El Calentamiento Óhmico de Alimentos de Fluido

El calentamiento óhmico DE ALIMENTOS DE FLUIDO 11.1 INTRODUCCIÓN Procesos de calentamiento convencionales consisten esencialmente en mecanismos de transferencia de calor de la conducción, la convección y la radiación, en las operaciones estatales, tanto permanentes como no permanentes (Goullieux y Pain, 2005). La resistencia interna por los resultados de la conducción en el tratamiento muy heterogéneo y la notable pérdida de calidad del producto. Para superar estos problemas, las tecnologías alternativas que utilizan la energía eléctrica directamente en el procesamiento de alimentos han atraído el interés en la industria alimentaria en las últimas décadas. Algunos de los que ahora están siendo utilizados para el procesamiento de una amplia gama de productos alimenticios, especialmente los que contienen partículas, a escala comercial. La investigación en esta área proporciona el procesador de alimentos con la oportunidad de producir nuevos productos y de valor añadido de los alimentos con atributos mejorados de calidad preferidos por los consumidores. Como sabemos el uso de las tecnologías alternativas que utilizan la energía eléctrica directamente en el procesamiento de alimentos han atraído el interés en la industria alimentaria en las últimas décadas. Algunos ahora están siendo utilizados para el procesamiento de una amplia gama de productos alimenticios que permiten dar valor agregado a los alimentos ya que se ven mejorados los atributos de calidad de preferencia de los consumidores. El calentamiento óhmico es una técnica electrocalefacción basado en el paso de corriente eléctrica a través de un producto alimenticio que tiene una resistencia eléctrica (Reznick, 1996; Sastry y Salengke, 1998; Más gélido,2003) (Fig. 11.1). El calor se genera al instante dentro de la comida, y su cantidad está directamente relacionada con el gradiente de voltaje, y la conductividad eléctrica (Sastry y Li, 1996). Los resultados de generación de calor uniforme a la distribución uniforme de la temperatura. La ventaja obvia de tratamientos óhmicos sobre los métodos convencionales es la falta de temperaturas de la pared de alta y limitar los requisitos de los coeficientes de transferencia de calor. Sus otras ventajas en comparación con la calefacción convencional incluyen mantener el color y el valor nutritivo de los alimentos, el tiempo de proceso corto, y un mayor rendimiento (Wang y Sastry, 2002;. Castro et al, 2004a; más gélido y Ilicali, 2005a; Leizerson y Shimoni, 2005a, b; Vikram et al., 2005). Tratamiento óhmico se utiliza en una amplia gama de aplicaciones tales como el precalentamiento, el escaldado, la pasteurización, la esterilización, la extracción de los productos alimenticios (Mizrahi, 1996; Lima y Sastry, 1999; Leizerson y Shimoni, 2005a, b). Desde USDA y la FDA sugirieron el uso de la tecnología óhmico para alimentos bombeables, que se utiliza comercialmente en la actualidad en todo el mundo (EE.UU., Japón, Reino Unido, y otros varios países europeos) para la pasteurización de alimentos bombeables (jarabes incluyendo frutas enteras, zumos de frutas , huevo, leche, etc) y el envasado aséptico (Anónimo, 2000; icier, 2003;. Ramaswamy et al, 2005; Zell et al, 2009a.; Más gélido y Bozkurt, 2010). Este capítulo se centrará en la aplicación de la nueva tecnología térmica de calentamiento óhmico. Se discutirá la conductividad de alimentos líquidos como un parámetro del proceso de control. Los efectos de este calentamiento por resistencia eléctrica de las propiedades microbianas y químicas de los diferentes productos alimenticios líquidos

estudiados serán revisadas, y las principales aplicaciones industriales, así como las tendencias futuras de este tratamiento térmico se abordarán. 11.2 PRINCIPIOS El calentamiento óhmico es un método térmico-eléctrico donde el alimento está en contacto con los electrodos, también conocidos como calentamiento Joule, calefacción electroconduccion, calentamiento por resistencia eléctrica, calentamiento directo por resistencia eléctrica, y electrocalefacción. en la literatura. El calentamiento óhmico se

utiliza muy a menudo en la pasteurización / esterilización de productos alimenticios fluidos, en la que el contacto con los electrodos no es un problema grave, que resulta en una calidad excelente. Tecnología óhmico se utilizó en primer lugar en el siglo 19 (Anderson y Finkelsten, 1919; Prescott, 1927) para la calefacción de la leche, y luego se investigó regularmente en la primera parte del siglo pasado. El proceso de electro-utilizado para la pasteurización de leche había sido nombrado como "Electropure". Por desgracia, esta tecnología no tuvo éxito en ese momento debido a mayores precios de la electricidad y los efectos relacionados con la electrólisis-, regulaciones de procesos, y otras limitaciones técnicas (de Alwis y Fryer, 1990). El énfasis en la investigación de calentamiento óhmico se ralentizó durante 1930 a 1960. En la década de 1980, el Centro de Investigación y Desarrollo de Electricidad (UK) revisó esta tecnología y la mejora de los procedimientos de diseño de sistemas de calefacción óhmica. APV Baker Ltd tiene la patente para el uso industrial de esta tecnología (Biss et al., 1989). En los últimos 20 años, los nuevos, la mejora de materiales y diseño de equipos de calentamiento óhmico se han convertido en disponibles (Ayadi et al., 2004a). La tecnología ha encontrado aplicación en materiales de fabricación, productos de consumo y de procesamiento de alimentos, y potencialmente en los alimentos y expendedora de bebidas y aplicaciones de dispensación (Herrick et al., 2000).Además, con el desarrollo de la tecnología de fuente de alimentación de estado sólido, ahora es posible utilizar el calentamiento óhmico en el modo de impulsos, para controlar económicamente efectos electrolíticos a niveles inocuos. Sistemas óhmicos ahora están mejor diseñados, más sofisticado, y mucho menos caros que sus predecesores, y cuatro fabricantes producen actualmente los equipos de calefacción óhmica (Sastry, 2008; Anderson, 2008). El calentamiento óhmico toma su nombre de la ley de Ohm, que se conoce como la relación entre la corriente, el voltaje y la resistencia (ecuación 11.1). El material de alimentación conmutada entre los electrodos tiene un papel de resistencia en el circuito (figuras 11.1, 11.2).

La resistencia del material alimenticio a paso de la corriente eléctrica hace que la generación de calor dentro del alimento. En otras palabras, la energía eléctrica se convierte en energía de calor (Sastry, 1992).

