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http://hdl.handle.net/1843/62014
Tipo: | Artigo de Periódico |
Título: | Numerical study of treatment chambers for single and multistage pulsed electric field systems |
Título(s) alternativo(s): | Estudo numérico de câmaras de tratamento para sistemas de campo elétrico pulsado simples e multiestágio |
Autor(es): | Eduardo Jose de Araujo Ivan Jose da Silva Lopes Jaime Arturo Ramírez |
Resumen: | Pulsed electric field (PEF) systems should be designed to be microbiologically and energy efficient for industrial applications applied to treatment of different types of liquid foods. A thorough numerical model for the design of PEF systems is presented. It takes into account two combined approaches, a field evaluation based on an electric-thermal-fluid dynamic analysis and a design of numerical experiment considering as variables the applied high voltage and the internal electrode radius of a coaxial geometry. Then, the survival ratio and the specific energy are solved as conflicting objectives for the PEF design, using the treatment time and pulse frequency from the coupled analysis. The formulation is applied for grape and orange juices with E. coli for single and multiple stages systems. The simulations with multiple stages for the grape juice showed that it is possible to reach a microbial inactivation of 3.1 (log10 scale of survival rate) with a specific energy of about 450kJ/kg lower in relation to a two stage system. It means an energy reduction of 92, 421kJ/h for a treatment system with a capacity of 163 L/h. |
Abstract: | Os sistemas de campo elétrico pulsado (PEF) devem ser projetados para serem microbiologicamente e energeticamente eficientes para aplicações industriais aplicadas ao tratamento de diferentes tipos de alimentos líquidos. Um modelo numérico completo para o projeto de sistemas PEF é apresentado. Leva em consideração duas abordagens combinadas, uma avaliação de campo baseada em uma análise eletrotérmico-fluidodinâmica e um planejamento de experimento numérico considerando como variáveis a alta tensão aplicada e o raio interno do eletrodo de uma geometria coaxial. Em seguida, a taxa de sobrevivência e a energia específica são resolvidas como objetivos conflitantes para o projeto do PFE, utilizando o tempo de tratamento e a frequência de pulso da análise acoplada. A formulação é aplicada para sucos de uva e laranja com E. coli em sistemas de estágio único e múltiplo. As simulações com múltiplos estágios para o suco de uva mostraram que é possível atingir uma inativação microbiana de 3,1 (escala log10 de taxa de sobrevivência) com uma energia específica cerca de 450kJ/kg inferior em relação a um sistema de dois estágios. Significa uma redução energética de 92.421kJ/h para um sistema de tratamento com capacidade de 163 L/h. |
Asunto: | Campos elétricos Suco de laranja Suco de uva - indústria Aplicações industriais |
Idioma: | eng |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
Identificador DOI: | https://doi.org/10.1049/smt2.12040 |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/62014 |
Fecha del documento: | 2021 |
metadata.dc.url.externa: | https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1049/smt2.12040 |
metadata.dc.relation.ispartof: | IET Science Measurement & Technology |
Aparece en las colecciones: | Artigo de Periódico |
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