Modeling of particle size and energetic requirement in amaranth grain ball-milling / Modelado del requerimiento energético y del tamaño de partícula en la molienda de bolas del grano de amaranto

ABSTRACT Amaranth flour is of high nutritional value, which makes it a potential food. Grinding of the grains is a necessary operation to obtain products with physical properties that provide the food products with adequate characteristics. To analyze the effect of grinding velocity and time on the particle diameters and physical properties of Amaranth flour by ball mill, a Doehlert design with triplicate at the central point was used. The tests were carried out with the mass ratio (balls/samples) (R1:5). Granulometry curve of each design system was fitted to the Rosin-Ramler-Bennet and Holmes-Hukki equations. A found a very significant effect of the velocity on the particle diameters (D50, D63 and D80). The flour obtained were modeled satisfactorily (r2>0.99) by using the Rosin-Ramler-Bennet equation, where the homogeneity index of (n1) was obtained, which was directly influenced by the milling energy. By using the Holmes-Hukki model, were able to model the characteristic diameters with the grinding energy; a critical region was observed between 100μm and 200μm, where lost efficiency in the size reduction. The excess energy, released in the critical region, caused the decrease in starch crystallinity and structural changes in the protein, which affect the functional properties of the flour. The planetary mill is emerging as an effective mean of modifying the functional properties in the development of new food products.

RESUMEN La harina de amaranto es de alto valor nutricional, convirtiéndola en un alimento potencial. La molienda de los granos es una operación necesaria, para brindarle a los productos alimenticios unas adecuadas propiedades físicas. Para analizar el efecto de la velocidad y el tiempo de molienda sobre el diámetro de particular y las propiedades físicas de la harina obtenida por molienda de bolas, se usó un diseño experimental Doehlert, con réplica en el punto central. En las pruebas de molinería se tuvo en cuenta la relación masa de bolas/masa de muestra (R1:5). Las curvas de granulometría de cada punto del diseño experimental fueron modeladas por las ecuaciones de Rosin-Ramler-Bennet y Holmes-Hukki. Se encontró un efecto muy significativo de la velocidad de molienda sobre los diámetros característicos (D50, D63 y D80). El modelo de Rosin-Ramler-Bennet ajustó satisfactoriamente (r2>0.99), además, se obtuvo el índice de homogeneidad (n1), el cual, fue afectado directamente por la energía de molienda. El uso del modelo de Holmes-Hukki permitió relacionar el diámetro de partícula con la energía de molienda y se logró observar una región crítica entre 100μm y 200μm, donde hay una reducción en la eficiencia de la reducción de tamaño de partícula. El exceso de energía liberada en la región crítica causó el descenso en la cristalinidad del almidón y provocó cambios en la estructura de las proteínas, lo cual, modificó las propiedades físicas de la harina. El Molino planetario es una técnica emergente y efectiva para modificar las propiedades funcionales en el desarrollo de nuevo productos alimenticios.

Distribuição das taxas de infiltração em áreas afetadas por processos erosivos acelerados e recobertas por materiais antropogênicos / Infiltration distribution rates on areas affected by rapid erosive process and covered by anthropogenic materials

RESUMO Este artigo busca avaliar a distribuição das taxas de infiltração na dinâmica de áreas afetadas por processos erosivos acelerados e recobertas por material antropogênico. Foram realizados ensaios de infiltração com o uso de infiltrômetro em pontos distribuídos na área de investigação. Os dados foram ajustados à função de decaimento de Horton, e seus parâmetros, correlacionados com atributos do meio físico e do modelo digital do terreno por meio do coeficiente de correlação de Pearson. Os resultados permitiram constatar grande variabilidade das taxas de infiltração, decorrentes das complexidades geradas pelas diversas obras de contenção, com diferentes variáveis morfológicas, granulométricas e de uso da terra, nos diferentes setores amostrados. Apesar da variação espacial dessas taxas, a avaliação setorizada, coerente com as características do meio físico, permitiu a constatação das principais variáveis que interferem nos parâmetros representativos das taxas de infiltração. Assim, em setores de baixa vertente, há correlação forte entre as taxas de infiltração e a areia fina, assim como entre essas taxas e a distância do rio. Já nos setores de alto declive e pastagem, tais correlações são altas entre as taxas de infiltração final e os materiais finos (argila e argila + silte). Em setores de alta vertente, sem cobertura vegetal, as correlações mais fortes ocorrem entre a infiltração final e o fluxo de escoamento superficial acumulado. Tais dados apontam, portanto, para a complexidade do próprio fenômeno, que depende tanto das características dos materiais de superfície e da morfologia dos terrenos quanto da situação específica da área.

