Estudos de um compartimento cilíndrico em poliuretano para aplicação de pulso de campo elétrico em alimentos líquidosStudies of a compartment cylindrical in poliurethane for application of pulse electric fi eld in liquid foods

Resumo

A câmara cilíndrica em poliuretano projetada para aplicações de Pulsos de Campo Elétrico (PCE) em alimentos líquidos foi estudada utilizando amostras de leite (50 ml) previamente contaminada com Escherichia coli ATCC 11229. O tratamento consistiu de aplicações de pulso do tipo duplo exponencial (1,2 - 50µs) de curta duração e alta tensão (kV) sobre o leite dentro da câmara de tratamento; esta composta de eletrodos de carbonos planos e paralelos, acoplada a um gerador de impulso e interligada a um medidor de corrente e tensão (osciloscópio), para produzir campo elétrico de alta intensidade (kV/cm). Verificou-se o projeto e a eficiência da câmara de tratamento para este processo. Para o estudo, variou-se o número de pulso e a tensão. O controle dos testes foi realizado por análises microbiológicas do leite antes e após o tratamento com PCE . Os testes realizados com a câmara de tratamento foram satisfatórios em relação à ausência de contaminação cruzada e ao seu projeto, pois gerou campos elétricos maiores que 20 kV/cm. Observou-se a ocorrência de dissipação da energia interna (detectada pelo osciloscópio) e conseqüente diminuição da intensidade do campo elétrico interno. Não foi possível obter uma redução microbiana esperada (2 a 4 ciclos logarítmicos), pois o intervalo e a duração do pulso juntamente com a dissipação da energia interna prejudicaram a eletroporação da membrana e conseqüentemente a inativação celular. Porém, ao variar o número de pulsos e a tensão, ocorreu a redução microbiana. Sugere-se trabalhar com pulsos de tipo square-wave (onda quadrada) de 1 hertz de freqüência e 2 µs de duração. Faz-se necessário realizar novos estudos para minimizar a dissipação do campo elétrico interno na câmara de tratamento para aumentar a redução microbiana e a eficiência do processo.

Abstract

Previously the cylindrical chamber in projected polyurethane for applications of Pulses of Electric Field (PEF) in liquid foods was studied using milk samples (50 ml) contaminated with Escherichia coli ATCC 11229. The treatment consisted of applications of pulses of exponential double type (1,2 – 50 µs) of short duration and high tension (kV) on milk, inside of chamber of treatment, this composed of plain and parallel carbon electrodes, connected to a linked generator of impulse and to a measurer of chain and tension (oscilloscope), to produce electric field of high intensity (kV/cm). It verified the project and the efficiency of the chamber of treatment for this process. For the study, one varied the number of pulses and the tension. The control of the tests was carried through by microbiological analyses of milk before and after the treatment with PEF. The tests carried through with the treatment chamber, had been satisfactory in relation the absence of crossed contamination and to its project, because it generated than electric fi elds 20 kV/cm. It was observed occurrence of waste of the internal energy (detected for the oscilloscope) and consequence reduction of the intensity of the internal electric field. It was not possible to get a waited microbial reduction (2 to 4 logarithmic cycles), therefore the interval and the duration of the together pulse with the waste of the internal energy had harmed the electroporation of the membrane consequently and the cellular inactivation. However, when varying the number of pulses and the tension occurred variation in the microbial reduction. Soon, how much larger the tension and the number of pulses wrist larger the microbial reduction. It suggests: to work with square-wave type of frequency 1 hertz and 2 µs of duration. Become necessary to carry though new studies to minimize the waste of internal electric fi eld in the treatment chamber to increase the microbial reduction and sufficiency of the process.