La distribución del voltaje dentro del calentador óhmico puede ser desarrollado a partir de las ecuaciones de Maxwell, o mediante la combinación de la ley de Ohm y la ecuación de continuidad para la corriente eléctrica (Sastryy Palaniappan, 1992; Sastry y Salengke, 1998):

que debe ser resuelto sobre el dominio de la muestra dentro del calentador óhmico. σ es la conductividad eléctrica del material alimenticio (S / m), V es la diferencia de potencial eléctrico (V), ρc es la densidad de corriente (A / m 3), y t es el tiempo (s). Una vez que la distribución de la tensión está disponible se calcula la generación de calor. Para un proceso de tensión constante, la tasa de generación de calor volumétrica (u, W / m 3) es (Sastry y Palaniappan, 1992): La transferencia de calor se produce durante el procesamiento óhmica de un alimento líquido como una sola fase se describe por la ecuación de conducción de calor inestable con una generación de calor interno como se indica a continuación (de Marra et al, 2009.): donde k, ρ y Cp son las propiedades termofísicas dependientes de la temperatura de los alimentos líquidos: la conductividad térmica (W / mK), la densidad (kg/m3) y la capacidad de calor específico (J / kgK), respectivamente. La transferencia de calor por convección dentro del líquido puede ser tomado en cuenta al añadir el término de convección directamente a la ecuación 11.5. La generación de calor uniforme (u) resulta en el calentamiento notablemente rápida y relativamente uniforme en comparación con otros métodos de calentamiento, especialmente en alimentos líquidos. Por lo tanto, es adecuado para el procesamiento continuo de los alimentos fluidos. Sistema de calentamiento óhmico, básicamente, consta de una fuente de CA para dar energía eléctrica para el sistema, un variac para aplicar el voltaje deseado, las unidades de medida de corriente y tensión, una unidad de diagnóstico de la resistencia óhmica incluyendo celda de muestra y los electrodos, el sistema de medición de la temperatura, y el microordenador sistema para grabar los datos (fig. 11.2). Proceso a gran escala puede ser llevada a cabo en las cocinas óhmicos de trabajo pesado o lotes calentadores óhmicos (Fellows, 2000). Existe una amplia variedad de diseños posibles para los calentadores óhmicos, dependiendo de la aplicación. Sólo ahora están siendo entendidas Los aspectos de diseño. Calentadores óhmicos También se están desarrollando en el modo por lotes (Fig. 11.2). Un proyecto de la NASA ha implicado el desarrollo de una bolsa especial con capacidad resistiva de calentamiento para el recalentamiento de los alimentos para las misiones espaciales, así como la esterilización de los residuos (Jun y Sastry, 2005; Sastry,2008). Sistemas de calentamiento óhmico continua hecha para aplicaciones comerciales pueden variar en gran medida.Sin embargo, se incluyen el sistema de flujo y partes de refrigeración, así como las partes principales del sistema de calentamiento óhmico. Ellos tienen varias columnas calentador óhmicas, cada uno compuesto de revestimientos aislantes (tales como politetrafluoroetileno, PTFE) y un solo electrodo en voladizo (fig. 11.3).Estas columnas están estructurados verticalmente o inclinados para permitir un flujo ascendente de producto, y están conectados con los tubos aislados (Fig.11.3 b). Debido a

la mayor conductividad eléctrica de los productos como los aumentos de calor, los tubos de conexión aumento en la longitud en todo el sistema para mantener la misma impedancia eléctrica. Un sistema de control de proceso supervisa constantemente la temperatura, velocidad de flujo, capacidad de calor, y el calor específico de un producto para calcular la energía eléctrica necesaria para el sistema (Tempest, 1992; Anderson, 2008). Varios estudios experimentales han llevado a cabo en la aplicación de calentamiento óhmico a los alimentos y los efectos sobre su calidad de fluidos. Por lo tanto, los principales efectos de los parámetros del proceso sobre las características de los tipos de calentamiento óhmico se han encontrado (Palaniappan y Sastry, 1991; de Alwis y Fryer, 1990; Castro et al, 2003.; Más gélido y Ilicali, 2005a; Assiry et al, 2006.; Salengke y Sastry, 2007a).Los estudios que incluyen modelos matemáticos y análisis de sensibilidad proporciona la oportunidad de comprender los factores críticos que afectan el proceso de calentamiento óhmico y su letalidad (Fryer et al, 1993;. Salengke y Sastry, 2007b; Chen et al, 2010.). El calentamiento óhmico tiene algunas ventajas sobre los métodos convencionales de calentamiento. La corriente eléctrica que pasa a través del material de alimentos provoca la generación de calor rápida, y por lo tanto de calentamiento más rápido de los alimentos. Puesto que el calentamiento tiene lugar volumétricamente, aumento de la temperatura es uniforme. Si el alimento líquido contiene partículas de alimentos, que se pueden calentar de manera uniforme al mismo tiempo en el caso de conductividades eléctricas similares. Esto reduce la posibilidad punto frío, daño térmico, y las pérdidas nutricionales, y aumenta la letalidad total en la mezcla. Es posible obtener un producto que tiene propiedades de textura aceptables, mínima pérdida de aroma, y de alta calidad sensorial (Tempest, 1992). Sistemas de calentamiento óhmico se pueden adaptar a las líneas de procesamiento de alimentos asépticos(Kim et al., 1996). La temperatura requerida para el procesamiento UHT se puede lograr. La la vida útil de tales productos se prolonga y no hay necesidad de transportar estos productos en la cadena de frío (Biss et al., 1989).Se requiere un control preciso del proceso. La temperatura prescrita se puede llegar más rápido que en otras calefacción convencional métodos. El corto tiempo de procesamiento disminuye los efectos adversos del calentamiento en las características de calidad. Puesto que tiene la capacidad de calentar rápidamente y materiales que conduce uniformemente a un tratamiento térmico menos agresivo, que puede pasteurizar el proteínico alimentos, como huevo líquido y suero de leche, sin coagulación (más gélido y Bozkurt, 2010; más gélido, 2010). Dado que la degradación de las proteínas y el ensuciamiento en el superficies de los equipos durante el calentamiento óhmico es menor en comparación con el calentamiento convencional métodos, los costos de limpieza y mantenimiento son más bajos (Tempest, 1992; Reznick, 1996). No hay necesidad de que la mezcla de alimentos de fluido para homogénea calefacción, lo cual es importante para los alimentos sensibles a los daños mecánicos. Fuente de alimentación unidades no son complejos cuando se realiza a bajas frecuencias(Tempest, 1992; Reznick, 1996). La eficiencia de conversión de energía son muy altos, los sistemas tienen pequeñas huellas de equipos, y son generalmente tranquilo. Desde instantánea de encendido / apagado puede ser obtenido, el control preciso de la temperatura es posible.

