Energy values of traditional ingredients and sugarcane yeast for laying hens

An experiment was conducted to determine the chemical composition and apparent metabolizable energy (AME) and apparent metabolizable energy corrected for nitrogen balance (AMEn) values of corn, soybean meal (SBM), soybean oil (SO) and sugarcane yeast (SY) (Saccharomyces cerevisiae). A metabolism trial was performed with 120 Dekalb White laying hens at 65 weeks of age, using the method of total excreta collection. Birds were housed in metabolism cages and distributed according to a completely randomized design into five treatments with, six replicates of four birds each. The experimental period consisted of four days of adaptation and four days of excreta collection. The experimental diets included: a reference diet based on corn and SBM and four test diets containing 40% corn, 30% SBM, 10% SO or 30 % SY. The chemical compositions of the tested ingredients, expressed on "as-is" basis were: 86.9, 87.29, 87.32 and 99.5% dry matter; and 3.51, 2.08, 99.31 and 0.03 ether extract for corn, SBM, SO and SY, respectively. Corn, SBM, and SO presented 7.33, 43.61 and 24.64% crude protein, and 0.58, 5.07 and 6.77% ash, respectively; and crude fiber contents of corn and SBM were, respectively, 2.24% and 3.56%. The following AME and AMEn (kcal/kg dry matter) values were obtained: 3,801 and 3,760 kcal/kg for corn, 2,640 and 2,557 kcal/kg for SBM, 8,952 and 8,866 kcal/kg for SO, and 1,023 and 925 kcal/kg for sugarcane yeast, respectively.

Application of orange peel waste in the production of solid biofuels and biosorbents

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

Propriedades elétricas de materiais híbridos de Sílica/orgânico à base de GPTS/TEOS preparados pelo método sol-gel

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Potencial de emulsificação do resíduo do óleo de soja (goma de soja) sobre a digestibilidade de dietas com inclusão de diferentes fontes lipídicas

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia Animal - FEIS

Vinhos de mesa varietais de uvas americanas: análises químicas e energética

The Brazilian wine industry has a remarkable characteristic that distinguishes from other markets, while the foreign market only accepts products originating from European varieties (Vitis vinifera), in Brazil, products originating from American varieties (Vitis labrusca and Vitis bourquina) and hybrids are also accepted. Dry and sweet varietal wines from varieties Bordô (dry and sweet), Isabel (sweet) e Máximo (dry) were analyzed, by the following chemical standard analyses: alcohol content; density; total and reduced dry matter; alcohol/reduced dry extract ratio; reducing sugars; total, volatile and fixed acidity; pH; total and free sulfur dioxide; and energy value. All analyzed wines presented results within the parameters set forth by Brazilian law, a positive fact, once they are commercialized. The varietal wine Máximo presented a low content of total and free sulfur dioxide, which may cause future problems with its sanity.

Probing the properties of Be star discs with spectroastrometry and NLTE radiative transfer modelling: beta CMi

While the presence of discs around classical Be stars is well established, their origin is still uncertain. To understand what processes result in the creation of these discs and how angular momentum is transported within them, their physical properties must be constrained. This requires comparing high spatial and spectral resolution data with detailed radiative transfer modelling. We present a high spectral resolution, R similar to 80 000, sub-milliarcsecond precision, spectroastrometric study of the circumstellar disc around the Be star beta CMi. The data are confronted with 3D, non-local thermodynamic equilibrium radiative transfer calculations to directly constrain the properties of the disc. Furthermore, we compare the data to disc models featuring two velocity laws: Keplerian, the prediction of the viscous disc model, and angular momentum conserving rotation. It is shown that the observations of beta CMi can only be reproduced using Keplerian rotation. The agreement between the model and the observed spectral energy distribution, polarization and spectroastrometric signature of beta CMi confirms that the discs around Be stars are well modelled as viscous decretion discs.

