Effect of solvent hydration and temperature in the deacidification process of sunflower oil using ethanol

This work presents liquid-liquid experimental data for systems composed of sunflower seed oil, ethanol and water from 10 to 60 degrees C. The influence of process variables (temperature (T) and water concentration in the solvent (W)) on both the solvent content present in the raffinate (S(RP)) and extract (S(EP)) phases and the partition of free fatty acids (k(2)) was evaluated using the response surface methodology, where flash calculations were performed for each trial using the UNIQUAC equation. Water content in the solvent was the most important factor on the responses of S(EP) and k(2). Additionally, statistical analysis showed that the S(RP) was predominantly affected by temperature factor for low water content in the solvent. (c) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Short-term effects of gamma ray bursts on Earth

The aim of the present work is to study the potential short-term atmospheric and biospheric influence of Gamma Ray Bursts on the Earth. We focus in the ultraviolet flash at planet`s surface, which occurs as a result of the retransmission of the gamma radiation through the atmosphere. This would be the only important short-term effect on life. We mostly consider Archean and Proterozoic eons, and for completeness we also comment on the Phanerozoic. Therefore, in our study we consider atmospheres with oxygen levels ranging from 10(-5) to 1 of the present atmospheric level, representing different moments in the oxygen rise history. Ecological consequences and some strategies to estimate their importance are outlined.

Flood Risk Assessment in Coastal Drainage Basins through a Multivariate Analysis within a GIS-Based Model

This paper presents a GIS-based multicriteria flood risk assessment and mapping approach applied to coastal drainage basins where hydrological data are not available. It involves risk to different types of possible processes: coastal inundation (storm surge), river, estuarine and flash flood, either at urban or natural areas, and fords. Based on the causes of these processes, several environmental indicators were taken to build-up the risk assessment. Geoindicators include geological-geomorphologic proprieties of Quaternary sedimentary units, water table, drainage basin morphometry, coastal dynamics, beach morphodynamics and microclimatic characteristics. Bioindicators involve coastal plain and low slope native vegetation categories and two alteration states. Anthropogenic indicators encompass land use categories properties such as: type, occupation density, urban structure type and occupation consolidation degree. The selected indicators were stored within an expert Geoenvironmental Information System developed for the State of Sao Paulo Coastal Zone (SIIGAL), which attributes were mathematically classified through deterministic approaches, in order to estimate natural susceptibilities (Sn), human-induced susceptibilities (Sa), return period of rain events (Ri), potential damages (Dp) and the risk classification (R), according to the equation R=(Sn.Sa.Ri).Dp. Thematic maps were automatically processed within the SIIGAL, in which automata cells (""geoenvironmental management units"") aggregating geological-geomorphologic and land use/native vegetation categories were the units of classification. The method has been applied to the Northern Littoral of the State of Sao Paulo (Brazil) in 32 small drainage basins, demonstrating to be very useful for coastal zone public politics, civil defense programs and flood management.

On the preparation of clean tungsten single crystals

The cleaning procedure consists of two-step-flashing: (i) cycles of low power flashes T similar to 1200 K) at an oxygen partial pressure of P(o2) = 6 x 10(-8) mbar, to remove the carbon from the surface, and (ii) a single high power flash (T similar to 2200 K), to remove the oxide layer. The removal of carbon from the surface through the chemical reaction with oxygen during low power flash cycles is monitored by thermal desorption spectroscopy. The exposure to O(2) leads to the oxidation of the W surface. Using a high power flash, the volatile W-oxides and the atomic oxygen are desorbed, leaving a clean crystal surface at the end of procedure. The method may also be used for cleaning other refractory metals like Mo, Re and It. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Tryptophan photooxidation promoted by new hybrid materials prepared by condensation of naphthalene imides with silicate by the sol-gel process

Three novel hybrid organic/inorganic materials were synthesized from 4-substituted (NO(2), Br, H) 1,8-naphthalene imide-N-propyltriethoxysilane by the sol-gel process. These materials were obtained as a xerogel and partially characterized. The ability to photosensitize the oxidation and degradation of tryptophan indole ring by these materials was studied through photophysical and photochemical techniques. Although the derivatives containing Br and NO(2) as substituent do not cause efficient tryptophan photodamage, the hybrid material obtained from 1,8-naphthalic anhydride is very efficient to promote tryptophan photooxidation. By using laser flash photolysis it was possible to verify the presence of naphthalene imide transient radical species. The presence of oxygen causes an increase of the yield of radical formation. These results suggest that the mechanism of photodegradation of tryptophan occurs by type I, i.e. the transient radical (TrpH(center dot+)) formed by the direct reaction of the triplet state of the naphthalene imide moiety with tryptophan. Thus a inorganic-organic hybrid material that can be used to promote the oxidation of biomolecules was obtained. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Quenching of excited states of red-pigment zinc protoporphyrin IX by hemin and natural reductors in dry-cured hams

