regression model, according to the researcher's interest. Thus, genotype classification is carried out as determined by the objective of the researcher and the proposed recommendation strategy. Despite the great potential of the method, it needs to be evaluated under the biological context (with real data). In this context, we used data on the evaluation of dry matter production of 92 alfalfa cultivars, with 20 cuttings, from an experiment in randomized blocks with two repetitions carried out from November 2004 to June 2006. The multiple centroid method proved efficient for classifying alfalfa genotypes. Moreover, it showed no unambiguous indications and provided that ideotypes were defined according to the researcher's interest, facilitating data interpretation.

A high-throughput screening method for general cytotoxicity part I Chemical toxicity

Foi desenvolvido um método destinado a fazer a triagem rápida e o escalonamento da toxicidade geral exercida por xenobióticos tendo como modelo o Saccharomyces cerevisiae. Para padronizar as condições de experimentação foi estabelecida a relação entre a absorvência a 525 nm e o número de células em suspensão por mililitro de meio de cultura e calculadas uma curva padrão e respectiva equação definidora (Y=6,8219E-08X + 0,0327) Culturas de Saccharomyces cerevisiae em meio completo para leveduras (YPD - 1% de glucose 2%, de peptona 0,5% e extracto de levedura 1%) foram expostas a diferentes concentrações de nicotina e a inibição do crescimento avaliada.