Avaliação reológica e físico-química da gelificação térmica do surimi de jundiá

O objetivo deste trabalho foi avaliar as características reológicas e físico-químicas da gelificação térmica do surimi de jundiá (Rhamdia quelen). Utilizaram-se quatro tratamentos térmicos, três estágios duplos - pré-aquecimentos a 60ºC durante 30, 45 e 60 min, seguidos de aquecimento a 90ºC por 15 min, e um único aquecimento direto a 90ºC por 15 min - e três formulações: duas com inibidores protéicos - soroalbumina bovina + alfa2-macroglobulina e clara de ovo - e uma sem inibidores. Amostras com inibidores protéicos e aquecimento direto alcançaram melhor gelificação, pelo incremento no módulo de elasticidade e decréscimo no ângulo de fase. Os géis pré-aquecidos apresentaram grande oscilação dos parâmetros viscoelásticos, o que comprometeu a formação da rede protéica tridimensional, formada durante a gelificação térmica do surimi. A concentração de peptídeos solúveis não sofreu alteração significativa, mesmo durante os estágios duplos, o que indica a ausência de proteólise, além de mostrar a proteção pelosinibidores àmatriz protéica.

Estudo reológico da gelificação induzida pelo calor de proteínas do soro do leite e dos géis resultantes sob condições variadas de pH

Medidas reólogicas sob cisalhamento oscilatório foram realizadas em reômetro de tensão e deformação controladas com suspensões de concentrado de proteínas do soro do leite (WPC) a 10% (m/m) em água e a diferentes condições de pH (pH 4,0, 4,6 e 7,0). O processo de gelificação induzida pelo calor foi investigado, assim como as propriedades viscoelásticas dos géis formados a 80°C e daqueles formados após o decréscimo da temperatura a 20°C. Foi verificado que, em presença de teores significativos de sais, procedentes do próprio soro, a concentração usada nos experimentos foi suficiente para a formação de géis macroscópicos, e que o pH exerce papel importante na formação e na natureza estrutural dos géis.

Caracterização do processo de gelificação de soluções quitosana utilizando reometria e espalhamento dinâmico da luz

Gels consist of soft materials with vast use in several activities, such as in pharmaceutical industry, food science, and coatings/textile applications. In order to obtain these materials, the process of gelification, that can be physical (based on physical interactions) and/or chemical (based on covalent crosslinking), has to be carried out. In this work we used dynamic light scattering (DLS) and rheometry to monitor the covalent gelification of chitosan solutions by glutaraldehyde. Intensity correlation function (ICF) data was obtained from DLS and the exponential stretched Kohrausch-William-Watts function (KWW) was fitted to them. The parameters of the KWW equation, β, Γ and C were evaluated. These methods were effective in clarifying the process of sol-gel transition, with the emergence of non-ergodicity, and determining the range of gelation observed in about 10-20 minutes. The dependence between apparent viscosity on reaction time was used to support the discussion proposed.

Microencapsulação por gelificação iônica e interação eletrostática do corante de buriti (Mauritia flexuosa L. f.)

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

Development of hyaluronic acid, dextrin and extracellular matrix hydrogels for cell expansion

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)

Synthesis of new peptide derivatives that self-assemble into nanostructured hydrogels for biomedical applications

Tese de Doutoramento em Ciências (área de especialização em Química)

Development of nanohydrogels as a vehicle for the release of bioactive compounds in food matrices

PhD in Chemical and Biological Engineering

Avaliação das propriedades físicas, químicas e sensorial de preferência de goiabas em calda industrializadas

Quatro marcas de goiabas em calda foram submetidas a análises físico-químicas, de cor e textura instrumentais e teste sensorial de preferência, a fim de avaliar as diferenças entre os produtos comerciais. As mesmas análises foram efetuadas em uma goiaba in natura madura, a fim de avaliar os possíveis efeitos do processamento na qualidade do produto. De maneira geral, observou-se grandes diferenças entre os produtos das diferentes marcas, e muitas vezes entre os frutos de um mesmo fabricante. As análises químicas mostraram que o teor de açúcares da maior parte dos produtos está entre 22 e 30%, com exceção de uma amostra que mostrou um valor bem mais elevado (ao redor de 40%). A análise sensorial mostrou que esta amostra com maior teor de açúcares foi a mais preferida em relação à doçura. Na análise de cor foram observados menores valores de a* em relação à fruta in natura, possivelmente devido à degradação dos carotenóides da goiaba. A luminosidade das goiabas em calda também é maior que da fruta in natura, devido à presença dos açúcares. Esta entrada de açúcares na fruta junto com o processamento térmico utilizado pode ter causado possível gelificação da pectina, aumentando a dureza, firmeza e elasticidade de algumas amostras processadas, quando comparadas à fruta fresca. No entanto, em alguns casos foi visível o efeito de processamentos mais drásticos, que levaram à perda da estrutura celular, observada pelos baixos valores das propriedades mecânicas. Em relação à textura e aparência, a amostra mais dura foi a preferida.