Zinc protoporphyrin IX (ZnPP), the major red pigment in hams dry-cured without nitrates/nitrites, is an efficient photosensitizer, which upon absorption of visible light forms short-lived excited singlet state ((1)ZnPP*) and by intersystem crossing yields the very reactive triplet-excited state ((3)ZnPP*). Using nano-second laser flash photolysis and transient absorption spectroscopy NADH, ascorbic acid, hemin and dehydroascorbic acid were each found to be efficient quenchers of (3)ZnPP*. The deactivation followed, in homogeneous dimethyl sulfoxide (DMSO) or DMSO:water (1:1) solutions, second-order kinetics. The rate constant for ascorbic acid and NADH for reductive quenching of (3)ZnPP* was at 25 A degrees C found to be 7.5 +/- A 0.1 x 10(4) L mol(-1) s(-1) and 6.3 +/- A 0.1 x 10(5) L mol(-1) s(-1), respectively. The polyphenols catechin and quercetin had no effect on (3)ZnPP*. The quenching rate constant for oxidative deactivation of (3)ZnPP* by dehydroascorbic acid and hemin was at 25 A degrees C: 1.6 +/- A 0.1 x 10(5) L mol(-1) s(-1) and 1.47 +/- A 0.1 x 10(9) L mol(-1) s(-1), respectively. Oxidized glutathione did not act as an oxidative quencher for (3)ZnPP*. After photoexcitation of ZnPP to (1)ZnPP*, fluorescence was only found to be quenched by the presence of hemin in a diffusion-controlled reaction. The efficient deactivation of (3)ZnPP* and (1)ZnPP* by the metalloporphyrin (hemin) naturally present in meat may accordingly inherently protect meat proteins and lipids against ZnPP photosensitized oxidation.

Light-Induced Oxidation of Unsaturated Lipids as Sensitized by Flavins

Triplet-excited riboflavin ((3)RF*) was found by laser flash photolysis to be quenched by polyunsaturated fatty acid methyl esters in tert-butanol/water (7:3, v/v) in a second-order reaction with k similar to 3.0 x 10(5) L mol(-1) s(-1) at 25 degrees C for methyl linoleate and 3.1 x 10(6) L mol(-1) s(-1), with Delta H double dagger = 22.6 kJ mol(-1) and Delta S double dagger = -62.3 J K(-1) mol(-1), for methyl linolenate in acetonitrile/water (8:2, v/v). For methyl oleate, k was <10(4) L mol(-1) s(-1). For comparison, beta-casein was found to have a rate constant k similar to 4.9 x 10(8) L mol(-1) s(-1). Singlet-excited flavin was not quenched by the esters as evidenced by insensitivity of steady-state fluorescence to their presence. Density functional theory (DFT) calculations showed that electron transfer from unsaturated fatty acid esters to triplet-excited flavins is endergonic, while a formal hydrogen atom transfer is exergonic (Delta G(HAT)degrees = -114.3, -151.2, and -151.2 kJ mol(-1) for oleate, linoleate, and linolenate, respectively, in acetonitrile). The reaction is driven by acidity of the lipid cation radical for which a pK(a) similar to -0.12 was estimated by DFT calculations. Absence of electrochemical activity in acetonitrile during cyclic voltammetry up to 2.0 V versus NHE confirmed that Delta G(ET)degrees > 0 for electron transfer. Interaction of methyl esters with (3)RF* is considered as initiation of the radical chain, which is subsequently propagated by combination reactions with residual oxygen. In this respect, carbon-centered and alkoxyl radicals were detected using the spin trapping technique in combination with electron paramagnetic resonance spectroscopy. Moreover, quenching of 3RF* yields, directly or indirectly, radical species which are capable of initiating oxidation in unsaturated fatty acid methyl esters. Still, deactivation of triplet-excited flavins by lipid derivatives was slower than by proteins (factor up to 10(4)), which react preferentially by electron transfer. Depending on the reaction environment in biological systems (including food), protein radicals are expected to interfere in the mechanism of light-induced lipid oxidation.

