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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-99XH8Z| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Análise computacional de um sistema de aplicação de pulsos de alta tensão para esterilização de líquidos |
| Authors: | Eduardo Jose de Araujo |
| First Advisor: | Ivan Jose da Silva Lopes |
| First Referee: | Elson Jose da Silva |
| Second Referee: | Jaime Arturo Ramirez |
| Third Referee: | Wallace do Couto Boaventura |
| Abstract: | A aplicação de pulsos de alta tensão para esterilização de líquidos é uma tecnologia emergente e promissora com potencial de aplicação na indústria de sucos, leites e outras bebidas. A redução do consumo energético e a minimização dos efeitos do calor no líquido em tratamento são os principais atrativos desta tecnologia em relação aos processos térmicos convencionais. Alguns modelos de predição da taxa de sobrevida de microorganismos têm sido propostos na literatura. O modelo de predição proposto por Peleg correlaciona a taxa de sobrevida de microorganismos com a intensidade campo elétrico aplicado e outros parâmetros que refletem a resistência do microorganismo ao tratamento. Neste trabalho, o modelo de Peleg combinado com uma análise da distribuição de campo elétrico, gerada a partir do Método dos Elementos Finitos, é aplicado para investigar estatisticamente a eficiência do sistema. Diferentes arranjos de eletrodos são avaliados. A tensão aplicada é especificada em função do máximo valor de campo elétrico permitido no líquido, já que campos elétricos muito elevados podem causar descargas elétricas e alterar suas propriedades químicas. Os resultados globais do estudo indicam uma boa eficiência do sistema para tratamento do fungo S. cerevisiae para um arranjo de eletrodos cilíndricos, porém o sistema com o mesmo arranjo não é adequado para tratar bactérias do tipo E. coli, devido à maior resistência deste microorganismo ao tratamento. O consumo energético e a temperatura no interior da câmara de tratamento são também analisados. Adicionalmente, o modelo de predição de Peleg é comparado com o modelo de Hulsheger & Niemann para diferentes microorganismos e número de pulsos aplicados. Os resultados mostram uma boa concordância entre os dois modelos. |
| Abstract: | The application of high voltage pulses for liquid food sterilization is an emergent and promising technology potentially applicable in the industrial sterilization of fruit juices, milk and other beverages. The reduction of energy consumption and the minimization of the heat effects on the liquid treated are the main attractive of this technology in relation to the conventional thermal process. Some prediction models for survival rate of microorganisms have been proposed in the literature. The model proposed by Peleg correlates the survival rate of microorganism with the intensity of electrical field applied and others parameters related to microorganism resistance to the treatment. The Pelegs model combined with the analysis of a electric field modeling, generated from Finite Element Method, are applied in this study in order to investigate statistically the system efficiency. Different electrode arrangements are considered. The voltage applied is specified in function of the maximum electrical field allowed in the liquid, considering that high electrical field could cause electrical discharges inside the liquid and change its chemical properties. The overall results of the study show a good efficieny of the system for liquid treatment with yeast S. cerevisiae for a cylindrical electrodes arrangement, but the system with a same arrangement is not appropriate for the liquid treatment with bacteria E. coli, because of its higher resistance to treatment. The energy consumption and the temperature inside the liquid are also analyzed. Additionally, the prediction model proposed by Peleg is compared with the Hulsheger & Niemann model for different microorganisms and number of pulses applied. The results show a good agreement between these models. |
| Subject: | Engenharia elétrica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-99XH8Z |
| Issue Date: | 13-Jul-2012 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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