ABSTRACT In this paper, infiltration distribution rates were evaluated on areas affected by accelerated erosive processes and covered by anthropogenic material. Infiltration tests were performed at several samples distributed in the area. The data were adjusted to the Horton decay function, and its parameters were correlated with attributes of the physical environment and the terrain digital model, using the Pearson correlation coefficient (r). Results pointed out great variability of infiltration rates, due to the complexities generated by several structural interventions in the different sectors sampled, with different morphological, granulometric and land use variables. The analysis made sector by sector here proposed allowed verifying the main variables that interfere in the parameters that represent the infiltration rates, in spite of the spatial variability for infiltration rates. In low-slope sectors, there was a strong correlation between infiltration rates and sand, as well as between these rates and river distance. In high slope and grassland areas, such correlations are high between the final infiltration rates and the fine materials (clay and clay + silt). In high-slope areas with no vegetation coverage, the strongest correlations occur between the final infiltration and the cumulative runoff flow. Therefore, results here presented emphasize that both the characteristics of the cover materials and the morphology of the land are determinant for data analysis.

Distribution and density of the bivalve Anomalocardia brasiliana in the estuarine region of Northeastern Brazil / Distribuição e densidade do bivalve Anomalocardia brasiliana em região estuarina do semiárido do Nordeste do Brasil

Abstract The objective of this study was to analyze the density and distribution of the bivalve Anomalocardia brasiliana in beaches in the estuarine region of the semiarid in Rio Grande do Norte State, Barra and Pernambuquinho (04°56.978'S and 37°08.961'W and 04°56.792'S and 37°09.375'W, respectively). Samples were collected monthly during 37 months using five transects (300 m long and 400 m apart) laid perpendicularly to the beach line toward the sea. Seven collection points, 50 m apart, were set in each transect, and shellfish and sediment samples were collected. Temperature and salinity were measured in each transect. The results showed a temperature variation of average values ​​of 3 °C; the greatest variation (33.2 °C) was observed in May of 2009. The lowest average salinity values were observed between April and June of 2009 (5, 8.7, and 7.8, respectively). This fact was due to an atypical rainfall in the region, which resulted in a large freshwater inflow into the estuary; the average salinity values ​​were about 40 in the remaining months. The highest precipitation values were observed in April/09, April/10, and April/11; the highest precipitation occurred in April/09 (316.3 mm). The lower average densities of A. brasiliana were observed in April and May/09 when compared to the other months; the lowest value was observed in April/09 (26 ind/m2). The highest densities occurred between November/10 and July/11, with values ​​ranging from 70 to 322 ind/m2. The highest inflow of young individuals (lengths from 2 to 5 mm) was observed between April and June of 2010 and on September/10 while the highest frequency of adults (from 20 to 25 mm) occurred between December of 2010 and April of 2011. Hence, the results of this study show that in the months with the greatest rainfall, salinity and the average density of A. brasiliana showed the lowest values.

Resumo O objetivo do trabalho foi analisar a densidade e distribuição do bivalve Anomalocardia brasiliana em praias de uma região estuarina do semiárido do Rio Grande do N (Barra - 04°56,978'S, 37°08,961'O e Pernambuquinho - 04°56,792'S, 37°09,375'O). As coletas foram realizadas durante 37 meses (abril/09 a abril/12). Mensamente foram dispostos cinco transectos (300 m de comprimento e distanciando 400 m entre si, perpendicularmente à linha da praia em direção ao mar. Em cada transecto foram definidos sete pontos de coletas com distância de 50 m entre si e coletadas amostras de moluscos e sedimento. Em cada transecto aferiu-se a temperatura e salinidade da água. Os resultados mostraram que houve uma variação dos valores médios de temperatura de 3°C, sendo o mês de maio/09 ocorreu o maior valor dessa variável (33,2 °C). Quanto aos valores médios de salinidade, o período de abril a junho/09 apresentou-se os menores valores médio da salinidade (5, 8,7 e 7,8, respectivamente), tal fato ocorreu, devido a um período de chuvas atípicas na região, que resultou em um grande aporte de água doce no estuário, nos demais meses os valores médios da salinidade foram cerca de 40. Ao analisar a precipitação observou-se, que os maiores valores ocorreram nos meses de abril/09, abril/10 e abril/11, sendo que o maior valor da precipitação ocorreu no mês de abril/09 (316,3 mm). As densidades médias de A. brasiliana nos meses de abril e maio/09 foram menores quando comparadas as densidades médias dos demais meses, sendo que o menor valor foi observado no mês de abril/09 (26 ind/m2). As maiores densidades ocorreram no período de novembro/2010 a julho/2011, com valores variando de 70 a 322 ind/m2. No período de abril a junho de 2010 e no mês de setembro/10 foi observada uma maior entrada de indivíduos jovens (comprimentos entre 2 a 5 mm), enquanto que durante o período de dezembro/2010 a abril/2011 ocorreu uma maior frequência de indivíduos adultos (entre 20 a 25 mm). Assim verificou-se com o presente estudo que, nos meses que ocorreram maior precipitação, salinidade e densidade média de A. brasiliana foi menor.

