Assessment of saccharide fractionation by ultrafiltration and nanofiltration

This paper addresses the investigation of the fractionation of saccharide mixtures and saccharide mixtures with calcium using ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF). A set of cellulose acetate membranes covered a wide range of molecular weight cut-off (MWCO) ranging from 250 to 46,000 Da and the total feed concentration of saccharides mixtures varied from 1550 to 4700 ppm with the ratio of the two saccharides-solutes (glucose to raffinose) being kept constant at the value of 1.8. The evolution pattern of the saccharide concentration ratio in the UF/NF permeate streams displayed a dependence on the membrane MWCO, on the total sugar concentration and on the presence of calcium ions. For the highest total sugar content, the membranes with MWCO from 2000 to 7000 Da showed saccharide fractionation capability that was enhanced in the presence of calcium. The Steric Pore Flow Model was used to predict individual solute permeation behaviours and to assess the deviations to steric hindered transport of the solutes in multi-component saccharide solutions. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Desenvolvimento de uma tecnologia de produção de iogurtes funcionais com leite de cabra contendo fibra Beta vulgaris e frutos de Vaccinium cylindraceum

Dissertação de Mestrado, Tecnologia e Segurança Alimentar, 02 de Junho de 2014, Universidade dos Açores.

Exposure to fungi in dockers

Several activities are ensured by dockers increase occupational exposure to several risk factors. being one of them the fungal burden from the load. In this study we aim at characterizing fungal contamination in one warehouse that storage sugar cane from a ship, and also in one crane cabinet that unload the same sugar cane from the ship. Air samples were collected from the warehouse and from inside the crane cabinet. An outdoor sample was also collected, from each sampling site, and regarding as reference. Sampling volume was selected depending in the contamination expected and the air samples were collect through an impaction method in a flow rate of 140 L/min onto malt extract agar (MEA) supplemented with chloramphenicol (0.05%), using the Millipore air Tester (Millipore). Surfaces samples from the warehouse were collected by swabbing the surfaces of the same indoor sites, using a 10 by 10cm square stencil according to the International Standard ISO 18593 (2004). The obtained swabs were then plated onto MEA. All the collected samples were incubated at 27ºC for 5 to 7 days. After laboratory processing and incubation of the collected samples, quantitative (colony-forming units - CFU/m3 and CFU/m2) and qualitative results were obtained with identification of the isolated fungal species. Aspergillus fumigatus present the highest fungal load and WHO guideline was overcome in both indoor sampling sites. The results obtained in this study highlight the need to know better the exposure burden from dockers, and specifically to fungi contamination.