Rice oil as a soybean oil replacement in weanling pig diets

The motivation for including oils in the diets of weanling pigs is to increase dietary energy density to meet the pigs' energy requirements. The purpose of this study was to determine the digestible and metabolizable energy values of semi-refined rice oil (RO) and refined soybean oil (SO) for weanling pigs (Experiment 1), as well as to evaluate how replacing SO with RO in weanling pig diets affects performance, intestinal histology, organ morphometry and the occurrence of diarrhea (Experiment 2). In Experiment 1,21 barrows, averaging 19.63 +/- 0.37 kg body weight (BW), were used in a randomized complete block design experiment, with seven replications per treatment and one pig per experimental unit (metabolism cage). The treatments consisted of a reference diet and two test diets. The test diets were obtained by using 90% of the reference diet and 10% of RO or SO. The experimental period consisted of a 7 days adaptation period, followed by a 5 days collection period of feces and urine. The values of the apparent digestible energy, apparent metabolizable energy and N-corrected apparent metabolizable energy of the oils were, respectively, 26.24, 25.78 and 26.01 MJ kg(-1) for RO and 31.74, 31.35 and 31.51 MJ kg(-1) for SO. In Experiment 2, 120 weaned pigs, castrated males and females, averaging 6.74 +/- 0.42 kg BW, were used in a randomized complete block design experiment, with eight replications per treatment and three pigs per experimental unit (pen) to evaluate the effects of five replacement levels of SO with RO in isonutritive weanling pig diets. The treatments were as follows: 4:0 basal diet with 4% of SO; 3:1 basal diet with 3% of SO and 1% of RO; 2:2 basal diet with 2% of SO and 2% of RO; 1:3 basal diet with 1% of SO and 3% of RO; and 0:4 basal diet with 4% of RO. No effects of the replacement levels were observed in the weanling pigs' performance, organ morphometry or in their occurrence of diarrhea. However, a quadratic effect on the villus width and a cubic effect on the villus height:crypt depth ratio were observed in the duodenum. Therefore, if the determined values of energy are used in the feed formulation, refined soybean oil can be replaced with semi-refined rice oil in weanling pig diets without affecting their growth performance. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Characterization of depolymerized residues from extremely low acid hydrolysis (ELA) of sugarcane bagasse cellulose: Effects of degree of polymerization, crystallinity and crystallite size on thermal decomposition

Sugarcane bagasse cellulose was subjected to the extremely low acid (ELA) hydrolysis in 0.07% H2SO4 at 190, 210 and 225 degrees C for various times. The cellulose residues from this process were characterized by TGA, XRD, GPC, FIR and SEM. A kinetic study of thermal decomposition of the residues was also carried out, using the ASTM and Kissinger methods. The thermal studies revealed that residues of cellulose hydrolyzed at 190, 210 and 225 degrees C for 80,40 and 8 min have initial decomposition temperature and activation energy for the main decomposition step similar to those of Avicel PH-101. XRD studies confirmed this finding by showing that these cellulose residues are similar to Avicel in crystallinity index and crystallite size in relation to the 110 and 200 planes. FTIR spectra revealed no significant changes in the cellulose chemical structure and analysis of SEM micrographs demonstrated that the particle size of the cellulose residues hydrolyzed at 190 and 210 degrees C were similar to that of Avicel. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Study of singlet excited state absorption spectrum of lutetium bisphthalocyanine using the femtosecond Z-scan technique

In this study we investigate the singlet excited state absorption of lutetium bisphthalocyanine (LuPc2) over a wide spectral range. It was observed distinct nonlinear absorption behaviors; saturable (SA) and reverse saturable absorption (RSA). The RSA effect was observed below 640 and above 680 nm, while SA occurs around the Q-band region, located around 660 nm. To describe the main singlet-singlet transitions, we employed the rate equation model considering the simplified three-energy level diagram. Our results reveal a ratio between excited and ground state absorption smaller than 0.05 at the Q-band region, and of approximately 4 for the other regions. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Atomically resolved study of the morphology change of InAs/GaAs quantum dot layers induced by rapid thermal annealing

