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Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-23T16:23:25Z No. of bitstreams: 1 FERNANDO JOSÉ DE ALMEIDA GAMA - TESE PPGEP 2014..pdf: 3506912 bytes, checksum: c91b94e7df5d978098c9d79aa8eb7487 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-23T16:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERNANDO JOSÉ DE ALMEIDA GAMA - TESE PPGEP 2014..pdf: 3506912 bytes, checksum: c91b94e7df5d978098c9d79aa8eb7487 (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 Este trabalho tem como objetivo estudar o fenômeno da difusão transiente de transferência de calor e massa em sólidos com forma geométrica de um cilindro infinito. O estudo apresenta soluções para a equação de difusão com condição de contorno do terceiro tipo. Foram desenvolvidas ferramentas numéricas para a descrição da difusão de calor e massa em produtos com as formas mencionadas. Para as soluções numéricas propostas, a equação de difusão unidimensional foi discretizada usando o método dos volumes finitos, com uma formulação totalmente implícita, usando coordenadas cilíndricas. Para a solução numérica em coordenadas cilíndricas, foram desenvolvidos dois softwares na plataforma Windows, um para a migração de massa e outro para a propagação de calor, utilizando a linguagem de programação Fortran, opção Quick Win Application. O software foi validado usando-se soluções conhecidas para cilindros tanto com parâmetros termofísicos constantes quanto variáveis. Pode-se concluir que as ferramentas desenvolvidas foram adequadas para o estudo de problemas difusivos em geral. As ferramentas desenvolvidas foram usadas para descrever o processo de secagem de bananas inteiras. Na descrição, foram considerados volume e difusividade de calor e massa variáveis. Pode-se concluir que o modelo proposto para descrever o processo apresentou excelentes indicadores estatísticos na descrição da cinética de transferência de calor e massa. Pode-se concluir, também, que a exclusão do aquecimento do vapor nos cálculos efetuados não altera de forma significativa os resultados e que o uso do calor latente da água livre ao invés desta propriedade no produto não produz efeitos significativos. Por outro lado, o desprezo do calor latente de vaporização e a consideração da densidade e do calor específico do produto como propriedades constantes devem ser evitados. This work aims to study the phenomenon of the transient diffusion of heat and mass in solids with geometric form of an infinite cylinder. The study presents solutions for the diffusion equation with boundary condition of the third kind. Numerical tools for describing the diffusion of heat and mass in the ways mentioned were developed. For the numerical solutions proposed, the one-dimensional diffusion equation was discretized using the finite volume method with a fully implicit formulation, using cylindrical coordinates. For the numerical solution in cylindrical coordinates, two software have been developed on the Windows platform, one for mass migration and one for the heat transfer, using the Fortran programming language, Quick Win Application option. The software was validated using solutions known for cylinders with both constant and variable thermophysical parameters. It can be concluded that the developed tools were appropriate for the study of diffusion problems in general. The above tools were used to describe the process of drying whole banana. In the description, we considered the volume and diffusivities with variables values. It can be concluded that the proposed model to describe the process showed excellent statistical indicators to describe the kinetics of heat and mass transfer. One can also conclude that the exclusion of the vapor heating in the calculations performed does not significantly alter the results. In addition that using the latent heat of free water instead of this property in the product does not produce significant effects. On the other hand, discard the latent heat of vaporization and the consideration of density and specific heat of the product as constant properties should be avoided.