Alternative vibro-dynamic compression processing of wood-cement composites using Amazonian wood

Wood-cement composite (WCC) is a potential construction material for tropical regions, due to its physico-mechanical properties and resistance to decay and fungi attack. However it is important to test alternative production methods and wood materials that are easier and cheaper than those traditionally used, in order to create a higher demand for this product. The aim of this work was to evaluate the use of wood from four Amazonian species (Eschweilera coriaceae, Swartzia recurva, Manilkara amazonica and Pouteria guianensis) in the production of wood-cement composites through a vibro-dynamic compression process, an alternative method to the use of a hydraulic press. The inhibition degree caused by the wood to the cement cure, measured by the factor CA, indicated that all species were compatible with Portland cement (CP II-Z). WCC with densities higher than 1,100 kg m-3 (produced with E. coriaceae and S. recurva particles) showed compressive strength values higher than 10 MPa, which fulfills the minimum requirement for lightweitgh reinforced concrete blocks for structural use. (AU)

Compósito madeira-cimento é um potencial material de construção para regiões tropicais, devido a suas propriedades físico-mecânicas e resistência ao ataque de fungos e podridão. Contudo, é importante testar métodos alternativos de produção e madeiras que sejam mais simples e baratos do que os tradicionalmente usados, para que se alcance uma maior demanda para esse produto. O objetivo deste estudo foi avaliar o uso de madeira de quatro espécies amazônicas (Eschweilera coriaceae, Swartzia recurva, Manilkara amazonica e Pouteria guianensis) na produção de compósitos de madeira-cimento (WCC) pelo processo de compactação vibro-dinâmica, um método alternativo que dispensa o uso de prensas hidráulicas. O grau de inibição à pega do cimento causado pela presença da madeira foi medido pelo fator CA e indicou que todas as quatro espécies foram compatíveis com o cimento Portland (CP II-Z). Compósitos com massa específica superior a 1.100 kg m-3 (produzidas com partículas de E. coriaceae e S. recurva) apresentaram valores de compressão axial acima de 10 MPa, requisito mínimo para classificar como blocos de concreto reforçados leves de uso estrutural.(AU)

Water and sucrose diffusion coefficients during osmotic dehydration of sapodilla (Achras zapota L. ) / Coeficiente de difusão da água e sacarose durante a desidratação osmótica do sapoti (Achras zapota L. )

ABSTRACT: Sapodilla is an original fruit from Central America that is well adapted in all regions of the Brazilian territory. Despite its wide adaptation and acceptance in fruit markets, it is rare to find it outside tropical regions, partially because of its high perishability. The development of alternative, simple, and inexpensive methods to extend the conservation and marketing of these fruits is important, and osmotic dehydration is one of these methods. The main objective of this study was to determine the water and sucrose diffusion coefficients during the osmotic dehydration of sapodilla. This process was performed in short duration (up to 6h) to evaluate detailed information on water loss and solids gain kinetics at the beginning of the process and in long duration (up to 60h) to determine the equilibrium concentrations in sapodilla. The immersion time had greater influence on the water and sucrose diffusion coefficients (P 0.05); the maximum water loss (WL) and solute gain (SG) occurred in the osmotic solution at the highest concentration. Water and sucrose diffusion coefficients ranged from 0.00 x 10-10 m2/s to 1.858 x 10-10 m2/s, and from 0.00 x 10-10to 2.304 x 10-10 m2/s, respectively. Thus, understanding the WL and SG kinetics during the process of sapodilla osmotic dehydration could significantly contribute to new alternatives of preservation and commercialization of this fruit.

