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dc.creatorVoss, Mônica
dc.date.accessioned2022-07-08T14:00:08Z
dc.date.available2022-07-08T14:00:08Z
dc.date.issued2020-03-14
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/25297
dc.description.abstractThe official methods used for the determination of alcohol content of beverages require a previous stage of distillation, with limitations as low throughput and time- and energy-consuming steps. Another challenge to be overcome in the food industries is the non-invasive, non-destructive and in situ verification of the presence of food residues and bacterial biofilms on the metallic surfaces of equipment and utensils. Firstly, a new method was proposed in this work, combining paper devices and thermal infrared enthalpimetry (TIE-P) for simple, green and high-yield determination of the alcohol content of distilled beverages. The dilution heat between water and ethanol was explored and temperature changes were measured using an infrared camera. The results obtained with the TIE-P showed an agreement of 98.8 to 101.4% with the official method (AOAC), in addition to presenting a high frequency of analysis (480 samples per h), a reduction of three orders of magnitude in the consumption of energy, 560 times in the analysis time, 2000 times in the water footprint and insignificant environmental impacts compared to the AOAC method (1.9x 10-5, 7.22 kg CO2eq). Afterwards, the infrared thermography was used for the detection of residues and bacterial biofilms on the metallic surfaces. Active thermography was used and sources of heat and cold were used to generate a thermal gradient between stainless steel and residue and/or biofilm. The presence of Pseudomonas aeruginosa biofilms on stainless steel coupons was evaluated and the images with those from scanning electron microscope (SEM). A free software (Thermofilm) was developed for image processing and the results compared to ImageJ. A good agreement (87.7 to 103.8%) was obtained in relation to ImageJ and images of coupons treated with disinfectant (peracetic acid) were obtained to show the applicability of the proposed method for biofilm studies. All analytical steps can be performed in 3 minutes, being non-invasive, non-destructive, low-cost, portable and easy to use. Lastly, active thermography was used for the detection of residues on the knives used in meat industry. The temperature of -11 °C and 5 s for reading were suitable for the detection of food residues simulated contamination. The intermediate precision and repeatability of the proposed method showed relative standard deviations <7% and good accuracy (from 86 to 103%). Therefore, this result showed that the proposed method can be applied in routine analyzes for the detection of food residues on knife blades. Therefore, the proposed infrared thermographic methods in this work presented excellent performance, being an adequate alternative for application in routine analysis, due to the low cost, high frequency of analysis and simplicity.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectEntalpimetria por infravermelho térmicopor
dc.subjectTeor alcoólicopor
dc.subjectTermografia ativa biofilmepor
dc.subjectSujidadepor
dc.subjectThermal infrared enthalpimetryeng
dc.subjectAlcohol contenteng
dc.subjectActive thermographyeng
dc.subjectBiofilmeng
dc.subjectResidueseng
dc.titleAplicação da termografia no infravermelho no controle da qualidade em indústrias de alimentospor
dc.title.alternativeApplication of thermography in infrared quality control in food industrieseng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoOs métodos oficiais empregados para a determinação do teor alcoólico de bebidas requerem uma etapa prévia de destilação, apresentando limitações principalmente com relação à frequência e o tempo envolvido nas análises, assim como consumo elevado de energia. Outro desafio a ser superado nas indústrias de alimentos é a verificação não invasiva, não destrutiva e in situ da presença de sujidades e biofilmes bacterianos sobre as superfícies metálicas dos equipamentos e utensílios. Dessa forma, primeiramente é proposto nesse trabalho um novo método, combinando dispositivos de papel e entalpimetria por infravermelho térmico (TIE-P) para determinação simples, verde e de alto rendimento do teor alcoólico de bebidas destiladas, onde o calor de diluição entre água e etanol foi explorado e as mudanças de temperatura foram medidas usando uma câmera no infravermelho. Os resultados obtidos com a TIE-P apresentaram concordâncias de 98,8 a 101,4% com o método oficial (AOAC), elevada frequência de análise (480 amostras por h), redução de três ordens de magnitude no consumo de energia, 560 vezes no tempo de análise, 2000 vezes na pegada hídrica, com impactos ambientais insignificantes em comparação ao método da AOAC (1,9x 10- 5, e 7,22 kg CO2eq). Posteriormente, a termografia no infravermelho foi utilizada para a determinação in situ da presença de sujidades e biofilmes bacterianos sobre as superfícies metálicas (cupons e facas). Para tanto, foi empregada a termografia ativa, na qual fontes de calor e frio foram utilizadas para gerar gradiente térmico entre o aço inoxidável e a sujidade e/ou biofilme. No caso da detecção dos biofilmes de Pseudomonas aeruginosa sobre cupons de aço inoxidável, as imagens geradas pela termografia foram comparadas com as imagens geradas pelo microscópio eletrônico de varredura (MEV) e um software livre (Thermofilm) foi desenvolvido e comparado com o ImageJ. Os resultados obtidos apresentaram boa concordância (87,7 a 103,8%) e foi possível captar imagens do efeito de desinfetante (ácido peracético) para estudos de biofilme com o método proposto. Todas as etapas analíticas podem ser realizadas em 3 minutos, sendo não invasivas, não destrutivas, de baixo custo, portátil e fácil de usar. Por fim, a termografia ativa foi aplicada também para a verificação de sujidade em facas usadas na indústria de carnes. Assim, a temperatura de -11°C por 120 s foi usada para gerar o gradiente térmico e 5 s foram suficientes para aquisição das imagens. Os resultados obtidos para uma contaminação simulada das facas foram comparados com os do método indicador com swab, demonstrando a maior eficiência da termografia para a detecção de resíduos de carne de frango. A precisão intermediária e a repetibilidade do método proposto apresentaram desvios padrão relativos <7% e boa precisão (86 a 103%). Portanto, esse resultado mostrou que o método proposto pode ser aplicado em análises de rotina para a detecção de resíduos alimentares nas lâminas das facas. Portanto, ambos os métodos propostos neste trabalho com o uso da termografia no infravermelho apresentaram excelente desempenho, mostrando-se uma alternativa adequada para aplicação em análise de rotina, devido ao baixo custo, elevada frequência de análise e simplicidade.por
dc.contributor.advisor1Barin, Juliano Smanioto
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7545847424095994por
dc.contributor.advisor-co1Duarte, Fábio Andréi
dc.contributor.referee1Cichoski, Alexandre José
dc.contributor.referee2Santos, Roberto Christ Vianna
dc.contributor.referee3Mortari, Sergio Roberto
dc.contributor.referee4Costa, Adilson Ben da
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1982780095870178por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentCiência e Tecnologia dos Alimentospor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos Alimentospor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos Alimentospor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOSpor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Ruraispor


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