Diagnóstico ambiental de uma queijaria e proposta de melhorias

O presente trabalho tem como objectivo o diagnóstico ambiental da empresa Lacticinios do Paiva, S.A, a avaliação da água do processo e da ETARI e o estudo da fermentação do soro de queijo com o intuito de produção de bioetanol. No diagnóstico ambiental da empresa, observou-se que 18.227.731 litros de leite usados anualmente geram 5.031 ton/ano de queijo, 7.204 ton/ano de soro de queijo, 74.201 m3/ano de efluente liquido, 14 ton/ano de plástico e 20 ton/ano de cartão. Os principais problemas com necessidade de optimização são a recuperação de água das lavagens, avaliação da produção de biogás no digestor anaeróbio, recuperação do volume de leite que é desperdiçado na produção de queijo fresco de longa duração, avaliação da eficiência energética da empresa, valorização das natas e do soro de queijo. Decidiu-se neste trabalho avaliar a possibilidade de reciclagem das águas de lavagem, avaliar o funcionamento da ETARI face à legislação existente e estudar a possibilidade de valorização do soro de queijo. Na avaliação das águas de processo das lavagens para posterior reciclagem, verifica-se que relativamente ao pH e aos sólidos suspensos não existe problema, podendo encarar-se a hipótese de reciclagem directa. No entanto, no que respeita à carga orgânica das águas de lavagem do sistema de ultrafiltração do queijo fresco de longa duração, constata-se que esta não poderia ser utilizada novamente, uma vez que apresenta valores elevados de CQO. Para a sua reutilização, será necessário remover a CQO, hipótese que se estudou com resultados positivos. Verificou-se que, um tratamento por adsorção em carvão activado precedido de microfiltração, reduz a CQO de forma significativa permitindo admitir a hipótese de reciclagem da água, nomeadamente para as 1ª e 3ª águas de lavagem. As outras águas teriam necessidade de mais tempo de contacto com o carvão activado. No sentido de avaliar o funcionamento da ETARI, foram analisadas várias correntes da mesma, em particular a do efluente final, no que respeita a parâmetros como: pH, Sólidos Suspensos Totais, Carência Química de Oxigénio, Carência Bioquímica de Oxigénio, Turvação, Nitratos, Fósforo Total, Azoto Kjeldalh, Azoto Amoniacal e Cloretos. Observou-se que os valores para o efluente final da ETARI são os seguintes: pH compreendido entre [7,21 – 8,69], SST entre [65,3 – 3110] mg/L, CQO entre [92,5 – 711,5] mg/L, CBO5 entre [58 – 161] mg/L, NO3- entre [10,8 – 106,7] mg/L, fósforo total entre [8,3 – 64,3] mg/L, turvação entre [67,7 – 733,3] FTU e cloretos entre [459,9 – 619,81] mg/L; pode-se dizer que os parâmetros analisados se encontram quase sempre dentro da gama de valores impostos pela Câmara Municipal de Lamego pelo que o efluente pode ser lançado no Colector Municipal de Cambres. Relativamente à fermentação alcoólica do soro de queijo, verifica-se que a levedura Kluyveromyces Marxianus consegue degradar praticamente todo o açúcar presente no permeado produzindo assim uma quantidade razoável de etanol. Quando se utilizou a levedura Saccharomyces Cerevisiae, a produção de etanol foi muito reduzida, como esperado, dado que esta levedura apresenta dificuldades na metabolização da lactose. Constatou-se assim que a melhor levedura para a fermentação do permeado do soro de queijo é a Kluyveromyces Marxianus, estimando-se em 150 mg a produção de etanol por L de soro.

Otimização de estruturas de destilação azeotrópica com recurso a planeamento experimental

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica

Levantamento e integração energética do processo de refinação de açúcar

Este trabalho foi realizado no âmbito da disciplina de Dissertação/Estágio do ramo de Optimização Energética na Indústria Química, do Mestrado em Engenharia Química do Instituto Superior de Engenharia do Porto e foi desenvolvido na empresa Refinarias de Açúcar Reunidas, S.A (RAR Açúcar). Face à crise energética mundial e à globalização, o custo de produção aumentou consideravelmente nos processos industriais e os mercados ficaram mais competitivos. Estes aspectos levam a que cada vez mais os responsáveis industriais se concentrem em encontrar soluções que contrariem estes aspectos. Nesta perspectiva, a questão da conservação da energia na indústria torna-se uma medida fundamental a adoptar na política interna de uma indústria. Na década de 80 as técnicas de integração revelaram-se como uma ferramenta muito útil na área da integração térmica de processos. O conceito destas técnicas focaliza-se numa maior recuperação de energia, um menor consumo de utilidades e consequentemente uma diminuição de custos. Este trabalho tem como objectivo realizar um Levantamento e uma Integração Energética do Processo de Refinação de Açúcar. O conhecimento profundo do processo de refinação do açúcar, assim como o conhecimento de todas as fases do processo da empresa foram um ponto de partida fundamental para o desenrolar do trabalho. O levantamento energético, a nível térmico, a todos os equipamentos das linhas de produção forneceu os dados necessários para a Integração do Processo de Refinação de Açúcar através da Metodologia de Pinch. Como resultado da aplicação da Metodologia Pinch foram introduzidos oito permutadores de calor obtendo-se uma recuperação de calor igual a (confidencial) kJ/dia aliada a um investimento de (confidencial). A recuperação energética alcançada traduz-se numa poupança de (confidencial)de nafta/ano sendo o investimento proposto recuperado em 1,2 anos.