Distribution and density of the bivalve Anomalocardia brasiliana in the estuarine region of Northeastern Brazil

Abstract The objective of this study was to analyze the density and distribution of the bivalve Anomalocardia brasiliana in beaches in the estuarine region of the semiarid in Rio Grande do Norte State, Barra and Pernambuquinho (04°56.978S and 37°08.961W and 04°56.792S and 37°09.375W, respectively). Samples were collected monthly during 37 months using five transects (300 m long and 400 m apart) laid perpendicularly to the beach line toward the sea. Seven collection points, 50 m apart, were set in each transect, and shellfish and sediment samples were collected. Temperature and salinity were measured in each transect. The results showed a temperature variation of average values of 3 °C; the greatest variation (33.2 °C) was observed in May of 2009. The lowest average salinity values were observed between April and June of 2009 (5, 8.7, and 7.8, respectively). This fact was due to an atypical rainfall in the region, which resulted in a large freshwater inflow into the estuary; the average salinity values were about 40 in the remaining months. The highest precipitation values were observed in April/09, April/10, and April/11; the highest precipitation occurred in April/09 (316.3 mm). The lower average densities of A. brasiliana were observed in April and May/09 when compared to the other months; the lowest value was observed in April/09 (26 ind/m2). The highest densities occurred between November/10 and July/11, with values ranging from 70 to 322 ind/m2. The highest inflow of young individuals (lengths from 2 to 5 mm) was observed between April and June of 2010 and on September/10 while the highest frequency of adults (from 20 to 25 mm) occurred between December of 2010 and April of 2011. Hence, the results of this study show that in the months with the greatest rainfall, salinity and the average density of A. brasiliana showed the lowest values.

Resumo O objetivo do trabalho foi analisar a densidade e distribuição do bivalve Anomalocardia brasiliana em praias de uma região estuarina do semiárido do Rio Grande do N (Barra - 04°56,978S, 37°08,961O e Pernambuquinho - 04°56,792S, 37°09,375O). As coletas foram realizadas durante 37 meses (abril/09 a abril/12). Mensamente foram dispostos cinco transectos (300 m de comprimento e distanciando 400 m entre si, perpendicularmente à linha da praia em direção ao mar. Em cada transecto foram definidos sete pontos de coletas com distância de 50 m entre si e coletadas amostras de moluscos e sedimento. Em cada transecto aferiu-se a temperatura e salinidade da água. Os resultados mostraram que houve uma variação dos valores médios de temperatura de 3°C, sendo o mês de maio/09 ocorreu o maior valor dessa variável (33,2 °C). Quanto aos valores médios de salinidade, o período de abril a junho/09 apresentou-se os menores valores médio da salinidade (5, 8,7 e 7,8, respectivamente), tal fato ocorreu, devido a um período de chuvas atípicas na região, que resultou em um grande aporte de água doce no estuário, nos demais meses os valores médios da salinidade foram cerca de 40. Ao analisar a precipitação observou-se, que os maiores valores ocorreram nos meses de abril/09, abril/10 e abril/11, sendo que o maior valor da precipitação ocorreu no mês de abril/09 (316,3 mm). As densidades médias de A. brasiliana nos meses de abril e maio/09 foram menores quando comparadas as densidades médias dos demais meses, sendo que o menor valor foi observado no mês de abril/09 (26 ind/m2). As maiores densidades ocorreram no período de novembro/2010 a julho/2011, com valores variando de 70 a 322 ind/m2. No período de abril a junho de 2010 e no mês de setembro/10 foi observada uma maior entrada de indivíduos jovens (comprimentos entre 2 a 5 mm), enquanto que durante o período de dezembro/2010 a abril/2011 ocorreu uma maior frequência de indivíduos adultos (entre 20 a 25 mm). Assim verificou-se com o presente estudo que, nos meses que ocorreram maior precipitação, salinidade e densidade média de A. brasiliana foi menor.