Sin embargo, todavía hay problemas que surgen en los sistemas de calefacción óhmica. El sistema necesita un aislamiento apropiado eléctrica, sistemas de control de procesos precisos, y personal bien capacitado. Las aplicaciones industriales son limitadas debido a las limitaciones de los consumidores a los productos procesados eléctricamente; por lo tanto, no hay datos disponibles sobre los efectos del calentamiento óhmico sobre la formación de algunas sustancias toxicológicos y mutagénicos, y la información precisa en la garantía de su letalidad en diversos tipos de alimentos. Por otra parte, los costos de los sistemas de calefacción óhmicas comerciales, incluyendo la instalación, pueden ser en exceso de $ 9,000,000 USD, que es una gran inversión para una instalación de fabricación (Anderson, 2008). Sin embargo, sus costes de proceso son comparables a los sistemas convencionales comerciales. Una desventaja relacionada con el tipo de alimentos que se pueden procesar se produce en la presencia de partes no conductoras o algunos componentes tales como los glóbulos de grasa (Salengke y Sastry, 2007a). Si estos glóbulos están presentes en una región altamente electricalconductive, el flujo de corriente puede pasar por alto ellos. Una distribución uniforme de la temperatura no se puede lograr dentro de tales productos. Cualquier bacteria patógenas que pueden estar presentes en estos glóbulos pueden recibir menos de tratamiento térmico que el resto de la sustancia (Sastry, 1992). Sin embargo, en el caso de fluidos de alta conductividad, la conductividad eléctrica también aumenta a medida que aumenta la temperatura. Si el aumento de la temperatura es muy rápido e incontrolable, se crea la posibilidad de "fuera de control" de calentamiento (Anónimo, 2000). La plena comercialización de la tecnología de calentamiento óhmico depende en parte de la elaboración de protocolos adecuados de seguridad y de garantía de calidad con el fin de obtener una declaración aprobada del proceso con la FDA para todos los posibles materiales alimentarios (Ye et al., 2003). 11.3 PARÁMETROS DE CONTROL DE PROCESOS El calentamiento óhmico es un sistema de calefacción alternativo para los alimentos que se pueden bombear. Se puede utilizar como un calentador continuo en línea para cocinar y la esterilización de productos alimenticios viscosos y líquidos. Por lo tanto, el control de proceso en el sistema de calentamiento óhmico está relacionado con parámetros eléctricos del sistema, las propiedades de flujo en el sistema de bombeo, propiedades de los alimentos, y otros criterios de diseño. En la producción a escala industrial, el gradiente de voltaje, frecuencia, rango de temperatura, las diferencias de conductividad eléctrica, la concentración y el tipo de comida, tipo de electrodo utilizado y las propiedades de flujo son tomados como parámetros críticos de diseño en general (másgélido y Ilicali, 2005a, b) . Datos sobre las propiedades eléctricas de los alimentos líquidos son especialmente importantes en su procesamiento óhmico, ya sea como un producto entero o medio como líquido en la mezcla. Los parámetros de control de procesos más importantes que deben tenerse en cuenta en el diseño de sistemas de calefacción óhmicos para alimentos fluidos se discuten en detalle en las siguientes subsecciones. 11.3.1 voltage, Corriente y Potencia Aplicada La energía necesaria se determina en función de la resistencia de la comida para el gradiente de voltaje aplicado y la corriente que pasa a través de la comida. El voltaje

aplicado se puede arreglar usando un variac. El límite de capacidad y la potencia máxima de corriente crítica debe ser conocido para diseñar la sustitución de los electrodos en la unidad de tratamiento óhmico. En baja tensión, la corriente alcanza valores muy altos para obtener la potencia necesaria. Para este fin, los transformadores, se colocan dentro del sistema para facilitar el procesamiento bajo estas condiciones (Roberts et al., 1998). Uno de los parámetros más críticos es la densidad de corriente. Esta es la relación de la corriente a la zona de superficie del electrodo (Reznick, 1996). La descarga de arco se produce en el sistema cuando se alcanza la densidad de corriente crítica. El límite de corriente máxima y la densidad de corriente crítica se utilizan en el diseño de la dimensión del electrodo. Los valores máximos y mínimos de los electrodos Gap se evalúan en función de área de superficie del electrodo y la resistencia de la comida (Roberts et al., 1998). El sistema completo debe estar eléctricamente aislado. Tiempos de calentamiento óhmico dependen del gradiente de voltaje utilizado. Como el gradiente de voltaje aumenta, la generación de calor por unidad de tiempo, aumenta y por lo tanto el tiempo de calentamiento necesario para alcanzar la temperatura prescrita disminuye. Una escala de tiempo se puede arreglar mediante la elección del parámetro de gradiente de voltaje correcto (más helada y Ilicali, 2005b). Las tasas de calentamiento óhmico dependen del tipo y composición del material de alimentación, en relación con su conductividad eléctrica, y el gradiente de voltaje aplicado. La fuerte disminución del tiempo de calentamiento óhmico con el aumento de gradiente de voltaje era obvio en la leche y soluciones de suero de leche reconstituida que tiene varias concentraciones (más helada, 2004, 2009)Del mismo modo, como el gradiente de voltaje aumentó de 10 V / cm a 60 V / cm, la óhmico tiempos de calentamiento requeridos para calentar las mezclas de helado a 80 ° C de 4 ° C se redujeron aproximadamente 50 y 31 veces por tipo Maras y de tipo estándar mezclas de helados, respectivamente (más gélido y Tavman,2006). El mayor contenido de grasa de tipo estándar de los resultados de la mezcla de helado en la parte baja conductividad eléctrica y calefacción más lento en comparación con el de tipo Maras mezclas de helados en todos los gradientes de tensión. El huevo entero líquido se puede calentar hasta 60 ° C de 10 ° C en 105 s mediante la aplicación de un gradiente de voltaje de 20 V / cm (más helada y Bozkurt, 2010). El calentamiento óhmico es un método de calentamiento muy rápido de huevo entero líquido. Frutas y hortalizas (zumos, purés, y pulpas) también son éxito calientan óhmicamente. Sus altas tasas de calentamiento, que son dependientes del gradiente de tensión aplicada, ofrecen la oportunidad de blanquear o pasteurizar de forma rápida y uniforme (Palaniappan y Sastry, 1991; Lima et al, 1999;. Gélido y Ilicali, 2004, 2005a, b; Assiry et al, 2003.; Castro et al, 2004b.; Leizerson y Shimoni, 2005a; . Icier et al, 2006, 2008; Allali et al, 2008.; Yildiz et al., 2009, 2010). La principal propiedad relacionada con la composición alimenticia es la conductividad eléctrica. Se determina la resistencia de la comida a la corriente que pasa a través de ella para cualquier potencia aplicada. 11.3.2 Conductividad Eléctrica El parámetro más importante en el calentamiento óhmico de producto alimentario líquido es su comportamiento conductividad eléctrica. Depende de la temperatura, gradiente de