Viscosidade extensional e em cisalhamento de suspensões acidificadas de amido de amaranto e caseinato de sódio

Foram avaliadas as viscosidades extensional e em cisalhamento de suspensões acidificadas de amido de amaranto-caseinato de sódio. Sistemas mistos de amido de amaranto-caseinato de sódio acidificados com glucona-delta-lactona (GDL) foram estudados por ensaios reológicos em compressão biaxial e cisalhamento. Os efeitos da velocidade de acidificação (lenta e rápida) e pH final (neutro e no ponto isoelétrico da caseína) foram avaliados considerando as interações entre os biopolímeros e sua consequente influência nos parâmetros reológicos. Todas as amostras apresentaram comportamento pseudoplástico, no entanto, a adição de caseinato de sódio nas suspensões de amido, em pH neutro, promoveu um efeito negativo sobre a viscosidade aparente. Amostras acidificadas apresentaram um aumento na complexidade do sistema devido à formação da rede de amido e caseína, observando que a força necessária para o escoamento foi sempre maior para as amostras contendo concentrações maiores de caseinato. Isso mostra que a agregação e gelificação da proteína promovidas pela acidificação, impediram a microsseparação de fases. Esta rede foi mais forte em sistemas gelificados lentamente, devido à formação de uma rede de proteína mais organizada. Apesar da técnica de compressão biaxial imperfeita ser limitada para avaliação de determinados sistemas, neste estudo, mostrou ser um modo prático e eficiente de se mensurar o comportamento reológico.

Estudo cinético da reação de formação de reticulados tridimensionais

Poli(butadieno) foi reticulado, em solução, com 4,4'-(4,4'-difenilmetileno)-bis-1 ,2,4-triazolina- 3, 5 - diona (BPMTD). Para monitoramento da reação foi medida a absorbância de uma transição n -> pi * do sistema 1,2,4-triazolina-3,5-diona. Segundo os estudos realizados, para baixas conversões a reação segue um esquema cinético de pseudo-primeira ordem e o processo não é controlado pela difusão, pois independe da viscosidade inicial do sistema. Para altas conversões, o processo torna-se dependente do peso molecular e da concentração do polímero inicial, devido à ocorrência de uma difusão impedida a nível de segmentos de cadeia. Estudos preliminares da reação de reticulação da borracha butílica com a BPMTD mostraram que, como o número de ligações duplas por cadeia polimérica é menor neste caso, ocorre formação de um menor número de ligações intramoleculares e a quantidade de BPMTD necessária para que ocorra gelificação é muito menor do que no caso do poli(butadieno).

Estudo da transição de fase sol-gel em reticulados de polibutadieno

A transição de fase sol-gel em reticulados de poli-(butadieno) sintetizados com 1,6-hexano-bis-1,2,4-triazolina-3,5-diona (HMTD) foi caracterizada através de um estudo cinético e de um estudo viscosimétrico. Verificou-se que a reação de reticulação segue um esquema cinético de pseudo-primeira ordem, o qual a baixas conversões é equivalente a um de primeira ordem, sendo a reação neste estágio controlada por processo de ativação. A conversões mais altas ocorre um desvio do comportamento inicial, tornando-se a reção acentuadamente mais lenta. Através de medidas de viscosidade intrínseca de sistemas ramificados (estado de sol), determinou-se o ponto de gelificação em função da concentração inicial HMTD. Verificou-se ser necessário observar-se um aumento acentuado da viscosidade intrínseca com a concentração de HMTD, para que o ponto de gelificação obtido seja coerente aos dados experimentais. Relacionando-se a cinética da reação à viscosimetria, calculou-se o tempo de gelificação, i.e. o ponto de gelificação em função do tempo. Através da constante de velocidade da reação, do ponto de gelificação em função da concentração de HMTD, da conversão crítica e do tempo de gelificação, caracterizou-se a transição de fase sol-gel do sistema estudado.