The optoelectronic properties of InAs/GaAs quantum dots can be tuned by rapid thermal annealing. In this study, the morphology change of InAs/GaAs quantum dots layers induced by rapid thermal annealing was investigated at the atomic-scale by cross-sectional scanning tunneling microscopy. Finite elements calculations that model the outward relaxation of the cleaved surface were used to determine the indium composition profile of the wetting layer and the quantum dots prior and post rapid thermal annealing. The results show that the wetting layer is broadened upon annealing. This broadening could be modeled by assuming a random walk of indium atoms. Furthermore, we show that the stronger strain gradient at the location of the quantum dots enhances the intermixing. Photoluminescence measurements show a blueshift and narrowing of the photoluminescence peak. Temperature dependent photoluminescence measurements show a lower activation energy for the annealed sample. These results are in agreement with the observed change in morphology. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4770371]

Temporal constraints in large optical flow estimation

[EN] The aim of this work is to propose a model for computing the optical flow in a sequence of images. We introduce a new temporal regularizer that is suitable for large displacements. We propose to decouple the spatial and temporal regularizations to avoid an incongruous formulation. For the spatial regularization we use the Nagel-Enkelmann operator and a newly designed temporal regularization. Our model is based on an energy functional that yields a partial differential equation (PDE). This PDE is embedded into a multipyramidal strategy to recover large displacements. A gradient descent technique is applied at each scale to reach the minimum.

Pinning-Effekte kolumnarer Schwerionenspuren in Kuprat-Supraleiter-Dünnschichten

In this work the flux line dynamics in High-Temperature Superconductor (HTSC) thin films in the presence of columnar defects was studied using electronic transport measurements. The columnar defects which are correlated pinning centers for vortices were generated by irradiation with swift heavy ions at the Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt. In the first part, the vortex dynamics is discussed within the framework of the Bose-glass model. This approach describes the continuous transition from a vortex liquid to a Bose-glass phase which is characterized by the localization of the flux lines at the columnar defects. The critical behavior of the characteristic length and time scales for temperatures in the vicinity of this phase transition were probed by scaling properties of experimentally obtained current-voltage characteristics. In contrast to the predicted universal properties of the critical behavior the scaling analysis shows a strong dependence of the dynamic critical exponent on the experimentally accessible electric field range. In addition, the predicted divergence of the activation energy in the limit of low current densities was experimentally not confirmed.The dynamic behavior of flux lines in spatially resolved irradiation geometries is reported in the second part. Weak pinning channels with widths between 10 µm and 100 µm were generated in a strong pinning environment with the use of metal masks and the GSI microprobe, respectively. Measurements of the anisotropic transport properties of these structures show a striking resemblance to the results in YBCO single crystals with unidirected twin boundaries which were interpreted as a guided vortex motion effect. The use of two additional test bridges allowed to determine in parallel the resistivities of the irradiated and unirradiated parts as well as the respective current-voltage characteristics. These measurements provided the input parameters for a numerical simulation of the potential distribution in the spatially resolved irradiation geometry. The results are interpreted within a model that describes the hydrodynamic interaction between a Bose-glass phase and a vortex liquid. The interface between weakly pinned flux lines in the unirradiated channels and strongly pinned vortices leads to a nonuniform vortex velocity profile and therefore a variation of the local electric field. The length scale of these interactions was estimated for the first time in measuring the local variation of the electric field profile in a Bose-glass contact.Finally, a method for the determination of the true temperature in HTSC thin films at high dissipation levels is described. In this regime of electronic transport the occurrence of a flux flow instability is accompanied by heating effects in the vortex system. The heat propagation properties of the film/substrate system are deduced from the time dependent voltage response to a short high current density pulse of rectangular shape. The influence of heavy ion irradiation on the heat resistance at the film/substrate interface is studied.