voltaje aplicado, la frecuencia, la concentración de los electrolitos (Sastry y Palaniappan, 1992; Más gélido y Ilicali, 2005c). Los valores instantáneos de corriente y tensión registrada durante el calentamiento óhmico conduce a la determinación de conductividades eléctricas a diferentes temperaturas, siempre que las dimensiones de la celda son conocidos (de Alwis y Fryer, 1992;. Qihua et al, 1993; Reznick, 1996; Lima et al., 1999). Conductividad eléctrica (σ) aumenta linealmente con la temperatura cuando se somete a calentamiento óhmico en gradientes de tensión representativa (Ecuación 11.7), mientras que las concentraciones de sólidos solubles e insolubles que afectan de forma no lineal (ecuación 11.8) (Palaniappan y Sastry, 1991; más gélido y Ilicali, 2004 , 2005b, c); Varios estudios se han realizado en los cambios de conductividad eléctrica de los alimentos fluidos. Las relaciones obtenidos se dan en la Tabla 11.1. La dependencia de la temperatura de los productos eléctricos líquidos de conductividad sigue las relaciones lineales o cuadráticas, dependiendo del tipo de producto probado(Castro et al., 2003). La introducción del término gradiente de voltaje a la ecuación de conductividad eléctrica(ecuación 11.8) resulta en una mejora insignificante en las predicciones del modelo (icier y Ilicali, 2005b). La conductividad eléctrica depende de la ruptura iónica y la microestructura del material de alimentos sometidos a calentamiento (Parrott, 1992;. Marcotte et al, 2000a). Algunos componentes, tales como el azúcar y los glóbulos de grasa pueden influir en la conductividad eléctrica de la muestra, dependiendo de sus características electrolíticas. En los zumos de fruta, el componente principal es el soluto de azúcar, que tiene un comportamiento no electrolítico. Icier (2003) informaron de que, a medida que aumentaba el contenido de azúcar, las conductividades eléctricas de las soluciones líquidas disminuyeron, mientras que la acidez de los jugos mejorado sus conductividades eléctricas. La variación en el contenido de azúcar y la naturaleza de los otros componentes pueden causar diferentes conductividades eléctricas para zumos que tienen concentraciones similares. Además, dado que las tasas de calentamiento óhmico de los alimentos fluidos dependen de los valores de conductividad eléctrica para el mismo gradiente de voltaje, la acidez, y el contenido de pulpa, las diferencias entre los diferentes zumos de frutas y purés afectan directamente a sus tasas de calentamiento óhmico. Palaniappan y Sastry (1991) re-suspendió una cantidad conocida de sólidos insolubles previamente separada por centrifugación en sueros de zumo (jugos de tomate y naranja), y estudió los efectos de los sólidos insolubles (0-16,7%) y la tensión aplicada en la conductividad eléctrica de la pre-pasteurizada zumos comerciales durante el calentamiento óhmico. Informaron que la conductividad eléctrica de los zumos de frutas y verduras aumentaron linealmente al disminuir el contenido de sólidos insolubles. Curvas de conductividad eléctrica típicos de manzana y jugos sourcherry con concentración de sólidos solubles de 30% se muestran en la Figura 11.4. Gélido y Ilicali (2004) reportaron que los valores de conductividad eléctrica de manzana y jugos sourcherry estaban en el rango de 0,1 a 1,6 S / m con una tendencia decreciente al aumentar la concentración de sólidos solubles (20, 30, 40, 50, y 60% w / v) (Tabla 11.1). Por el mismo gradiente de voltaje (fig. 11.5), los valores de conductividad eléctrica

de zumo de fruta medidos a la misma temperatura disminuyeron a medida que aumentó la concentración (más helada y Ilicali, 2005b). La dependencia de la concentración de la conductividad eléctrica de los jugos ha sido explicado por la mayor resistencia al avance para el movimiento de iones al aumentar la concentración. Castro et al. (2003) sugirieron que la conductividad eléctrica disminuye con el aumento de los sólidos y el contenido de azúcar de los productos a base de fresa.Ellos mencionan que, para las formulaciones de productos que tienen contenido de sólidos superior al 20% w / w y más de 40 ° Brix, un diseño diferente de calentador óhmico puede ser necesario a causa de los bajos valores de conductividad eléctrica. La frecuencia y la forma de onda de tensión aplicada afecta a los valores de conductividad eléctrica y el proceso de calentamiento de las muestras de alimentos (Lima et al., 1999). La conductividad eléctrica observó mediante el uso de seno y ondas en diente de sierra a baja frecuencia valores (4 Hz) son más altos que los observados mediante el uso de ondas cuadradas (Lima et al., 2001). Castro et al. (2004a) informó que un aumento en la conductividad eléctrica con intensidad de campo (12,5 a 50 V / cm) estaba claro para la pulpa de fresa y relleno de fresa, pero no es evidente para la salsa de fresas y salsa de strawberry_apple. Se explica por diferencias en la destrucción de la membrana y el movimiento del fluido a través de los capilares entre las muestras a las intensidades de campo eléctrico mayores. Para salsa de fresas y salsa, su tramitación anterior ya se podría haber llevado a la destrucción de la membrana; lo que no hubo cambios estructurales adicionales y variaciones en la movilidad del fluido y de los componentes iónicos presentes. El problema común que se observa durante el calentamiento óhmico de zumos de frutas está burbujeando. Se observa por encima de 50 ° C a gradientes en especial de alta tensión, y la fuerte disminución se produce en conductividades eléctricas después de burbujeo se inicia (más gélido y Ilicali, 2005a). Se informó que las temperaturas de puré de albaricoque y puré de melocotón no ser capaz de llegar a 60 ° C y 65 ° C, respectivamente, a 70 V / cm debido a la formación de burbujas excesiva. Los jugos de frutas son ácidas, dando lugar a la posibilidad de la formación de burbujas de hidrógeno electrolítico (Palaniappan y Sastry, 1991). Efectos de reacciones electrolíticas se discutirán en las siguientes secciones. Además, cuando las partículas sólidas están suspendidas en un medio fluido que tiene conductividades eléctricas similares, el componente de entre ellos que tiene menor capacidad de calor tendrá la tendencia a calentar más rápido. La conductividad eléctrica de la mezcla y la cantidad de tensión aplicada afecta significativamente la velocidad de calentamiento de las mezclas solid_liquid durante el calentamiento óhmico. El calentamiento simultáneo y uniforme de las fases sólida y líquida se puede lograr, reduciendo así el peligro de elaboración insuficiente así como la pérdida nutricional (Bhale, 2004; Salengke y Sastry, 2007a). Aunque las proteínas aumentan la conductividad eléctrica global de los productos lácteos, el aumento en el contenido de grasa y lactosa disminuye. Para temperaturas de más de 35 ° C, la conductividad eléctrica de la mezcla acuosa de proteínas de xantano es mayor que la de la solución de proteína. Este comportamiento de la conductividad eléctrica se podría explicar por la interacción entre la goma de xantano y moléculas de βlactoglobulina. La cantidad de β-lactoglobulina nativa libre en la mezcla de proteínas de