Monitoramento morfológico do xerogel híbrido 3-(1,4-fenilenodiamina)propil/silica obtido sob diferentes condições de síntese

Neste trabalho, foi obtido o xerogel híbrido 3-(1,4-fenilenodiamina) propil/sílica, usando-se o método sol-gel de síntese, variando-se as condições experimentais de síntese. Foram usados como reagentes precursores o tetraetilortosilicato (TEOS) e o 3-[(1,4-fenilenodiamina)propil]trimetoxisilano (FDAPS) sintetizado em nosso laboratório. As condições experimentais de síntese variadas foram: a concentração de precursor orgânico (FDAPS), a temperatura de gelificação, o tipo de solvente e o pH do meio reacional. O trabalho foi dividido em duas etapas: na primeira, foram obtidas duas séries de materiais onde se variou a temperatura de gelificação (5, 25, 50 e 70 °C), além da quantidade de precursor orgânico (FDAPS), adicionado à síntese (1,5 e 5,0 mmol). Na segunda etapa variou-se o pH do meio reacional (4, 7 e 10) além do tipo de solvente (etanol, butanol e octanol), mantendo-se a quantidade de precursor orgânico adicionado e a temperatura de gelificação constantes em 5,0 mmol e 25 oC, respectivamente. Em ambas etapas utilizou-se HF como catalisador e manteve-se o sistema fechado, porém não vedado, durante a gelificação. Na caracterização dos xerogéis híbridos foram usadas as seguintes técnicas: a) termoanálise no infravermelho, para estimar a estabilidade térmica do componente orgânico além da fração de orgânicos dispersos na superfície; b) isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio, para determinação da área superficial específica, do volume e da distribuição de tamanho de poros; c) análise elementar para estimar a fração de componente orgânico presente no xerogel e d) microscopia eletrônica de varredura onde foi possível observar textura, compactação e presença de partículas primárias nos xerogéis. A partir dos resultados de caracterização foi possível avaliar a influência dos parâmetros experimentais de síntese nas características dos xerogéis híbridos obtidos. Xerogéis híbridos com maior teor de orgânicos foram mais influenciados pela variação da temperatura de gelificação. Um aumento na temperatura de gelificação produz xerogéis com menor porosidade, entretanto, com maior estabilidade térmica do componente orgânico. Considerando-se estabilidade térmica e porosidade, as amostras gelificadas a 25 oC apresentaram os melhores resultados. Em relação à variação de pH e solvente, as amostras gelificadas em pH ácido foram as que apresentaram maior porosidade, enquanto que a maior estabilidade térmica foi alcançada usando-se etanol como solvente.

Cinemática de partículas em fluidos de viscosidade variável com o tempo e sua aplicação na construção de poços de petróleo: avaliação durante paradas operacionais

The new oil reservoirs discoveries in onshore and ultra deep water offshore fields and complex trajectories require the optimization of procedures to reduce the stops operation during the well drilling, especially because the platforms and equipment high cost, and risks which are inherent to the operation. Among the most important aspects stands out the drilling fluids project and their behavior against different situations that may occur during the process. By means of sedimentation experiments, a correlation has been validated to determe the sedimentation particles velocity in variable viscosity fluids over time, applying the correction due to effective viscosity that is a shear rate and time function. The viscosity evolution over time was obtained by carrying out rheologic tests using a fixed shear rate, small enough to not interfere in the fluid gelling process. With the sedimentation particles velocity and the fluid viscosity over time equations an iterative procedure was proposed to determine the particles displacement over time. These equations were implemented in a case study to simulate the cuttings sedimentation generated in the oil well drilling during stops operation, especially in the connections and tripping, allowing the drilling fluid project in order to maintain the cuttings in suspension, avoiding risks, such as stuck pipe and in more drastic conditions, the loss of the well

Metodologia para avaliação de cinemática de partículas gasosas em fluidos de viscosidade variável com o tempo e sua aplicação na construção de poços de petróleo

Many challenges have been presented in petroleum industry. One of them is the preventing of fluids influx during drilling and cementing. Gas migration can occur as result of pressure imbalance inside the well when well pressure becomes lower than gas zone pressure and in cementing operation this occurs during cement slurry transition period (solid to fluid). In this work it was developed a methodology to evaluate gas migration during drilling and cementing operations. It was considered gel strength concept and through experimental tests determined gas migration initial time. A mechanistic model was developed to obtain equation that evaluates bubble displacement through the fluid while it gels. Being a time-dependant behavior, dynamic rheological measurements were made to evaluate viscosity along the time. For drilling fluids analyzed it was verified that it is desirable fast and non-progressive gelation in order to reduce gas migration without affect operational window (difference between pore and fracture pressure). For cement slurries analyzed, the most appropriate is that remains fluid for more time below critical gel strength, maintaining hydrostatic pressure above gas zone pressure, and after that gels quickly, reducing gas migration. The model developed simulates previously operational conditions and allow changes in operational and fluids design to obtain a safer condition for well construction

Crescimento e estruturas do sistema digestório de larvas de pacu alimentadas com dieta microencapsulada produzida experimentalmente

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)