Dois planos de amostragem para análise de fumonisinas em milho / Two sampling plans for fumonisins analysis in maize

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de dois planos de amostragem para análise de fumonisinas (B1+B2) em 11 lotes de milho. Empregaram-se o plano de amostragem manual em grãos inteiros, através do calador graneleiro e o plano de Amostragem Automático em Fluxo Contínuo em grãos moídos (AAFC). Para a comparação dos dois planos de amostragem, foram utilizadas duas medidas de dispersão: a variância e o coeficiente de variação. Em cada plano de amostragem, foram determinadas as variâncias associadas às três etapas do procedimento de detecção das fumonisinas (amostragem, preparação da amostra e análise) e os coeficientes de variação total. A correlação entre as médias de concentrações de fumonisinas e as variâncias de cada etapa do procedimento de detecção foi avaliada para cada plano amostral através da análise de regressão. Na AAFC de milho moído para análise de fumonisinas, obtiveram-se resultados inferiores (P<0,01) de variância na etapa de amostragem (0,0226mg kg-1)², assim como no coeficiente de variação total (6,37%), quando comparados com a variância da amostragem manual (0,0685mg kg-1)² e coeficiente de variação total do plano de amostragem manual em grãos inteiros (8,94%), apresentando, portanto, maior eficiência na detecção de fumonisinas em milho.

The aim of this research was to evaluate the efficiency of two sampling plans for fumonisins (B1+B2) analysis in 11 lots of maize. For sample collection the two systems used were a manual system in whole grains, using sampling spear, and an automatic system in milled grains, using the continuous flow sampling system (CFSS). For comparison purpose, two dispersion measurements were used: variance and coefficient of variation. For each sampling plan the variance associated to the three steps of fumonisins quantification (sampling, sample preparation, and analysis), and the total coefficient of variation were determined. The correlation between the average fumonisins concentration and the variances for each phase of the detection procedure was evaluated for each sampling plan using analysis of regression. At the automatic sampling plan in milled grains for fumonisins analysis in maize both sampling variance (0.0226mg kg-1)² and total coefficient of variation (6.37%) were lower (P<0.01) than in the manual sampling plan in whole grains whit (0.0685mg kg-1)² of variance and 8.94% of coefficient of variation, showing so better efficiency for fumonisin detection on maize.

Origem e dinâmica da deposição dos sedimentos superficiais na Várzea do Lago Grande de Curuai, Pará, Brasil / Source and deposition dynamics of superficial sediments in the "Várzea do Lago Grande de Curuai" floodplain, Pará, Brazil

Este estudo tem por objetivo caracterizar os sedimentos superficiais de um sistema de Várzea do Rio Amazonas, quanto a sua granulometria e ao seu teor orgânico, assim como compreender a origem e a hidrodinâmica destes sedimentos. 51 amostras de sedimento superficial foram coletadas na Várzea do Lago Grande de Curuai, localizada na margem direita do Rio Amazonas à aproximadamente 850km da foz. A granulometria, o teor em carbono orgânico e nitrogênio total, a razão entre o carbono e o nitrogênio (C/N), assim como o isótopo estável do carbono (δ13C) e do nitrogênio (δ15N) foram utilisados para este fim. Este estudo colocou em evidência que os sedimentos da várzea são finos, caracterizados principalmente pela presença de silte (médio à fino), seguido de argila e tem como principal fonte o Rio Amazonas e a Formação Alter do Chão. A presença de areia é pequena e extremamente localizada, próxima as áreas de deságue dos igarapés de terra firme que representam sua maior fonte. O teor de matéria orgânica nestes sedimentos varia entre 1,5 à 37% de carbono. Os resultados do isótopo do carbono (13C) e da razão C/N evidenciam a presença de matéria orgânica composta por diferentes fontes: material orgânico terrígeno, macrofítico, solos, material orgânico transportado pelo rio, e um componente fitoplanctônico.

The main objectives of this study were to characterize superficial sediments of an Amazonian floodplain system, by its size and organic content, and also to understand the local hydrodynamic and sources of these sediments. 51 samples of superficial sediment were collected in the floodplain “Várzea do Lago Grande de Curuai”, located on the right bank of the Amazon River, approximately, 850km from the estuary. The granulometry, the organic carbon and total nitrogen contents, the carbon and nitrogen ratio (C/N), as well as the isotope of carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) were used. This study points out that the sediments of the Curuai floodplain are fine, characterized mainly by the presence of silt (medium to fine), followed by clays. The main sources of these sediments are the Amazon River followed by “Alter do Chão” formation. The presence of sand was extremely located and near the inflow areas of “terra firme” igarapés that are the main source. The organic matter contents ranged between 1.5% and 37% of carbon. On the other hand, the results of 13C and C/N ratio evidence the presence of an organic matter made up of different sources: flooding forest, macrofítes, soil, organic material carried by the River and a phytoplanctonic component.