Molekulardynamiksimulationen zur Untersuchung des Mischalkali-Effektes in silikatischen Gläsern

In der vorliegenden Arbeit wird mittels Molekulardynamik(MD)-Computersimulationen die Dynamik von verschiedenen Alkalisilikaten in der Schmelze und im Glas untersucht. Es ist bekannt, daß diese Systeme ionenleitend sind, was auf eine hohe Mobilität der Alkaliionen im Vergleich zu den glasbildenden Komponenten Si und O zurückzuführen ist. Im Mittelpunkt des Interesses steht der sog. Mischalkalieffekt (MAE), der in ternären Mischungen aus Siliziumdioxid mit zwei Alkalioxiden auftritt. Gegenüber Mischungen mit nur einer Alkaliionensorte weisen letztere Systeme eine signifikante Verlangsamung der Alkaliionendiffusion auf. Zunächst werden zwei binäre Alkalisilikate simuliert, nämlich Lithiumdisilikat (LS2) und Kaliumdisilikat (KS2). Die Simulationen zeigen, daß der Ursprung der hohen Mobilität der Alkaliionen in der Struktur begründet ist. KS2 und LS2 weisen auf intermediären Längenskalen Ordnung auf, die in partiellen statischen Strukturfaktoren durch Prepeaks reflektiert ist. Die den Prepeaks zugrundeliegende Struktur erklärt sich durch perkolierende Netzwerke aus alkalioxidreichen Kanälen, die als Diffusionskanäle für die mobilen Alkaliionen fungieren. In diesen Kanälen bewegen sich die Ionen mittels Sprüngen (Hopping) zwischen ausgezeichneten Plätzen. In der Simulation beobachtet man für die hohen Temperaturen (4000K>=1500K) eine ähnliche Aktivierungsenergie wie im Experiment. Im Experiment findet allerdings unterhalb von ca.1200K ein Crossover in ein Arrheniusverhalten mit höherer Aktivierungsenergie statt, welches von der Simulation nicht nachvollzogen wird. Das kann mit der in der Simulation nicht im Gleichgewicht befindlichen Si-O-Matrix erklärt werden, bei der Alterungseffekte beobachtet werden. Am stärksten ist der MAE für eine Alkalikomponente, wenn deren Konzentrationsanteil in einem ternären Mischalkalisystem gegen 0 geht. Daher wird ein LS2-System untersucht, in dem ein Li-Ion gegen ein K-Ion getauscht wird. Der Einfluß des K-Ions ist sowohl lokal in den charakteristischen Abständen zu den ersten nächsten Nachbarn (NN) zu sehen, als auch in der ortsaufgelösten Koordinationszahlverteilung bis zu Längenskalen von ca. 8,5 Angstrom. Die Untersuchung der Dynamik des eingesetzten K-Ions zeigt, daß die Sprungwahrscheinlichkeit nicht mit der Lokalisierung, einem Maß für die Bewegung eines Teilchens um seine Ruheposition, korreliert ist, aber daß eine chemische Umgebung mit wenig Li- und vielen O-NN oder vielen Li- und wenig O-NN ein Sprungereignis begünstigt. Zuletzt wird ein ternäres Alkalisilikat (LKS2) untersucht, dessen Struktur alle charakteristischen Längenskalen von LS2 und KS2 aufweist. Es stellt sich also eine komplexe Struktur mit zwei perkolierenden Subnetzwerken für Alkaliionen ein. Die Untersuchung der Dynamik zeigt eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür auf, daß Ionen in ein Subnetzwerk andersnamiger Ionen springen. Auch kann gezeigt werden, daß das Modellpotential den MAE reproduzieren kann, daß also die Diffusionskonstanten in LKS2 bei bis zu einer Größenordnung langsamer sind als in KS2 bzw. LS2. Der beobachtete Effekt stellt sich zudem vom funktionalen Verlauf her so dar, wie er beim MAE erwartet wird. Es wurde auch festgestellt, daß trotz der zeitlichen Verzögerung in den dynamischen Größen die Anzahl der Sprünge pro Zeit nicht geringer ist und daß für niedrige Temperaturen (d.h.im Glas) Sprünge auf den Nachbarplatz mit anschließendem Rücksprung auf die vorherige Position deutlich wahrscheinlicher sind als bei hohen Temperaturen (also in der Schmelze). Die vorliegenden Resultate geben Aufschluß über die Details der Mechanismen mikroskopischer Ionenleitung in binären und ternären Alkalisilikaten sowie dem MAE.