xantano (3,784 + 0,05 g L21) se ha establecido como menos de que en la solución de proteína (7,690 + 0,05 g L21) (Ayadi et al., 2004b).La presencia de tal complejo de proteínas de xantano no cambia significativamente la conductividad eléctrica de la mezcla acuosa en la región de menor temperatura (5-35 º C), pero a medida que la temperatura aumenta de 35 a 100 ° C, la conductividad eléctrica de la mezcla acuosa de proteínas xantana convertirse mayor. Ayadi et al.(2004b) investigaron la capacidad de ensuciamiento de las células calentamiento óhmico y la conductividad eléctrica de las capas de depósito en la superficie de los electrodos. Los valores de conductividad eléctrica de los depósitos fueron marcadamente inferiores a los de los fluidos. La conductividad eléctrica de bajo depósito tiene una importancia práctica para la vinculación de las incrustaciones de capas y los fenómenos termoeléctricos durante el ensuciamiento acumulación. De hecho, cuando se aplica electricidad a una serie de materiales (electrodo-depósito de líquido de depósito-electrodo), el efecto Joule es más fuerte en el material que tiene la más alta conductividad (fluido). Se observaron de forma banda lineal cambios de conductividad eléctrica similar para ambos de las mezclas de helado (más gélido y Tavman, 2006). En el rango de gradiente de voltaje de 10-40 V / cm, la conductividad eléctrica del tipo Maras mezcla de helado fue mayor que la de la mezcla de helado de tipo estándar que tiene un menor contenido de grasa, a la misma temperatura. El calentamiento óhmico es más largo para las concentraciones de soluto más bajos de suero de leche reconstituida (8-24% w / concentraciones de soluto v) (más gélido, 2009). Se explica por la cantidad decreciente de portadores libres iones / carga, que disminuyen la conductividad eléctrica, a concentraciones más bajas. En eso, el calentamiento rápido se produce en soluciones de suero de leche que tienen mayor conductividad eléctrica. La aplicación de calentamiento óhmico en gradientes de alta tensión y en concentraciones más altas de soluto podría ser ventajoso para obtener un calentamiento más rápido en el procesamiento industrial de soluciones de suero de leche. La medición de la conductividad eléctrica se puede utilizar como indicador de la ocurrencia de la gelatinización del almidón en alimentos líquidos. La conductividad eléctrica de almidón aumentó con la temperatura, pero disminuyó con el grado de gelatinización del almidón (Wang y Sastry, 1997). Li et al. (2004) encontraron una disminución de la conductividad eléctrica en el rango de gelatinización debido a la reducción en el área de movimiento de las partículas de almidón y el aumento de la resistencia al movimiento de las partículas hinchadas causadas por la inflamación del gránulo de almidón y la viscosidad aumenta. La resistencia eléctrica específica también puede ser expresada como la inversa de la conductividad eléctrica.Es diferente de la resistencia eléctrica ya que esta resistencia específica disminuye con un aumento de la temperatura (Bhale, 2004). La dependencia de la temperatura de la resistencia eléctrica específica de la comida y las dimensiones de la unidad de aplicación óhmica determina la potencia requerida para ser aplicada (Reznick,1996). La medición precisa y el control preciso de la temperatura durante el calentamiento óhmico son cruciales en el procedimiento de diseño de los sistemas de calentamiento óhmico.

11.3.3 Temperatura El cambio en la temperatura durante el calentamiento óhmico es muy rápido y podría resultar en calentamiento desbocado en el alimento líquido si el control no está bien diseñado. En sistemas continuos, la potencia aplicada durante el calentamiento se puede ajustar mediante el uso de retroalimentación o de control de alimentación hacia adelante por medio de mediciones de la temperatura, la tasa de flujo de masa, y cambios específicos capacidad de calor. En los sistemas de proceso por lotes, las mediciones de temperatura tomadas desde diferentes puntos de la comida ayudan a la observación del límite máximo de temperatura y requieren de encendido / apagado de la fuente de alimentación. El aislamiento eléctrico de la sonda de temperatura utilizado es importante para evitar perturbaciones de la señal no deseadas en el sistema de medición. Dado que el calentamiento óhmico tiene lugar en segundos para alimentos fluidos de alta acidez, la sensibilidad de los sensores de temperatura debe ser alta y los tiempos de respuesta debe ser lo suficientemente baja. La capa de aislamiento eléctrico o protección para la sonda de temperatura se selecciona teniendo en cuenta sus efectos sobre la respuesta de la medida y la precisión. En la literatura, los termopares de tipo T con un recubrimiento especial se han utilizado en varios estudios con el propósito de mediciones de temperatura durante el calentamiento óhmico de alimentos de fluido (Sastry, 1992;. Qihua et al, 1993;. Freidora et al, 1993; Sastry y Salengke , 1998; Icier et al., 2006). Zell et al. (2009b)desarrollado recientemente las sondas termopar de respuesta rápida para su uso en sistemas de calefacción óhmica. Además, tabletas o capas de cristal líquido se pueden utilizar para evaluar la distribución de la temperatura en sistemas de calentamiento óhmico continuas (Sastry y Li, 1996). Sin embargo, la adaptación de este método para sistemas de control automático es problemático. Se utilizan algunas técnicas de mapeo de temperatura no invasivas (como la resonancia magnética, etc) que permitan el control de temperatura rápido espacial durante el proceso de calentamiento óhmico (ortográfico et al, 1999;.. Ruan et al, 1999;. Vosotros et al, 2003, 2004). Esta técnica permite la producción de dos o tres mapas de temperatura dimensionales de los materiales del alimento óhmicamente calentados sin desconectar la energía de la calefacción eléctrica y también permite estimar el coeficiente de transferencia de calor del fluido de partículas para las mezclas de alimentos en el calentador óhmico durante la celebración (Ye et . al, 2003). Los modelos matemáticos son también útiles en la estimación de la distribución de la temperatura y la evaluación de las peores situaciones en las células del calentador óhmico (Zhang et al, 1992.; Freidora et al, 1993.; Zhang y Fryer, 1995; Sastry y Salengke, 1998; Salengke y Sastry, 2007b; Marra et al., 2009). 11.3.4 Tipos de electrodos y reacciones electroquímicas Los más importantes problemas electrolíticos son la contaminación de los alimentos con iones metálicos migrado de electrodos y los productos de reacción electroquímicos resultantes. Esta contaminación podría ser tóxico (cancerígeno) o traer el sabor deseado y colorante para alimentos procesados (Amatore et al., 1998). La migración de los materiales de los electrodos en los alimentos necesita ser minimizada por la elección de mejores materiales de electrodo o por la operación a frecuencias más altas (Zhao y Kolbe, 1999; Sastry, 2008).El uso de materiales de superficie con tendencias