Flood Risk Management In Small Urban River Using A Sustainable Urban Drainage System: Wortley Beck, Leeds, Uk

In the UK, urban river basins are particularly vulnerable to flash floods due to short and intense rainfall. This paper presents potential flood resilience approaches for the highly urbanised Wortley Beck river basin, south west of the Leeds city centre. The reach of Wortley Beck is approximately 6km long with contributing catchment area of 30km2 that drain into the River Aire. Lower Wortley has experienced regular flooding over the last few years from a range of sources, including Wortley Beck and surface and ground water, that affects properties both upstream and downstream of Farnley Lake as well as Wortley Ring Road. This has serious implications for society, the environment and economy activity in the City of Leeds. The first stage of the study involves systematically incorporating Wortley Beck’s land scape features on an Arc-GIS platform to identify existing green features in the region. This process also enables the exploration of potential blue green features: green spaces, green roofs, water retention ponds and swales at appropriate locations and connect them with existing green corridors to maximize their productivity. The next stage is involved in developing a detailed 2D urban flood inundation model for the Wortley Beck region using the CityCat model. CityCat is capable to model the effects of permeable/impermeable ground surfaces and buildings/roofs to generate flood depth and velocity maps at 1m caused by design storm events. The final stage of the study is involved in simulation of range of rainfall and flood event scenarios through CityCat model with different blue green features. Installation of other hard engineering individual property protection measures through water butts and flood walls are also incorporated in the CityCat model. This enables an integrated sustainable flood resilience strategy for this region.

Extension And Testing Of A 2D Hydrodynamic Model For Direct Rainfall Runoff Simulation

While the simulation of flood risks originating from the overtopping of river banks is well covered within continuously evaluated programs to improve flood protection measures, flash flooding is not. Flash floods are triggered by short, local thunderstorm cells with high precipitation intensities. Small catchments have short response times and flow paths and convective thunder cells may result in potential flooding of endangered settlements. Assessing local flooding and pathways of flood requires a detailed hydraulic simulation of the surface runoff. Hydrological models usually do not incorporate surface runoff at this detailedness but rather empirical equations are applied for runoff detention. In return 2D hydrodynamic models usually do not allow distributed rainfall as input nor are any types of soil/surface interaction implemented as in hydrological models. Considering several cases of local flash flooding during the last years the issue emerged for practical reasons but as well as research topics to closing the model gap between distributed rainfall and distributed runoff formation. Therefore, a 2D hydrodynamic model, depth-averaged flow equations using the finite volume discretization, was extended to accept direct rainfall enabling to simulate the associated runoff formation. The model itself is used as numerical engine, rainfall is introduced via the modification of waterlevels at fixed time intervals. The paper not only deals with the general application of the software, but intends to test the numerical stability and reliability of simulation results. The performed tests are made using different artificial as well as measured rainfall series as input. Key parameters of the simulation such as losses, roughness or time intervals for water level manipulations are tested regarding their impact on the stability.

Sistema portátil de aquisição de dados para análise dinâmica de estruturas mecânicas

Este trabalho apresenta um sistema microcontrolado para aquisição dinâmica de sinais. O sistema possui condicionadores analógicos para três canais de entrada, possibilitando a leitura de sinais diferenciais provenientes de transdutores ligados em ponte de Wheatstone. Estes condicionadores provêem tensão de excitação AC, com portadora de 5 kHz. A parte digital do sistema baseia-se no microcontrolador Intel 80C196. Apresenta interface com o usuário através de teclado e mostrador de cristal líquido. A taxa de aquisição é de 1000 amostras/s e o armazenamento dos dados é feito em memória Flash de 4 Mbits. Também possibilita comunicação digital serial com um microcomputador tipo PC para análise e tratamento dos dados adquiridos. Um protótipo do equipamento foi montado interligando as partes analógica e digital. Para a calibração dos condicionadores de sinais foi adotado o procedimento de calibração estática, tendo como referência uma unidade de calibração resistiva padrão. Foi determinado o comportamento dos condicionadores através de ensaios dinâmicos, sendo apresentados gráficos de resposta em amplitude e fase em função da freqüência do sinal de entrada. Os dados resultantes de ensaios estáticos e dinâmicos foram adquiridos por um osciloscópio digital e pelo sistema de aquisição desenvolvido. São mostrados gráficos comparativos dos sinais obtidos com ambos os equipamentos.