Klassische und ab initio Molekulardynamik-Untersuchungen zu Germaniumdioxidschmelzen

Germaniumdioxid (GeO2) ist ein Glasbildner, der wie das homologe SiO2 ein ungeordnetes tetraedrisches Netzwerk ausbildet. In dieser Arbeit werden mit Hilfe von Molekulardynamik-Computersimulationen die Struktur und Dynamik von GeO2 in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht. Dazu werden sowohl Simulationen mit einem klassischen Paarpotentialmodell von Oeffner und Elliott als auch ab initio-Simulationen gemäß der Car-Parrinello-Molekulardynamik (CPMD), bei der elektronische Freiheitsgrade mittels Dichtefunktionaltheorie beschrieben werden, durchgeführt. In der klassischen Simulation werden dazu ein Temperaturen zwischen 6100 K und 2530 K betrachtet. Darüberhinaus ermöglichen Abkühlläufe auf T=300 K das Studium der Struktur des Glases. Zum Vergleich werden CPMD-Simulationen für kleinere Systeme mit 60 bzw. 120 Teilchen bei den Temperaturen 3760 K und 3000 K durchgeführt. In den klassischen Simulationen kann die im Experiment bis 1700 K nachgewiesene, im Vergleich zu SiO2 starke, Temperaturabhängigkeit der Dichte auch bei höheren Temperaturen beobachtet werden. Gute Übereinstimmungen der Simulationen mit experimentellen Daten zeigen sich bei der Untersuchung verschiedener struktureller Größen, wie z.B. Paarkorrelationsfunktionen, Winkelverteilungen, Koordinationszahlen und Strukturfaktoren. Es können leichte strukturelle Abweichungen der CPMD-Simulationen von den klassischen Simulationen aufgezeigt werden: 1. Die Paarabstände in CPMD sind durchweg etwas kleiner. 2. Es zeigt sich, daß die Bindungen in den ab initio-Simulationen weicher sind, was sich auch in einer etwas stärkeren Temperaturabhängigkeit der strukturellen Größen im Vergleich zu den klassischen Simulationen niederschlägt. 3. Für CPMD kann ein vermehrtes Auftreten von Dreierringstrukturen gezeigt werden. 4. In der CPMD werden temperaturabhängige Defektstrukturen in Form von Sauerstoffpaaren beobachtet, die vor allem bei 3760 K, kaum jedoch bei 3000 K auftreten. Alle strukturellen Unterschiede zwischen klassischer und CPMD-Simulation sind eindeutig nicht auf Finite-Size-Effekte aufgrund der kleinen Systemgrößen in den CPMD-Simulationen zurückzuführen, d.h. sie sind tatsächlich methodisch bedingt. Bei der Dynamik von GeO2 wird in den klassischen Simulationen ebenfalls eine gute Übereinstimmung mit experimentellen Daten beobachtet, was ein Vergleich der Diffusionskonstanten mit Viskositätsmessungen bei hohen Temperaturen belegt. Die Diffusionskonstanten zeigen teilweise ein verschiedenes Verhalten zum homologen SiO2. Sie folgen in GeO2 bei Temperaturen unter 3000 K einem Arrheniusgesetz mit einer deutlich niedrigeren Aktivierungsenergie. Darüberhinaus werden die Möglichkeiten der Parametrisierung eines neuen klassischen Paarpotentials mittels der Kräfte entlang der CPMD-Trajektorien untersucht. Es zeigt sich, daß derartige Parametrisierungen sehr stark von den gewählten Startparametern abhängen. Ferner führen sämtliche an die Schmelze parametrisierten Potentiale zu zu hohen Dichten im Vergleich zum Experiment. Zum einen liegt dies sehr wahrscheinlich daran,daß für das System GeO2 Kraftdaten allein nicht ausreichen, um grundlegende strukturelle Größen, wie z.B. Paarkorrelationen und Winkelverteilungen, der CPMD-Simulationen gut reproduzieren zu können. Zum anderen ist wohl die Beschreibung mittels Paarpotentialen nicht ausreichend und es ist erforderlich, Merkörperwechselwirkungen in Betracht zu ziehen.