RESUMO: O sapoti é um fruto originário da América Central que está bem adaptado em todas as regiões do território brasileiras. Apesar de sua ampla adaptação e aceitação, o fruto é raro fora das regiões tropicais, o que se deve em parte à sua alta perecibilidade. O desenvolvimento de métodos alternativos, simples e de baixo custo para prolongar a conservação e comercialização desses frutos é importante e a desidratação osmótica é um desses métodos. O objetivo principal desta pesquisa foi determinar os coeficientes de difusão da água e sacarose durante a desidratação osmótica de sapoti. Desidratação osmótica de sapoti foi realizada em um curto período de tempo (até 6 horas), tendo como finalidade fornecer informações detalhadas da cinética da perda de água e ganho de sólidos no início do processo, e em longos períodos de tempo (até 60 horas), a fim de determinar as concentrações de equilíbrio no sapoti. O tempo de imersão teve maior influência sobre o coeficiente de difusão da água e sacarose (P 0,05); a máxima perda de umidade (PU) e ganho de solutos (GS) pela fruta ocorreram na solução osmótica de maior concentração (60°Brix). O coeficiente de difusão da água e sacarose variou de 0,00 x 10-10 a 1,858 x 10-10 m2 s-1 e de 0,00 x 10-10 a 2,304 x 10-10 m2s-1, respectivamente. Assim, torna-se válida a realização desta pesquisa, tendo como objetivo conhecer a cinética da PU e GS durante a desidratação osmótica do sapoti e oferecer ao produtor uma nova alternativa para preservar e comercializar o referido fruto.

Water and sucrose diffusion coefficients during osmotic dehydration of sapodilla (Achras zapota L. ) / Coeficiente de difusão da água e sacarose durante a desidratação osmótica do sapoti (Achras zapota L. )

ABSTRACT: Sapodilla is an original fruit from Central America that is well adapted in all regions of the Brazilian territory. Despite its wide adaptation and acceptance in fruit markets, it is rare to find it outside tropical regions, partially because of its high perishability. The development of alternative, simple, and inexpensive methods to extend the conservation and marketing of these fruits is important, and osmotic dehydration is one of these methods. The main objective of this study was to determine the water and sucrose diffusion coefficients during the osmotic dehydration of sapodilla. This process was performed in short duration (up to 6h) to evaluate detailed information on water loss and solids gain kinetics at the beginning of the process and in long duration (up to 60h) to determine the equilibrium concentrations in sapodilla. The immersion time had greater influence on the water and sucrose diffusion coefficients (P 0.05); the maximum water loss (WL) and solute gain (SG) occurred in the osmotic solution at the highest concentration. Water and sucrose diffusion coefficients ranged from 0.00 x 10-10 m2/s to 1.858 x 10-10 m2/s, and from 0.00 x 10-10to 2.304 x 10-10 m2/s, respectively. Thus, understanding the WL and SG kinetics during the process of sapodilla osmotic dehydration could significantly contribute to new alternatives of preservation and commercialization of this fruit.(AU)

RESUMO: O sapoti é um fruto originário da América Central que está bem adaptado em todas as regiões do território brasileiras. Apesar de sua ampla adaptação e aceitação, o fruto é raro fora das regiões tropicais, o que se deve em parte à sua alta perecibilidade. O desenvolvimento de métodos alternativos, simples e de baixo custo para prolongar a conservação e comercialização desses frutos é importante e a desidratação osmótica é um desses métodos. O objetivo principal desta pesquisa foi determinar os coeficientes de difusão da água e sacarose durante a desidratação osmótica de sapoti. Desidratação osmótica de sapoti foi realizada em um curto período de tempo (até 6 horas), tendo como finalidade fornecer informações detalhadas da cinética da perda de água e ganho de sólidos no início do processo, e em longos períodos de tempo (até 60 horas), a fim de determinar as concentrações de equilíbrio no sapoti. O tempo de imersão teve maior influência sobre o coeficiente de difusão da água e sacarose (P 0,05); a máxima perda de umidade (PU) e ganho de solutos (GS) pela fruta ocorreram na solução osmótica de maior concentração (60°Brix). O coeficiente de difusão da água e sacarose variou de 0,00 x 10-10 a 1,858 x 10-10 m2 s-1 e de 0,00 x 10-10 a 2,304 x 10-10 m2s-1, respectivamente. Assim, torna-se válida a realização desta pesquisa, tendo como objetivo conhecer a cinética da PU e GS durante a desidratação osmótica do sapoti e oferecer ao produtor uma nova alternativa para preservar e comercializar o referido fruto.(AU)