Tratamiento de leche por Pulsos eléctricos de alta intensidad

1-Introducción

La aplicación de pulsos eléctricos de alto voltaje es una prometedora tecnología para la conservación de alimentos sin empleo del calor. El tratamiento térmico tradicional inactiva bacterias y otros microorganismos patógenos pero tiene como consecuencia la degradación de las características organolépticas y nutritivas del alimento.
El procesamiento mediante pulsos eléctricosde alta intensidad (PEF: pulsed electric field) involucra la aplicación de pulsos de alto voltaje (generalmente 20-80 kV/cm) a un producto alimenticio ubicado entre dos electrodos.
Los tratamientos PEF son llevados a cabo a temperatura ambiente, sub-ambiente, o levemente por encima de la temperatura ambiente por menos de un segundo. En consecuencia, la pérdida de energía causada por elcalentamiento del alimento es minimizada.
En cuanto a los atributos de calidad de los alimentos, la tecnología PEF es considerada superior que el método de calentamiento tradicional porque impide o reduce sustancialmente los cambios sensoriales o cambios en las propiedades físicas de los alimentos. A pesar de que algunos estudios concluyeron que el PEF preserva los componentes nutricionales de losalimentos, los efectos de este tipo de tratamientos sobre las propiedades químicas y nutricionales, deben ser entendidos antes del procesamiento de alimentos.
Algunos aspectos importantes en la tecnología de campos de pulsos eléctricos son la generación de los campos de alta intensidad, el diseño de las cámaras que imparten un tratamiento uniforme sobre todos los alimentos incrementandominimamente su temperatura, y el diseño de los electrodos que minimizan el efecto de la electrólisis. La gran intensidad del campo es lograda mediante el almacenamiento de gran cantidad de energía en el banco de capacitores (capacitores en serie) desde un suministro de corriente continua (CC), que es luego descargado en forma de pulsos de alto voltaje. Estudios de requerimientos de energía concluyeron quePEF es un proceso energético eficiente en comparación con la pasteurización térmica, particularmente cuando se utiliza un sistema continuo (Qin y otros 1995).
2-Formas de ondas de los pulsos

El PEF podría ser aplicado en forma exponencial decreciente, ondas cuadradas, bipolares, o pulsos oscilatorios. Una onda de voltaje exponencial decreciente es un voltaje unidireccional que aumentarápidamente hasta un valor máximo, y decae lentamente hasta cero. El circuito de la fig.1 podría ser usado para generar una onda exponencial decreciente. Un suministro de CC carga un banco capacitor conectado en serie con una resistencia eléctrica de carga (Rs). Al aplicarse una señal disparadora, la carga contenida en el capacitor fluye a través del alimento en la cámara de tratamiento.
Figura 1:Circuito eléctrico para la producción de ondas exponenciales decrecientes.
tratamiento.










Figura 2: generador de pulsos cuadrados usando una red formadora de pulsos de tres unidades capacitores inductores y una señal de voltaje a través de la cámara de

Los pulsos de ondas cuadradas son más letales y enérgicamente más eficientes que los pulsos exponenciales decrecientes. Unaonda cuadrada puede ser obtenida mediante el uso de redes formadoras de pulsos (PFN: pulse-forming network) que consiste en una selección de capacitores e inductores y dispositivos que varían en su estado sólido. (Fig.2)
Los pulsos de carga instantánea invertida están caracterizados por una parte +ve y una parte -ve (Fig.3) con diferentes anchos y picos de intensidad de campo. El ancho de unpulso de carga instantánea invertida, es considerablemente diferente de un pulso estándar bipolar. En este último, la polaridad del pulso es invertida alternadamente entre los tiempos de relajación entre los pulsos. Aún con una alta frecuencia (por ej. 1000Hz), el tiempo de relajación a voltaje cero entre pulsos de forma cuadrada de 4 μs es 0.996 ms. Los pulsos de carga instantánea invertida pueden...