Qualidade do chocolate: estudo de alguns parâmetros

O chocolate é considerado uma emulsão complexa e um alimento de luxo, que durante o seu consumo provoca estímulos que activam os centros de prazer do cérebro Humano. Tendo em conta a importância deste alimento torna-se necessário estudar e avaliar a melhor forma de melhorar a qualidade do chocolate. Este trabalho teve como objectivo verificar e analisar a qualidade do processo de fabrico da massa de chocolate, no que respeita (i) a rastreabilidade das matérias-primas e do produto acabado e, por outro lado, (ii) determinar e estudar o efeito de alguns parâmetros do processo nas características da massa, através das variáveis viscosidade, tensão de corte, tensão de corte crítica (“yield value”) e granulometria. Estas variáveis foram medidas em massas de chocolate de leite com o nome de formulação CAI e provenientes das duas unidades fabris da empresa (UF1 e UF2). Os parâmetros estudados na UF1 foram a influência das conchas e dos ingredientes. Na UF2 estudou-se a influência dos inutilizados de fabrico e a influência dos inutilizados de fabrico juntamente com o efeito de um ingrediente que foi o açúcar. Os resultados da viscosidade, tensão de corte e tensão de corte crítica (“yield value”) foram analisados estatisticamente por análise de variância (ANOVA), recorrendo aos testes de Komolgorov-Smirnov, Shapiro-Wilk e de Levene para verificar as condições de aplicabilidade desta análise. Os resultados da granulometria como não aderiram a uma distribuição normal foram analisados pelo método não paramétrico de Kruskal-Wallis. Estas análises foram executadas no programa “Statistical Package for the Social Sciences” (SPSS). Pelos resultados obtidos, conclui-se que, para a UF1, a concha afecta a tensão de corte, viscosidade e a tensão de corte crítica do chocolate produzido, na medida em que existem diferenças entre as conchas estudadas. Para esta unidade conclui-se que os ingredientes também influenciam a granulometria da massa. No caso da UF2, conclui-se que a tensão de corte é afectada apenas pelo lote de açúcar, a viscosidade é afectada tanto pelo lote de açúcar como pela presença de inutilizados de fabrico e a tensão de corte crítica não é afectada por nenhum destes efeitos. A granulometria, nesta unidade é afectada pelos lotes de açúcar estudados.

Determination of 24 pesticide residues in fortified wines by solid-phase microextraction and gas chromatography tandem mass spectrometry

The present work describes a solid-phase microextraction (SPME) gas chromatography_tandem mass spectrometry (MS/MS) method to quantify 24 pesticides in fortified white wine and fortified red wine. In this study “fortified wine” refers to a wine in which fermentation is arrested before completion by alcohol distillate addition, allowing sugar and alcoholic contents to be higher (around 80-100 g/L total sugars and 19-22% alcohol strength (v/v)). The analytical method showed good linearity, presenting correlation coefficients (R2) ≥ 0.989 for all compounds. Limits of detection (LOD) and quantitation (LOQ) in the ranges of 0.05-72.35 and 0.16-219.23 μg/L, respectively, were obtained. LOQs are below the maximum residue levels (MRL) set by European Regulation for grapes. The proposed method was applied to 17 commercial fortified wines. The analyzed pesticides were not detected in the wines tested.