de corrosión inferiores (titanio, oro, etc) o el revestimiento de las superficies existentes con materiales menos corrosión puede ser una opción (de titanio platinado, etc)(Ibrahim, 1999; Samaranayake y Sastry, 2005a). Calentamiento óhmico pulsada es otra opción para minimizar las reacciones electroquímicas y la formación de burbujas de gas durante el calentamiento óhmico(Samaranayake y Sastry, 2005b; junio et al, 2007.). Las burbujas de gas son los resultados de cualquiera de ebullición del agua debido a altas densidades de corriente localizadas o el por productos de varias reacciones de oxidación / reducción (por ejemplo, H 2 o 2 de gas O) (Zhao y Kolbe, 1999;. Junio et al, 2007) . Castro et al. (2004a) explica que en un calentador sin presión, si el aire está ocluido en la muestra, las burbujas de aire expandido con la temperatura, con la presión permanece constante. La liberación de gas notoria en los electrodos de acero inoxidable durante el calentamiento óhmico de jugo de naranja fue reportado por Lima et al. (1999). Sin embargo, no hubo liberación de gas visibles, cavitación electrodo, la disolución de metal, o tinte óxido en las muestras calentadas en el caso de la utilización de electrodos de titanio con un recubrimiento especial. Del mismo modo, Assiry et al. (2003) llegaron a la conclusión de que las reacciones electrolíticas no fueron evidentes con electrodos con un recubrimiento especial o en el uso de energía de alta frecuencia. Aumenta la corriente farádica con la amplitud de la señal de tensión aplicada. Dado que el potencial interfacial logrado a través del electrodo es proporcional a la amplitud de la tensión de pico, los valores corrientes y de ese modo farádica de reacciones de Faraday aumentan con el aumento de tensión ( Assiry et al, 2006. ); Semirreacción anódica: pH es un factor importante en la corrosión del electrodo y reacciones electrolíticas, que influyen en la degradación del ácido ascórbico en el alimento líquido ( Samaranayake y Sastry, 2005a ). A altas concentraciones de NaCl, la siguiente media-reacción anódica ( Ecuación 11.13 ) impide la generación de oxígeno ( ecuación 11.9 ) dando como resultado una velocidad de degradación menor ( Assiry et al., 2003 ). Dado que la capacitancia es directamente proporcional al área de superficie, un electrodo que tiene un área de superficie microscópica más grande posee una mayor capacitancia de doble capa eléctrica por unidad de área de superficie geométrica aparente ( Samaranayake y Sastry, 2005a ). La doble capa eléctrica de un electrodo de este tipo es capaz de mantener más carga antes de que el condensador de doble capa se convierte en "fugas", la inhibición de las reacciones de tipo farádica en la interfaz electrodo / solución. El uso de electrodos que tienen una gran área de superficie microscópica es beneficioso en términos de la inhibición de los procesos farádica en las interfaces, así como en la consecución de más corriente capacitiva para la generación de calor. De acuerdo con el análisis SEM ( . Fig. 11.6 ), la variación de la capacitancia de doble capa de los electrodos se puede representar como: titanio, acero inoxidable ≤-titanio platinado ≤ grafito ( Samaranayake y Sastry, 2005a ). La puerta aislada transistor bipolar (IGBT), un miembro de una familia de semiconductores de amplio poder, es básicamente un dispositivo de conmutación rápida que permite la aplicación de tan alta frecuencia de corta duración pulsos de corriente y de tensión. El uso de dispositivos de conmutación de IGBT para los circuitos calentador óhmico es una ruta alternativa relativamente barata de pasar a frecuencias altas

( Samaranayake y Sastry, 2005b ). Formas de onda de impulsos derivados de un IGBT se pueden manipular de forma independiente mediante el ajuste de diversos parámetros del pulso incluyendo la frecuencia, anchura de impulso, y el tiempo de retardo (fuera de tiempo entre impulsos adyacentes) y, por lo tanto, diferir de las formas de onda generadas normalmente por medio de generadores de alta frecuencia. Samaranayake y Sastry (2005b) redujeron significativamente las reacciones electroquímicas durante el calentamiento óhmico con acero inoxidable, titanio, y los electrodos-titanio platinado mediante el uso de este generador. Llegaron a la conclusión de que el calentamiento óhmico pulsada a frecuencias más altas y más cortos anchos de pulso produjo las menores tasas de reacciones electroquímicas de los electrodos de acero inoxidable. Sin embargo, el calentamiento óhmico de impulsos a frecuencias más bajas y anchos de pulso más largas fue más eficaz en la supresión de las reacciones electroquímicas de titanio y electrodos-titanio platinado. Fue encontrado el tiempo de retardo que es un factor crítico en el calentamiento óhmico pulsada. Los efectos de la corrosión comienzan a emerger en un período de tiempo de calentamiento óhmico en la frecuencia más baja (50 Hz) y la superficie del electrodo empieza a experimentar la corrosión pozo severa. Por el contrario, la superficie de los electrodos no se ve afectado en la frecuencia más alta (10 kHz). El efecto de la frecuencia es claramente visible en la Figura 11.7 , donde se muestran las fotografías de los electrodos después de que los depósitos de ensuciamiento se eliminan ( Bansal y Chen, 2006a ). El aumento de la frecuencia reduce el tiempo de ciclo que aparentemente controla las reacciones electroquímicas. El uso de una fuente de alimentación de alta frecuencia puede ser una herramienta útil en el control de la corrosión de las superficies de los electrodos durante el calentamiento óhmico. La capa de suciedad formada puede representar un sobrecalentamiento interno durante el calentamiento óhmico, haciendo que el tamaño extra en superficies de los electrodos. En un estudio reciente, Stanel y Žitný (2010) han demostrado el riesgo de grabación de tamaño extra en la leche descremada, especialmente en capas delgadas de depósito, dependiendo de las conductividades eléctricas específicas de los depósitos. Los efectos de los diferentes tipos de electrodos sobre la pérdida de energía en calentadores óhmicos y los riesgos planteados por las reacciones ocurridas con ellos debe ser más estudiada ( Sastry y Salengke, 1998 ; más gélido y Ilicali, 2005b). 11.3.5 Propiedades de Alimentos La acidez, composición, contenido de sólidos totales, y la viscosidad de los alimentos líquidos pueden afectar a la velocidad de calentamiento óhmico. Si el alimento líquido es en forma de una mezcla sólido-líquido, la dimensión de las partículas, la orientación, la densidad, y los coeficientes de conductividad eléctrica del líquido a sólido son críticos en la evaluación global de letalidad por calentamiento óhmico. La diferencia entre la conductividad eléctrica y calores específicos de fases sólida y líquida en la mezcla afectará ampliamente la distribución de temperatura en la columna óhmica ( Zoltai y Swearingen, 1996; Sastry y Li, 1996; Larkin y Spinak,1996). En algunos casos, se producen sobrecalentamiento o frío de punto situaciones. Las propiedades físicas y eléctricas de los alimentos deben ser conocidos y tenidos en cuenta en los procedimientos de diseño.