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-13T20:31:59Z No. of bitstreams: 1 FABRÍCIO BATISTA BORGES – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 4027586 bytes, checksum: c02ca04ae0983633d70b155cc190bf48 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-13T20:31:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FABRÍCIO BATISTA BORGES – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 4027586 bytes, checksum: c02ca04ae0983633d70b155cc190bf48 (MD5) Previous issue date: 2016-09-23 Objetiva-se com este trabalho realizar estudos usando as soluções analítica e numérica da equação de difusão para descrever a secagem em camada fina de grãos de milho nas temperaturas de 45, 55, 65 e 75 ºC, os quais têm uma forma que pode ser aproximada a de um paralelepípedo. Foram utilizadas ferramentas numéricas e analíticas para o estudo dos fenômenos difusivos envolvendo as três dimensões geométricas dos grãos mencionados. Para a solução numérica proposta, a equação de difusão tridimensional foi discretizada utilizando os métodos dos volumes finitos, com uma formulação totalmente implícita, fazendo uso das coordenadas cartesianas. Com a finalidade de estabelecer a correta condição de contorno na descrição da cinética de secagem dos grãos de milho, foram utilizados três softwares para a determinação dos parâmetros de processo a partir dos dados experimentais via otimização. O primeiro software usado para simular a cinética de secagem do milho foi “Prescribed Adsorption – Desorption” V.2.2, que utiliza a solução analítica da equação de difusão empregando a condição de contorno do primeiro tipo. O segundo software utilizado foi o “Convective Adsorption – Desorption” V. 2.4. Este simula a cinética de secagem de produtos usando a solução analítica da equação de difusão empregando a condição de contorno do terceiro tipo. Já o terceiro software usado na otimização foi o “LS Optimizer” V.2.1, que determina os parâmetros de uma equação diferencial usando o método dos mínimos quadrados na solução numérica da equação de difusão com a condição de contorno do terceiro tipo. Esses dois últimos geraram resultados coerentes e consistentes em todas as etapas efetuadas durante os testes. Pode-se concluir que o segundo e o terceiro modelos propostos para analisar os dados da pesquisa foram coerentes e equivalentes, e os resultados obtidos foram satisfatórios. Assim, a condição de contorno do terceiro tipo foi usada para a solução numérica tridimensional da equação de difusão em coordenadas cartesianas. Testes de validação indicaram que a solução numérica desenvolvida apresenta resultados coerentes com aqueles esperados. The objective with this essay is to carry out studies using analytical and numerical solutions of the diffusion equation to describe the drying of thin layer of corn grains at temperatures of 45, 55, 65 and 75 ° C, which have a shape that can be approximated for a parallelepiped. Numerical and analytical tools were used for the study of the diffusive phenomena involving the three geometric dimensions of the mentioned grains. For the numerical solution proposed, the three dimensional diffusion equation was discretized using the finite volume method with a fully implicit formulation using the cartesian coordinates. In order to establish the right boundary condition in the description of the corn grain drying kinetics, three software were used for the determination of the process parameters from the experimental data using optimization. The first software used to simulate corn drying kinetics was "Prescribed Adsorption - Desorption" V.2.2, which uses the analytical solution of the diffusion equation using the boundary condition of the first type. The second software used was "Convective Adsorption - Desorption" V. 2.4. This one simulates the kinetics of drying products using the analytical solution of the diffusion equation using the boundary condition of the third kind. The third software used in the optimization was the "LS Optimizer" V.2.1 which determines the parameters of a differential equation using the method of least squares in the numerical solution of the diffusion equation using the boundary condition of the third kind.The latter two have generated coherent and consistent results in all steps performed during testing. It can be concluded that the second and third proposed models to analyze the survey data were consistent and equivalent and the results were satisfactory. Thus, the boundary condition of the third kind was used for three -dimensional numerical solution of the diffusion equation in cartesian coordinates. Validation tests indicated that the developed numerical solution provides coherent results with t hose expected.