Simulação de processos de adsorção recorrendo ao Aspen Chromatography

As operações de separação por adsorção têm vindo a ganhar importância nos últimos anos, especialmente com o desenvolvimento de técnicas de simulação de leitos móveis em colunas, tal como a cromatografia de Leito Móvel Simulado (Simulated Moving Bed, SMB). Esta tecnologia foi desenvolvida no início dos anos 60 como método alternativo ao processo de Leito Móvel Verdadeiro (True Moving Bed, TMB), de modo a resolver vários dos problemas associados ao movimento da fase sólida, usuais nestes métodos de separação cromatográficos de contracorrente. A tecnologia de SMB tem sido amplamente utilizada em escala industrial principalmente nas indústrias petroquímica e de transformação de açúcares e, mais recentemente, na indústria farmacêutica e de química fina. Nas últimas décadas, o crescente interesse na tecnologia de SMB, fruto do alto rendimento e eficiente consumo de solvente, levou à formulação de diferentes modos de operação, ditos não convencionais, que conseguem unidades mais flexíveis, capazes de aumentar o desempenho de separação e alargar ainda mais a gama de aplicação da tecnologia. Um dos exemplos mais estudados e implementados é o caso do processo Varicol, no qual se procede a um movimento assíncrono de portas. Neste âmbito, o presente trabalho foca-se na simulação, análise e avaliação da tecnologia de SMB para dois casos de separação distintos: a separação de uma mistura de frutose-glucose e a separação de uma mistura racémica de pindolol. Para ambos os casos foram considerados e comparados dois modos de operação da unidade de SMB: o modo convencional e o modo Varicol. Desta forma, foi realizada a implementação e simulação de ambos os casos de separação no simulador de processos Aspen Chromatography, mediante a utilização de duas unidades de SMB distintas (SMB convencional e SMB Varicol). Para a separação da mistura frutose-glucose, no quediz respeito à modelização da unidade de SMB convencional, foram utilizadas duas abordagens: a de um leito móvel verdadeiro (modelo TMB) e a de um leito móvel simulado real (modelo SMB). Para a separação da mistura racémica de pindolol foi considerada apenas a modelização pelo modelo SMB. No caso da separação da mistura frutose-glucose, procedeu-se ainda à otimização de ambas as unidades de SMB convencional e Varicol, com o intuito do aumento das suas produtividades. A otimização foi realizada mediante a aplicação de um procedimento de planeamento experimental, onde as experiências foram planeadas, conduzidas e posteriormente analisadas através da análise de variância (ANOVA). A análise estatística permitiu selecionar os níveis dos fatores de controlo de modo a obter melhores resultados para ambas as unidades de SMB.

Effectiveness of motivational interviewing at improving oral health: a systematic review

OBJECTIVE : To analyze the effectiveness of motivational interviewing (MI) at improving oral health behaviors (oral hygiene habits, sugar consumption, dental services utilization or use of fluoride) and dental clinical outcomes (dental plaque, dental caries and periodontal status). METHODS : A systematic search of PubMed, LILACS, SciELO, PsyINFO, Cochrane and Google Scholar bibliographic databases was conducted looking for intervention studies that investigated MI as the main approach to improving the oral health outcomes investigated. RESULTS : Of the 78 articles found, ten met the inclusion criteria, all based on randomized controlled trials. Most studies (n = 8) assessed multiple outcomes. Five interventions assessed the impact of MI on oral health behaviors and nine on clinical outcomes (three on dental caries, six on dental plaque, four on gingivitis and three on periodontal pockets). Better quality of evidence was provided by studies that investigated dental caries, which also had the largest population samples. The evidence of the effect of MI on improving oral health outcomes is conflicting. Four studies reported positive effects of MI on oral health outcomes whereas another four showed null effect. In two interventions, the actual difference between groups was not reported or able to be recalculated. CONCLUSIONS : We found inconclusive effectiveness for most oral health outcomes. We need more and better designed and reported interventions to fully assess the impact of MI on oral health and understand the appropriate dosage for the counseling interventions.

Compact SMB chromatography for binary separation

A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy

Ultra-processed foods and the nutritional dietary profile in Brazil

OBJECTIVE To assess the impact of consuming ultra-processed foods on the nutritional dietary profile in Brazil.METHODS Cross-sectional study conducted with data from the module on individual food consumption from the 2008-2009 Pesquisa de Orçamentos Familiares (POF – Brazilian Family Budgets Survey). The sample, which represented the section of the Brazilian population aged 10 years or over, involved 32,898 individuals. Food consumption was evaluated by two 24-hour food records. The consumed food items were classified into three groups: natural or minimally processed, including culinary preparations with these foods used as a base; processed; and ultra-processed.RESULTS The average daily energy consumption per capita was 1,866 kcal, with 69.5% being provided by natural or minimally processed foods, 9.0% by processed foods and 21.5% by ultra-processed food. The nutritional profile of the fraction of ultra-processed food consumption showed higher energy density, higher overall fat content, higher saturated and trans fat, higher levels of free sugar and less fiber, protein, sodium and potassium, when compared to the fraction of consumption related to natural or minimally processed foods. Ultra-processed foods presented generally unfavorable characteristics when compared to processed foods. Greater inclusion of ultra-processed foods in the diet resulted in a general deterioration in the dietary nutritional profile. The indicators of the nutritional dietary profile of Brazilians who consumed less ultra-processed foods, with the exception of sodium, are the stratum of the population closer to international recommendations for a healthy diet.CONCLUSIONS The results from this study highlight the damage to health that is arising based on the observed trend in Brazil of replacing traditional meals, based on natural or minimally processed foods, with ultra-processed foods. These results also support the recommendation of avoiding the consumption of these kinds of foods.