La eficiencia de los procesos térmicos aplicados a las mezclas y purés de alimentos fluido no newtoniano depende de la composición y las propiedades reológicas ( Cogne 'et al, 2003;. Ditchfield et al, 2004. ). Es difícil obtener un calentamiento uniforme en los alimentos fluido que tienen una alta consistencia. Se requiere el diseño especial de los equipos de transferencia de calor y afecta a los costes operativos. La alta consistencia causa problemas de transferencia de calor durante la pasteurización. El calentamiento uniforme no se puede lograr como resultado de diferencias de velocidad dentro de la columna óhmico. El diseño del calentador óhmico con equipos de control de proceso adecuado, en el que se podría obtener un calentamiento uniforme, es importante para asegurar la pasteurización suficiente de fluidos no newtonianos ( más gélido y Tavman, 2006 ). Cuando se aplica el calentamiento óhmico para fluidos newtonianos, las superficies de los electrodos están limpias y el régimen de flujo es cercano al régimen turbulento (Re51900), por lo que no se observa ningún gradiente de temperatura. Cuando el fluido no newtoniano se conecta al sistema de óhmica, los cambios de viscosidad y el régimen de flujo convertido en cerca de un régimen laminar (Re565). Por lo tanto, se observa una baja velocidad cerca de la pared, lo que lleva a un ligero sobrecalentamiento ( Ayadi et al., 2004a ). Hay diversos estudios que se ocupan de los efectos de la viscosidad del fluido en la velocidad de calentamiento óhmico; algunos de ellos informan que los fluidos de mayor viscosidad tienden a resultar en calentamiento óhmico más rápido que los fluidos de viscosidad más baja, y otros Informe viceversa. El conflicto en estos resultados es probablemente debido a las diferentes reacciones que se producen durante el calentamiento óhmico de alimentos diferentes, dependiendo de su composición o de otros parámetros de proceso aplicadas. Desde tipo Maras mezclas de helados tienen consistencias más altas que las de tipo estándar mezclas de helado, su calefacción a través de métodos convencionales que implican mecanismos de transferencia de calor por conducción y / o convección es problemático. Sin embargo, sus resultados más bajos de contenido de grasa en los valores de conductividad eléctrica más altos, y por lo tanto pueden ser óhmicamente calientan más rápido que los de tipo estándar de mezclas de helados ( más gélido y Tavman, 2006 ). El control de la temperatura es más crítica para los de tipo Maras mezclas de helados durante el calentamiento óhmico. El cambio en la composición de la comida durante el calentamiento óhmico se debe determinar con precisión, y sus efectos sobre la velocidad de calentamiento óhmico y distribución de la temperatura debe ser tenido en cuenta en el procedimiento de control de procesos. 11.3.6 Propiedades de flujo La regulación de la tasa de flujo de masa en función del cambio de la velocidad de calentamiento óhmico es crucial en los sistemas de calentamiento óhmico continuas. Es un factor especialmente crítico durante el calentamiento de alimentos proteínicos, en el que la coagulación no es deseable. Incluso un ligero cambio en la velocidad de flujo de la comida puede resultar en diferencias de temperatura considerables dentro de ella. Por lo tanto, las características de las bombas utilizadas y el sistema de tuberías son

importantes en el ajuste rápidamente el tiempo de residencia del líquido dentro de la columna. Las determinaciones de la distribución del tiempo de residencia y / o distribución de la velocidad y su control durante el calentamiento óhmico son cruciales para asegurar la letalidad de los alimentos líquidos. Existen varios métodos para determinar la distribución del tiempo de residencia de las partículas durante el calentamiento óhmico de mezclas de partículas líquidas, tales como la observación visual, la detección de rayos láser, marcadores químicos y células de memoria térmica, trazadores radiactivos, trazadores de sal, la ecografía, la respuesta magnética y metodología fotosensor ( Tulsiyan et al, 2009 ). Marcotte et al. (2000b) sugirió el uso de métodos de ultrasonidos para medir el tiempo de residencia de mezclas líquidas de partículas en la columna de calentamiento óhmico. Para fluidos no newtonianos el régimen de flujo se aproxima a un régimen laminar en la columna de calentamiento óhmico ( Ayadi et al., 2004a ). Por lo tanto, las regiones de baja velocidad están expuestos a un ligero sobrecalentamiento. Ayadi et al. (2005) realizaron un estudio hidrodinámico de un líquido modelo newtoniano bajo condiciones isotérmicas, utilizando una técnica de visualización de flujo (trazador de color) y los campos de velocidades se midieron mediante velocimetría de imagen de partículas (PIV) ( . Fig. 11.8 ). Se inyectaron un trazador de color justo antes de la entrada de la celda y su distribución se registró en forma de secuencias de vídeo a través de la superficie transparente. Campos de velocidad en la célula óhmica se midieron usando la técnica PIV. Una fuente de luz que incluye un generador de armónicos de cristal para producir la luz verde de doble frecuencia esta en el montaje experimental utilizado para la visualización de flujo. Ellos directamente vinculadas la presencia y la intensidad del depósito en las células a la uniformidad y la falta de uniformidad de las velocidades. Los resultados de su estudio muestran que la cantidad de depósito es mayor en la zona donde la temperatura es más baja (zona de entrada) y la velocidad no es uniforme. Incluso la más mínima perturbación hidrodinámica (de recirculación, la mala de llenado, de singularidad, etc) resulta en una perturbación térmica y eléctrica y por lo tanto crea zonas, que están sujetos a la suciedad en la calefacción óhmica continua. Para las mezclas de líquido y las partículas, la determinación del tiempo de residencia de la partícula más rápida es importante en el cálculo de la letalidad mínima en el calentador óhmico. Sin embargo, el seguimiento de múltiples partículas proporciona información fiable sobre la distribución del tiempo de residencia en la columna.Tulsiyan et al. (2009) utilizaron identificación por radio-frecuencia para medir la distribución del tiempo de residencia de las partículas de pollo analógicas en chowmein de pollo durante el calentamiento óhmico. Se recomienda el uso de esta técnica de medición como un método innovador y de ahorro de tiempo que es adecuado para condiciones asépticas. En las siguientes secciones, se analizan los efectos de calentamiento óhmico sobre los microorganismos y las características nutricionales y de calidad. 11.4 mecanismo de inactivación microbiana El calentamiento óhmico es un proceso continuo de alta temperatura, de corta duración (HTST) esterilización (de Alwis y Fryer, 1990 ). La electroporación leve durante el

