dc.creator | Voss, Mônica | |
dc.date.accessioned | 2022-07-08T14:00:08Z | |
dc.date.available | 2022-07-08T14:00:08Z | |
dc.date.issued | 2020-03-14 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/25297 | |
dc.description.abstract | The 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.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Entalpimetria por infravermelho térmico | por |
dc.subject | Teor alcoólico | por |
dc.subject | Termografia ativa biofilme | por |
dc.subject | Sujidade | por |
dc.subject | Thermal infrared enthalpimetry | eng |
dc.subject | Alcohol content | eng |
dc.subject | Active thermography | eng |
dc.subject | Biofilm | eng |
dc.subject | Residues | eng |
dc.title | Aplicação da termografia no infravermelho no controle da qualidade em indústrias de alimentos | por |
dc.title.alternative | Application of thermography in infrared quality control in food industries | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | Os 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.advisor1 | Barin, Juliano Smanioto | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7545847424095994 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Duarte, Fábio Andréi | |
dc.contributor.referee1 | Cichoski, Alexandre José | |
dc.contributor.referee2 | Santos, Roberto Christ Vianna | |
dc.contributor.referee3 | Mortari, Sergio Roberto | |
dc.contributor.referee4 | Costa, Adilson Ben da | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1982780095870178 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Ciência e Tecnologia dos Alimentos | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos Alimentos | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos Alimentos | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Rurais | por |