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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39559| Título: | Determinação de atividade de água em ração animal utilizando ressonância magnética nuclear no domínio do tempo |
| Título(s) alternativo(s): | Determination of water activity in animal feed using time-domain nuclear magnetic resonance |
| Autor(es): | Giugiolli, Maria Fernanda |
| Orientador(es): | Bona, Evandro |
| Palavras-chave: | Rações - Análise Ressonância magnética nuclear Quimiometria Água Feeds - Analysis Nuclear magnetic resonance Chemometrics Water |
| Data do documento: | 5-Dez-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao |
| Citação: | GIUGIOLLI, Maria Fernanda. Determinação de atividade de água em ração animal utilizando ressonância magnética nuclear no domínio do tempo. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2025. |
| Resumo: | A atividade de água (aw) é um dos principais parâmetros de qualidade na indústria de alimentos e rações, pois influencia diretamente a estabilidade microbiológica, as reações químicas e a vida útil dos produtos. Métodos convencionais para sua determinação, embora precisos, costumam demandar maior tempo de análise, o que motiva o estudo de técnicas rápidas e não destrutivas. Nesse contexto, este trabalho avaliou a aplicação da ressonância magnética nuclear no domínio do tempo (RMN-DT) associada à quimiometria para a determinação da atividade de água em rações extrusadas e peletizadas. Foram analisadas 35 amostras em diferentes condições (trituradas e não trituradas), a partir de sequências de pulso CPMG e IR para obtenção dos tempos de relaxação T₂ e T₁. A análise exploratória por PCA revelou separação clara entre os tipos de processamento, evidenciando diferenças estruturais e de mobilidade da água. A Transformada Inversa de Laplace (ILT) permitiu identificar populações distintas de água ligada e água livre, mostrando predominância de água fortemente ligada nas rações extrusadas e maior mobilidade hídrica nas peletizadas, em concordância com os valores experimentais de aw. Modelos de regressão linear múltipla (MLR) foram construídos para prever aw a partir dos parâmetros de relaxação, apresentando desempenho elevado (R² > 0,99) para modelos específicos por classe de amostra e baixo erro de predição. Os resultados demonstram que a combinação de RMN-DT e quimiometria constitui uma ferramenta eficiente, rápida e não destrutiva para estimativa da atividade de água em rações, contribuindo para o aprimoramento do controle de qualidade industrial. |
| Abstract: | Water activity (aw) is one of the key quality parameters in the food and feed industries, as it directly influences microbiological stability, chemical reactions, and product shelf life. Conventional methods for determining aw, although accurate, often require longer analysis times, which motivates the development of rapid and non-destructive techniques. In this context, this study evaluated the application of time-domain nuclear magnetic resonance (TD-NMR) combined with chemometric tools to determine water activity in extruded and pelleted animal feeds. A total of 35 samples under different conditions (ground and non-ground) were analyzed using CPMG and IR pulse sequences to obtain T₂ and T₁ relaxation times. Exploratory PCA revealed clear separation between processing types, reflecting structural differences and variations in water mobility. The Inverse Laplace Transform (ILT) enabled the identification of distinct populations of bound and free water, showing a predominance of strongly bound water in extruded feeds and higher water mobility in pelleted feeds, consistent with experimental aw values. Multiple linear regression (MLR) models were developed to predict aw from relaxation parameters, achieving high performance (R² > 0.99) for class-specific models with low prediction errors. The results demonstrate that the combination of TD-NMR and chemometrics is an efficient, rapid, and non-destructive approach for estimating water activity in animal feeds, contributing to advancements in industrial quality control. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39559 |
| Aparece nas coleções: | CM - Engenharia Química |
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