Modelagem dos processos envolvidos nos sistemas de secagem e armazenamento de grãos

A produção de soja é uma das principais atividades econômicas na Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. As perdas de produto em condições de comercialização ocasionadas nas atividades de secagem e armazenamento são significativas, justificando a pesquisa e aprimoramento destes processos. Nesta tese foram pesquisados dois problemas: 1. Modelamento matemático dos processos de secagem, utilizando parâmetros conhecidos de soja e 2. Modelamento matemático do problema de aeração para o cálculo da distribuição da pressão e da velocidade do ar na massa de grãos em unidades de armazenamento de soja. No problema de secagem foi desenvolvido um sistema composto de quatro equações diferenciais parciais hiperbólicas acopladas não-lineares, que descreve o comportamento da temperatura e do teor de umidade do ar e dos grãos em função do tempo. Para resolver o sistema foram utilizados os métodos das diferenças finitas (p. ex., métodos de MacCormack e Crank- Nicolson.) e o método dos volumes finitos. A análise dos resultados permitiu recomendar o método mais adequado para cada tipo do problema. Para determinação da intensidade do fluxo de massa e de calor foram utilizados os dados experimentais de camada fina obtidos da literatura e complementados com dados experimentais desta tese. Foi desenvolvido um equipamento para obtenção das curvas de secagem de grãos em secador de leito fixo, a fim de identificar o modelo para secagem em camada espessa. A comparação entre os resultados experimentais e das simulações numéricas mostrou que o modelo descreve razoavelmente a dinâmica de secagem No problema de aeração foi desenvolvido um modelo matemático que descreve o escoamento do ar em sistemas de armazenamento de grãos, baseado em relações experimentais entre velocidade e gradiente de pressão. Para resolver o problema de aeração foi utilizado o método dos elementos finitos e desenvolvido um programa computacional. Um teste realizado com o programa mostrou que os resultados da solução numérica convergem para uma solução analítica conhecida. As simulações realizadas mostraram que o programa computacional pode ser usado como instrumento auxiliar para o projeto de silos, possibilitando o cálculo e a visualização gráfica da distribuição das pressões e das linhas de corrente em diferentes seções do armazém.

Rede de modelos termodinâmicos locais

A simulação computacional de processos é uma ferramenta valiosa em diversas etapas da operação de uma planta química, tais como o projeto, a análise operacional, o estudo da estratégia de controle e a otimização, entre outras. Um programa simulador requer, freqüentemente, o cálculo das propriedades termofísicas que fazem parte das equações correspondentes aos balanços de massa, energia e quantidade de movimento. Algumas dessas quantidades, típicas de operações baseadas no equilíbrio de fases (tais como a destilação fracionada e a separação flash), são as fugacidades e entalpias das fases líquida e vapor em equilíbrio. Contudo, o uso de modelos e correlações cada vez mais sofisticadas para representar acuradamente as propriedades termofísicas dos sistemas reais fez com que grande parte do tempo gasto numa simulação de processos seja devida à avaliação destas propriedades. Muitas estratégias têm sido propostas na literaturas a fim de se reduzir a carga computacional envolvida na simulação, estática e dinâmica, dos problemas de Engenharia Química. Esta diminuição do tempo de processamento pode muitas vezes ser determinante na aplicação ou não da simulação de processos na prática industrial, como, por exemplo, no controle automático. Esta dissertação aborda uma das alternativas para a redução do tempo computacional gasto na simulação de processos: a aproximação das funções que descrevem as propriedades termofísicas através de funções mais simples, porém de fácil avaliação. Estas funções, a fim de se garantir uma aproximação adequada, devem ser corrigidas ou atualizadas de alguma forma, visto que se tratam de modelos estritamente válidos em uma pequena região do espaço das variáveis, sendo, por isto, chamados de modelos locais. Partindo-se do estado atual desta técnica, é proposta nesta dissertação uma nova metodologia para se efetuar esta aproximação, através da representação global da propriedade mediante múltiplas funções simples, constituindo, desse modo, uma rede de modelos locais. Algumas possibilidades para a geração efetiva destas redes são também discutidas, e o resultado da metodologia é testado em alguns problemas típicos de separação por equilíbrio de fases.

Estudo de misturas de areia-asfalto e cinza-cal para emprego em pavimentos urbanos

A execução da pavimentação da malha viária municipal urbana deve seguir um eficiente planejamento técnico-econômico para adequada gestão de recursos financeiros. Soluções alternativas como: bases de solo estabilizado com cinza-cal ou areia-asfalto, e revestimentos de areia-asfalto, reafirmam-se de grande valia para pavimentos de baixo custo na região litorânea do Rio Grande do sul, onde há abundância de areias e falta de agregados pétreos. Considere-se ainda, que a proximidade de usinas termoelétricas, geradoras de grandes quantidades de cinzas, facilita a utilização desde rejeito, o que diminui o passivo ambiental. Para o estudo dos materiais foi necessária a caracterização das jazidas de areia de Rio Grande, das cinzas da Usina Termoelétrica de Candiota e das cinzas da queima do carvão do secador de grãos da empresa Bianchini localizada em Rio Grande. Foram realizados ensaios de granulometria, peso específico, equivalente de areia e o ensaio Goldbeck. Com o objetivo de analisar o comportamento mecânico das misturas foram realizados os ensaios Marshall, módulo resiliente, resistência à compressão e à tração e de desgaste de misturas betuminosas. Com os resultados dos ensaios citados, realizou-se a análise paramétrica, através do programa de diferenças finitas Elsym 5, para dimensionar diversos tipos de pavimentos, onde as variáveis foram os teores de CAP do revestimento e as porcentagens de cal das misturas de cinza-cal. Concluiu-se então, que a utilização das misturas de areia-asfalto e cinza-cal são satisfatórias para pavimentos com baixo volume de tráfego, salientando os problemas de se trabalhar com as misturas a frio, devido ao elevado tempo de cura. A construção de um trecho experimental surge como sugestão para analisar o desempenho destes pavimentos quanto à durabilidade e a resistência à derrapagem.

