Câmpuri Electrice Pulsatorii

1. Introducere şi obiective pentru muncă

Aplicaţia de curenţi electrici pentru inactivarea microbiană şi tratamentul alimentelor a fost relatată încă de la începutul secolului trecut, mai întai aplicaţiile de câmpuri electrice de puls electric ( PEF) pentru dezintegrare de material biologic a fost descris de Doevenspeck (1960) şi Flaumenbaum (1968) la fel ca şi pentru inactivarea microbiană de către Sale şi Hamilton (1967). Aplicarea de PEF pentru a spori , modifica sau înlocui o varietate de operaţiuni în timpul procesării alimentelor a fost relatată într-un număr mare de publicaţii de la aproximativ 25 grupuri mondiale. Dar până în prezent exploatarea industrială a aplicaţiei PEF este limitată la una comercială aplicată pentru conservarea de suc premiu (Clark 2006) şi o unitate industrială instalată pentru a dezintegra un piuree de fruct înainte de separarea sucului (kern 2006). În bio-ingineria electroporation s-a gãsit o aplicaţie vastă pentru introducerea materialului extern în celule în vivo sau în vitro, aproape 14 companii distribuie modulatoarele de puls de scarã de laborator şi tratament în mod comercial( Puc 2004). În contrast cu procesarea alimentelor intensitatea trebuie sa fie mentinuta la un nivel jos, nedaunator.Cunoasterea privind parametrii procesarii, permeabilitatii cinetice si echipamentul de studiu obtinut în acest domeniu de aplicare furnizeazã de bazele pentru un transfer la procesarea alimentara.

Dupa descrierea empiricã a efectelor gasite in materialul alimentar si primele studii de cercetare în 1960 si 1970,munca pioniereasca in industrie a fost dirijata de Krupp Maschinentechnik in Germania în 1980. Unitãtile scalare industriale au fost proiectate, dar au avut nevoie sa fie demonstrate dupã operatiune si siguranta a fost slaba si cererile sofisticate ar putea sã nu fie realizate. În timpul anilor 1990 interesul privind aplicarea PEF în universitãti si institutele de cercetare a crescut si pânã in 2006 aproape 450 de hartii de cercetare sunt citate în rezumatele Stiintei si Tehnologiei alimentare( FSTA)

Aplicarea PEF la obtinerea cu succes a membranei permeabile în celulele vegetale, animale si microbiane a fost aratata la fel ca in operatiunea continua,dar munca de cercetare a fost condusa în special într-o scarã de laborator. Cunoasterea privind parametrii procesarii si impactul tratamentului la celulele microbiane si vegetale a fost obtinuta, dar din pãcate nici o aplicatie într-o dimensiune industrialã nu a putut fi realizatã pânã in 2005. Desi furnizând un potential mare pentru a realiza o energie de dezintegrare slaba,netermica a matricilor plantei si animalului mai multe discutii au limitat transferul tehnicii de la cercetare la aplicare, în special lipsa sistemelor industriale de tratament si lipsa motivatiei inovative a procesarii alimentelor.

În timpul acestui curs de munca aplicatiile de muncã cu un substantial potential pentru exploatarea industrialã au fost identificate, iar productia a crescut de la scara de laborator la o scarã tehnicã, adesea în colaborare cu asociatii industriali cuprinsi in textele campului. Echipamentul industrial pentru tratamentul carnii si fructelor si legumelor este sub nivelul de dezvoltare.O evaluare a cererii PEF a dezvãluit faptul ca tratamentul celulelor vegetale si animale este extrem de competitiva în comparatie cu tehnicile dezintegrarii conventionale ca de exemplu tratamentele termice, mecanice sau tratamentele enzimatice cu privire la cheltuielile de exploatare, cerintele pt timpul procesarii. Tratamentul a fost executat in mod continuu,datorita dezvoltãrilor în energia electrica si semiconductoare.Potentialul pentru conservarea alimentelor a fost investigat,bazat pe studiile mecanice pt a determina impactul procesarii si parametrii productiei. Un sistem pentru aplicatia PEF în scara tehnicã a fost dezvoltat. Munca de cercetare a fost concentratã asupra sucului de fructe si laptelui, pentru a identifica eventualele beneficii ale tehnicii în comparative cu procesarea conventionalã În plus un tratament al apei reziduale si decontaminarea microbianã a extractelor de alge a fost investigat pt a identifica potentialele tehnici dupa aplicatiile alimentare. Dupã o introducere in dezvoltarea alimentara legata de cererile curentului electric,pana in present si o viziune a mecanismelor,a modelelor de actiune si de pasivitate propuse,potentialele cereri vor fi subliniate cu privire la avantajele aplicarii PEF-ului in comparatie cu tehnicile conventionale. Studiile sistematice au fost indeplinite pt a identifica parametrii procesarii si pentru a optimiza eficienta energiei electropermeabilitatii

Cerintele generale pentru permeabilitate a diferitelor membrane biologice sunt comparate.Practibilitatea la fel ca dezavantajele si provocarile tehnicii vor fi discutate împreunã cu o apreciere a costurilor investitiei si functionarii pentru aplicatiile selectate împreunã cu consideratiile de proiect pentru echipamentul industrial.