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-13T20:55:07Z No. of bitstreams: 1 PAULA CHRISTIANNE GOMES GOUVEIA SOUTO MAIA – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2015.pdf: 2231072 bytes, checksum: ae7116b6547ccb83d6170ccf2e265c42 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-13T20:55:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PAULA CHRISTIANNE GOMES GOUVEIA SOUTO MAIA – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2015.pdf: 2231072 bytes, checksum: ae7116b6547ccb83d6170ccf2e265c42 (MD5) Previous issue date: 2015-06-19 O estudo sobre sistema de liberação controlada de fármaco está em constante crescimento, pois visa melhorar e prolongar o controle da administração de fármacos. Insulina oral é um sonho dos pacientes e um desafio para os cientistas. Para os doentes, não é apenas o alívio da dor da aplicação de múltiplas injeções, mas também a proteção das células betas do pâncreas. A quitosana é um biomaterial considerado atóxico, não alergênica, biodegradável, biofuncional, biocompatível e as suas atividades biológicas compreendem a ação antioxidante, antimicrobiana, analgésica, aceleração da cicatrização, anti-inflamatórias além de ser muito estudada como matriz polimérica em sistemas de liberação controlada de fármacos. A gelatina por sua vez está sendo muito utilizada na área farmacêutica com a finalidade de favorecer o intumescimento do sistema e consequentemente acelerar o processo de liberação. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver membranas de quitosana, gelatina e insulina para uso em sistema de liberação controlada de fármacos. As membranas desenvolvidas foram caracterizadas pelas técnicas de Difração de raios-X (DRX), Espectroscopia na Região de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com Espectroscopia por Energia Dispersiva de raios X (EDS) e Microscopia Óptica (MO). Na técnica de DRX verificou que o que não ocorreu alteração significativa na cristalinidade das membranas. Com a técnica de FTIR verificou que a gelatina, insulina e o tripolifosfato de sódio não interferiram nos grupos funcionais de superfície da quitosana, mantendo desta forma as propriedades da mesma. No EDS foi possível detectar os elementos químicos característicos do material. Foi possível perceber, através das técnicas de MO e MEV, alteração na morfologia da membrana contendo insulina, gelatina e tripolifosfato de sódio quando comparada a de quitosana pura. Baseado nos resultados pode-se concluir que a insulina foi encapsulada pela quitosana e que a presença da gelatina influenciou no tamanho e forma dos poros das membranas e que a neutralização com NaOH diminuiu a quantidade de aglomerados nas superfícies dos arcabouços reticulados com tripolifosfato de sódio. The study of drug controlled release system is constantly growing, it aims to improve and extend the control of drug administration. Oral insulin is a dream of patients and a challenge for scientists. For patients, it's not just pain relief applying multiple injections, but also the protection of beta cells of the pancreas. Chitosan, a biomaterial is considered non-toxic, non-allergenic, biodegradable, biofunctional, biocompatible and their biological activities include the antioxidant action, antimicrobial, analgesic, acceleration of wound healing, anti-inflammatory as well as being widely studied as polymer matrix systems controlled drug release. Gelatin turn is being widely used in the pharmaceutical field for the purpose of favoring the system swelling and consequently accelerate the release process. Thus, this study aimed to develop chitosan membranes, gelatin and insulin for use in controlled release system of drugs. The developed membranes were characterized by powder Diffraction X-ray (XRD), spectroscopy in the infrared region with a Fourier transform (FTIR) analysis, Scanning Electron Microscopy (SEM) with Energy Dispersive Spectroscopy X-ray (EDS) and Microscopy optical (MO). In XRD technique we found that what was no significant change in the crystallinity of the membranes. With FTIR technique found that gelatin, insulin and sodium tripolyphosphate did not affect the surface functional groups of chitosan, thereby maintaining the properties thereof. The EDS was possible to detect the characteristic chemical elements of the material. It was possible to see, through the techniques of OM and SEM, change in morphology of the membrane containing insulin, gelatin and sodium tripolyphosphate compared to pure chitosan. Based on the results it can be concluded that insulin was encapsulated by chitosan and the presence of the gelatin influence the size and shape of the pores of the membranes and neutralization with NaOH decreased the amount of agglomerates on the surfaces of scaffolds crosslinked with sodium tripolyphosphate.