Uma introdução conceitual à relatividade especial no ensino médio

Este trabalho apresenta a implementação da proposta, e os resultados obtidos com sua aplicação em sala de aula, de um curso introdutório à teoria da Relatividade Especial para alunos de ensino médio. Essa proposta tem como marco teórico a teoria cognitiva de Piaget. O curso desenvolvido faz uso sistemático de recursos computacionais, com destaque para animações originais desenvolvidas em Flash, para promover o aprendizado significativo de conceitos básicos da Relatividade Especial, bem como para a dedução de relações matemáticas fundamentais que são decorrência lógica dos postulados de Einstein. Como o assunto não é ensinado na escola onde a proposta foi aplicada e a maioria dos programas de provas de vestibular não inclui a teoria da Relatividade Especial, o curso foi oferecido na modalidade extraclasse. A proposta contempla as recomendações dos Parâmetros Curriculares Nacionais, no sentido de uma progressiva inserção da Física do século XX no ensino médio. Na expectativa real de que, em futuro próximo, a Relatividade Especial passe a constar da maioria dos programas de concursos de vestibular de Física, o curso poderá ser de grande valia para professores de ensino médio que queiram abordar o assunto em suas aulas regulares, em escolas que disponham de recursos de informática.

Concentração de partículas minerais grossas de fluorita em coluna de flotação

Este estudo tem por objetivo definir um sistema de flotação em coluna para ser utilizado, em um sistema rougher, para flotar partículas grossas de fluorita. Para esse fim, foi proposta uma detalhada investigação de parâmetros que poderiam influenciar o processo de flotação de partículas grossas. Foram definidos dois perfis granulométricos com alto conteúdo de grossos em comparação à granulometria convencional, e foi analisada a variação dos parâmetros de separação (recuperação e teor) em função de determinados parâmetros operacionais, como concentração do agente coletor (tall oil), velocidade superficial do ar, concentração de sólidos na polpa de alimentação, velocidade superficial de água de bias e de água de lavagem. Nesse trabalho, a inovação proposta é a utilização da coluna de flotação para a concentração de partículas grossas em uma etapa rougher, trabalhando em regime de bias negativo (velocidade de alimentação maior que a velocidade de rejeito), como aplicação e otimização de um sistema de flotação rápida (tipo flash flotation) em coluna curta. Os resultados obtidos em coluna mostram que, mesmo com uma granulometria grossa, é possível atingir valores de recuperação e teor semelhantes aos anotados na flotação de finos. Nos ensaios com bias negativo (0,3 cm/s), foram registrados teores acima de 85% de fluorita nos concentrados, com recuperações em torno de 70%. Os teores de sílica e carbonato foram menores em comparação a um sistema convencional, em escala de bancada. Os ensaios com adição de água de bias também apresentaram bons resultados metalúrgicos. Nesses ensaios a mobilidade das bolhas de ar apresentou um aumento, uma vez que o fluxo ascendente de água de bias ajudou a diminuir o conteúdo de ar na zona de coleção. Esse efeito foi comprovado pelos menores valores de hold up. O ensaio com bias negativo e água de lavagem, aqui considerado como um indicativo para novos estudos, mostrou um efeito negativo da água com relação à recuperação, mas bastante positivo com relação à seletividade, uma vez que baixos valores de teor de sílica e carbonato foram observados, sendo que nesse sistema uma única etapa rougher foi suficiente para a obtenção de fluorita tipo cerâmico. A partir dos resultados, é possível afirmar que a coluna de flotação, operando em regime de bias negativo, se mostra um equipamento eficiente na recuperação de partículas minerais grossas, podendo ser considerada uma rota tecnicamente adequada para o aproveitamento, concentração e controle de qualidade de minérios, como o de fluorita.