Photovernetzbare flüssigkristalline Polymere unterschiedlicher Kettentopologien

„Photovernetzbare flüssigkristalline Polymere unterschiedlicher Kettentopologien“, Patrick Beyer, Mainz 2007 Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurde die Synthese und Charakterisierung flüssigkristalliner Elastomere unterschiedlicher Polymertopologien vorgestellt. Dabei wurden Systeme synthetisiert, bei denen die mesogenen Einheiten entweder als Seitengruppen an ein Polymerrückgrat angebunden (Seitenkettenelastomere) oder direkt in die Polymerkette integriert (Hauptkettenelastomere) sind (siehe Abbildung). Bezüglich der Seitenkettensysteme konnten erstmals photovernetzbare smektische Seitenkettenpolymere, in denen aufgrund der Anknüpfung eines photoisomerisierbaren Azobenzols eine Photo- modulation der ferroelektrischen Eigenschaften möglich ist, dargestellt werden. Homöotrop orientierte freistehende Filme dieser Materialien konnten durch Spincoaten dargestellt und unter Ausnutzung des Dichroismus der Azobenzole durch geeignete Wahl der Bestrahlungsgeometrie photovernetzt werden. Aufbauend auf diesen Untersuchungen wurde anhand eines nicht vernetzbaren Modellsystems im Detail der Einfluss der trans-cis Isomerisierung des Azobenzols auf die ferroelektrischen Parameter untersucht. Durch zeitaufgelöste Messungen der Absorption der Azobenzole, der spontanen Polarisation und des Direktorneigungswinkels und Auswertung der kinetischen Prozesse konnte eine lineare Abhängigkeit der ferroelektrischen Eigenschaften vom Grad der Isomerisierungsreaktion festgestellt werden. Durch Vergleich dieser in der flüssigkristallinen Phase erhaltenen Ergebnisse mit der Kinetik der thermischen Reisomerisierung in Lösung (Toluol) konnte ferner eine deutliche Reduzierung der Relaxationszeiten in der anisotropen flüssigkristallinen Umgebung festgestellt und auf eine Absenkung der Aktivierungsenergie zurückgeführt werden. Makroskopische Formänderungen der Seitenkettenelastomere am Phasenübergang von der flüssigkristallinen in die isotrope Phase konnten jedoch nicht festgestellt werden. Aus diesem Grund wurden neue Synthesestrategien für die Darstellung von Hauptkettenelastomeren entwickelt, die sich aufgrund der direkten Kopplung von flüssigkristallinem Ordnungsgrad und Polymerkettenkonformation besser für die Herstellung thermischer Aktuatoren eignen. Auf Basis flüssigkristalliner Polymalonate konnten dabei lateral funktionalisierte smektische Hauptkettenpolymere synthetisiert werden, welche erstmals die Darstellung von LC-Hauptkettenelastomeren durch Photovernetzung in der flüssigkristallinen Phase erlauben. Durch laterale Bromierung konnte in diesen Systemen die Kristallisationstendenz der verwendeten Biphenyleinheiten unterdrückt werden. Bezüglich der Photovernetzung konnten zwei neue Synthesemethoden entwickelt werden, bei denen der Vernetzungsschritt entweder durch radikalische Polymerisation lateral angebundener Acrylatgruppen oder durch photoaktive Benzophenongruppen erfolgte. Basierend auf den Benzophenon funktionalisierten Systemen konnte ein neuartiges Verfahren zur Darstellung makroskopisch orientierter Hauptkettenelastomere durch Photovernetzung entwickelt werden. Die Elastomerproben, deren Ordnungsgrad durch Röntgenuntersuchungen ermittelt werden konnte, zeigen am Phasenübergang von der flüssigkristallinen in die isotrope Phase eine reversible Formänderung von 40%. Im Gegensatz zu anderen bekannten smektischen Systemen konnten die in dieser Arbeit vorgestellten Elastomere ohne Zerstörung der Phase bis zu 60% entlang der smektischen Schichtnormalen gestreckt werden, was im Kontext einer geringen Korrelation der smektischen Schichten in Hauptkettenelastomeren diskutiert wurde.