Dietary patterns in pregnancy and birth weight

OBJECTIVE To analyze if dietary patterns during the third gestational trimester are associated with birth weight.METHODS Longitudinal study conducted in the cities of Petropolis and Queimados, Rio de Janeiro (RJ), Southeastern Brazil, between 2007 and 2008. We analyzed data from the first and second follow-up wave of a prospective cohort. Food consumption of 1,298 pregnant women was assessed using a semi-quantitative questionnaire about food frequency. Dietary patterns were obtained by exploratory factor analysis, using the Varimax rotation method. We also applied the multivariate linear regression model to estimate the association between food consumption patterns and birth weight.RESULTS Four patterns of consumption – which explain 36.4% of the variability – were identified and divided as follows: (1) prudent pattern (milk, yogurt, cheese, fruit and fresh-fruit juice, cracker, and chicken/beef/fish/liver), which explained 14.9% of the consumption; (2) traditional pattern, consisting of beans, rice, vegetables, breads, butter/margarine and sugar, which explained 8.8% of the variation in consumption; (3) Western pattern (potato/cassava/yams, macaroni, flour/farofa/grits, pizza/hamburger/deep fried pastries, soft drinks/cool drinks and pork/sausages/egg), which accounts for 6.9% of the variance; and (4) snack pattern (sandwich cookie, salty snacks, chocolate, and chocolate drink mix), which explains 5.7% of the consumption variability. The snack dietary pattern was positively associated with birth weight (β = 56.64; p = 0.04) in pregnant adolescents.CONCLUSIONS For pregnant adolescents, the greater the adherence to snack pattern during pregnancy, the greater the baby’s birth weight.

ERICA: intake of macro and micronutrients of Brazilian adolescents

ABSTRACT OBJECTIVE To describe food and macronutrient intake profile and estimate the prevalence of inadequate micronutrient intake of Brazilian adolescents. METHODS Data from 71,791 adolescents aged from 12 to 17 years were evaluated in the 2013-2014 Brazilian Study of Cardiovascular Risks in Adolescents (ERICA). Food intake was estimated using 24-hour dietary recall (24-HDR). A second 24-HDR was collected in a subsample of the adolescents to estimate within-person variability and calculate the usual individual intake. The prevalence of food/food group intake reported by the adolescents was also estimated. For sodium, the prevalence of inadequate intake was estimated based on the Tolerable Upper Intake Level (UL). The Estimated Average Requirement (EAR) method used as cutoff was applied to estimate the prevalence of inadequate nutrient intake. All the analyses were stratified according to sex, age group and Brazilian macro-regions. All statistical analyses accounted for the sample weight and the complex sampling design. RESULTS Rice, beans and other legume, juice and fruit drinks, breads and meat were the most consumed foods among the adolescents. The average energy intake ranged from 2,036 kcal (girls aged from 12 to 13 years) to 2,582 kcal (boy aged from14 to 17 years). Saturated fat and free sugar intake were above the maximum limit recommended (< 10.0%). Vitamins A and E, and calcium were the micronutrients with the highest prevalence of inadequate intake (> 50.0%). Sodium intake was above the UL for more than 80.0% of the adolescents. CONCLUSIONS The diets of Brazilian adolescents were characterized by the intake of traditional Brazilian food, such as rice and beans, as well as by high intake of sugar through sweetened beverages and processed foods. This food pattern was associated with an excessive intake of sodium, saturated fatty acids and free sugar.

Economia energética por medição de cor em linha do açúcar à saída das centrífugas no processo de refinação da rama de açúcar

Mestrado em Engenharia Química