calentamiento óhmico puede contribuir a la inactivación celular debido al hecho de que la presencia de electroporación leve puede mejorar la transferencia de sustratos en las primeras etapas de la fermentación ( Bhale, 2004 ). El calentamiento óhmico también se puede utilizar para la ultra-alta temperatura (UHT) esterilización de los alimentos, y especialmente aquellos que contienen partículas grandes (hasta 2,5 cm) que son difíciles de esterilizar por otros medios. Por lo tanto, el tratamiento térmico de la electricidad también puede ser denominado como el procesamiento aséptico; en el que un producto estéril se obtiene mediante la aplicación de un embalaje estéril con el fin de preservar el material de alimentos perecederos para una larga duración de tiempo ( Parrott, 1992 ). Un proyecto actual de la NASA ha implicado el desarrollo de una bolsa especialmente diseñada con capacidad de calentamiento óhmico de recalentamiento de los alimentos para las misiones espaciales, así como la esterilización de los residuos ( Jun y Sastry, 2005 ). Inactivación microbiana en relación con calentamiento óhmico es principalmente debido a los efectos térmicos en la naturaleza. Aunque algunos hallazgos muestran los efectos eléctricos adicionales, algunos resultados no son convincentes puesto que es necesario para que coincida exactamente las historias térmicas de los experimentos de calentamiento óhmico y convencionales para el propósito de comparación de los efectos. La diferencia en pistas en las curvas de inactivación microbianas de calentamiento óhmico y de calefacción convencional, que tienen historia térmica similar, más probable es que se puede explicar por la presencia del campo eléctrico (Anónimo 2000 ). Sin embargo, se necesitan nuevos métodos para una eficiente bio-validación de calentamiento óhmico con el fin de desarrollar todo su potencial en la inactivación microbiana ( Somawat et al., 2009 ). La baja frecuencia utilizada en el calentamiento óhmico (50-60 Hz) permite que las paredes celulares que se acumulan cargos y poros de formularios, lo cual no es el caso con métodos de alta frecuencia, tales como el calentamiento por microondas, donde el campo eléctrico se invierte antes de la carga suficiente acumulación hasta se produce en las paredes celulares ( Bhale, 2004 ). Sin embargo, Sitzmann (1995) planteó la hipótesis de que la inactivación de las esporas puede resultar de un efecto bactericida indirecta de productos de electrólisis formados durante el tratamiento eléctrico. Park et al. (2003) examinaron los mecanismos eficaces de corriente eléctrica en los microorganismos. El mecanismo de la actividad de la corriente eléctrica puede incluir la interrupción de la integridad de la membrana bacteriana o la electrólisis de moléculas en la superficie celular ( Liu et al., 1997 ). Cuando se aplica un voltaje, aumenta la energía de la membrana de tal manera que un aumento de tamaño de poro de la membrana se lleva a cabo hasta una transición a los poros hidrófilos, donde puede ocurrir la difusión libre ( azúcar y Neumann, 1984 ).Otra hipótesis se denomina ruptura dieléctrica ( Zimmermann et al., 1974 ). Debido a la atracción de cargas opuestas inducidas en las superficies interior y exterior de la membrana celular, la presión de compresión se produce, lo que resulta en una disminución en el espesor de la membrana, una ruptura irreversible puede tener lugar. El modelo más ampliamente aceptado es el de electroporación grave ( Park et al., 2003 ). La electroporación es la formación de orificios en una membrana celular debido a la presión de iones individuales, que causan el cambio en la permeabilidad de la membrana celular, debido a la modificación del campo eléctrico (Weaver y Chizmadzhev, 1996 ). Si se supera la fuerza crítica campo eléctrico, la membrana se permeabilizaron por la formación de poros. Esta permeabilización puede ser reversible o irreversible,

dependiendo de la fuerza eléctrica de campo, el tiempo de tratamiento, tamaño de celda, la carga superficial de la membrana, citoplasma, y el medio de suspensión líquido ( Lojewska et al., 1989 ). La rigidez dieléctrica de una membrana celular está relacionada con la cantidad de lípidos (que actúa como un aislante) presente en la propia membrana. Los poros formados pueden variar en tamaño dependiendo de la fuerza del campo eléctrico, y se pueden volver a cerrar después de un corto período de tiempo. En general se cree que el potencial de la membrana crítico inducida por campos eléctricos provoca la inactivación microbiana y es de aproximadamente 1 V. En este nivel, se piensa que la permeabilidad de la membrana aumenta de tal manera que se produce la muerte celular ( Rowan et al.,2000). A bajas frecuencias (50-60 Hz) y intensidades de campo elevadas (> 100 V / cm) más comúnmente asociados con el calentamiento óhmico, las paredes de las células naturalmente porosos pueden permitir que la membrana de la célula que se acumule cargos, formando poros disruptivas ( Cho et al. , 1996 ). La exposición excesiva causa la muerte celular debido a la fuga de los componentes intracelulares a través de los poros ( Lee y Yoon, 1999 ). Si la electricidad se aplica específicamente durante el ciclo de crecimiento microbiano, el aumento de transporte de sustancias inhibidoras a través de las membranas celulares es posible ( Bhale, 2004 ). Electroporación correspondiente también se rompe la estructura de la muestra de alimento durante el calentamiento óhmico y el campo eléctrico moderado. A veces es deseable y a veces inaceptable. Procesos campo eléctrico moderado (MEF) implican la aplicación de campos eléctricos típicamente bajo 1000 V / cm, con o sin calefacción, para lograr los objetivos específicos ( Sastry, 2008 ). Hay un efecto obvio de la temperatura sobre la eficiencia de daños en tratamiento de CA de tejido de la planta. En MEF con una intensidad de campo eléctrico E en virtud de 100 V / cm, el calentamiento óhmico a temperaturas no superiores a 50 ° C resultados en un alto grado de daño tisular ( Lebovka et al., 2005). Se discuten que, con las mismas condiciones de tratamiento con corriente alterna, el daño tisular observada para las manzanas es más alta que para las patatas. Los efectos observados muestran la importancia del mecanismo de electroporación en daños tejido de la planta inducida por calentamiento óhmico, que es controlado por los cambios inducidos por la temperatura en la estructura de la membrana celular. Los estudios realizados en el área de tratamiento eléctrico de los alimentos tratados con células vegetativas o inactivación y el efecto letal de la electricidad sobre las esporas bacterianas son actualmente limitados (Palaniappan et al, 1990, 1992;. Cho et al, 1996;. Qin et al, 1995. ; Leizerson y Shimoni, 2005a, b; Baysal y más gélido, 2007, 2010; Anderson, 2008 ). Un estudio de vida útil por Raztek comparó calefacción convencional para el calentamiento óhmico utilizando huevos líquidos pasteurizados. Aunque los recuentos de placas iniciales fueron similares, a medida que pasaba el tiempo, las muestras convencionalmente calentados alcanzaron recuentos en placa de 10 000 ufc / ml en comparación con las muestras óhmicamente climatizadas con recuentos de placas de