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https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/3877| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Força de adesão entre o leite em pó e o aço inoxidável utilizando a técnica centrífuga |
| Autor(es): | Borin, Raquel |
| Primeiro Orientador: | Felicetti, Marcos Alceu |
| Resumo: | O objetivo deste trabalho foi avaliar a adesão de partículas de leite em pó sobre uma superfície de aço inox utilizando a técnica centrífuga. Para tal finalidade, foi investigado a influência do tamanho das partículas do material orgânico e da velocidade de compressão sobre a força de adesão partícula-substrato. Nos ensaios experimentais, partículas de leite em pó foram dispersas sob vácuo sobre a superfície do disco de aço inox. Na aplicação da técnica centrífuga é avaliada as forças de compressão (press-on) e de desprendimento (spin-off) das partículas sobre a superfície do substrato. Para isso, foram variadas as velocidades angulares de compressão em 1000, 5500 e 10000 rpm e as velocidades angulares de desprendimento em 2000, 4000, 6000, 8000 e 10000 rpm. As faixas de diâmetro estudadas para as partículas de leite em pó foram 20 - 40, 40 - 60 e 60 - 80 µm. Após a aplicação da velocidade angular de compressão (press-on) foi realizado a contagem das partículas de leite em pó aderidas na superfície de aço inox a partir de imagens fotografadas por uma câmera digital com auxílio de microscópio. Cada imagem foi analisada em um software de análise de imagens (Image-Pro Plus 6.0). Em seguida, os discos retornaram à centrífuga para aplicação da velocidade angular de spin-off para as diferentes velocidades de rotação respeitando a ordem crescente. Após cada velocidade rotacional de desprendimento, foi realizada a contagem do número de partículas remanescentes. A partir dos dados obtidos pela análise de imagens foi possível determinar a força de adesão. Os resultados obtidos mostraram que as partículas de diâmetro médio menor tenderam a permanecer mais aderidas a superfície do disco do que as partículas de maior diâmetro médio. O aumento da velocidade angular de compressão aumentou a aderência das partículas na superfície do substrato. O leite em pó obedeceu a uma distribuição log-normal de porcentagens de partículas aderidas em função da força de adesão, e assim foi possível calcular a mediana geométrica da força de adesão. Foi verificado que a força de adesão aumentou com o aumento do tamanho das partículas e com o aumento da velocidade angular de press-on. A maioria dos valores obtidos para a distância de separação efetiva mantiveram-se constantes em relação a variação ao tamanho da partícula e reduziram com o aumento da força de compressão. Os valores da força de adesão experimentais foram comparados com valores calculados por meio de modelos matemáticos: teórico de DerjaguinMüller-Toporov, obtido por ajustes aos dados experimentais e por meio de planejamento experimental. De forma geral, os valores resultantes dos três modelos matemáticos não se aproximaram dos valores da força de adesão experimentais, possivelmente devido a características das partículas não avaliadas pelos modelos, como a deformação elástica conforme aumento das forças de compressão. Por fim, foi verificado a influência direta da variação da velocidade angular de compressão e do diâmetro médio das partículas na força de adesão do leite em pó em uma superfície de aço inox. |
| Abstract/Resumen: | The objective of this work was to evaluate the adhesion force between powdered milk particles and stainless steel surface using centrifugal technique. For this purpose, the influenceof the particle size of the organic material and the compression speeds on the particlesubstrate adhesion force was investigated. In the tests, powdered milk particles were dispersedunder vacuum on the surface of the stainless steel disc. In the application of the centrifugaltechnique is evaluated press-on and spin-off forces of the particles on the substrate surface.For this, the press on were varied in 1000, 5500 and 10000 rpm and the spin off in 2000,4000, 6000, 8000 and 10000 rpm. The diameter ranges studied for the powdered milkparticles were 20-40, 40-60 and 60-80 µm. After applying press-on speeds, the powdered milkparticles adhered to the stainless steel surface were counted from images photographed by adigital camera with microscope aid. Each image was analyzed using an image analyzersoftware (Image-Pro Plus 6.0). Then, the discs returned to the centrifuge to apply the spin-offfor the different rotation speeds respecting the ascending order. After each rotational spin offspeeds, the number of remaining particles was counted. From the data obtained by the imageanalysis it was possible to determine the adhesion force. The results showed that particles ofsmaller average diameter tended to remain more adhered to the disk surface than particles oflarger average diameter. Increasing angular compression speeds increased particle adhesion tothe substrate surface. The milk powder obeyed a log-normal distribution of percentages ofadhered particles as a function of adhesion force, and thus it was possible to calculate thegeometric median of adhesion force. It was found that adhesion force increased withincreasing particle size and increasing press-on speeds. Most of the values obtained for thedistance effective separation remained constant in relation to the variation in particle size anddecreased with increasing compression strength. The values of experimental adhesion forcewere compared with values calculated by mathematical models: theoretical Derjaguin-MüllerToporov, obtained by adjustments to experimental data and by experimental planning. Ingeneral, the values obtained by the three mathematical models did not approximate the valuesof the experimental adhesion force, possibly due to particle characteristics not evaluated bythe models, such as elastic deformation as the compression forces increase. Finally, it wasverified the influence of the press on speeds and the average particle diameter on the adhesionforce of the powdered milk on a stainless steel surface. |
| Palavras-chave: | Tecnologia de alimentos Leite em pó Aço inoxidável Centrifugação Forças centrífugas |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Instituição: | Universidade Federal da Fronteira Sul |
| Sigla da Instituição: | UFFS |
| Faculdade, Instituto ou Departamento: | Campus Laranjeiras do Sul |
| Nome do Programa de Pós Graduação : | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/3877 |
| Data do documento: | 2020 |
| Nível: | Mestrado |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos |
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