pulsos-electricos final.doc

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

PULSOS ELECTRICOS

CATEDRA:

TECNOLOGIA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS ALIMENTOS I CATEDRÁTICO

:

Ing. NILTON NILTON ROJAS GUERRA ALUMNAS:

Canchanya Espiritu, Magaly Crispin Aliaga, Roger Marcañaupa De La Cruz, Jose Mercado Aquino, Luis SEMESTRE: VII

Huancayo - Perú 2015

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ ACUL ACULT TAD DE IN!ENIE IN!ENIER"A R"A EN INDUSTRIAS ALI#ENTARIAS

I.

INTR IN TROD ODUC UCCI CION ON

Durante mucho tiempo se ha buscado la seguridad microbiana de los alimentos unto con una conser!aci"n de sus propiedades# $in embargo, la mayor%a de las !eces, la seguridad es acompañada con la p&rdida de sus caracter%sticas nutricionales, de te'tura y sabor, es por esto que se recurre a las tecnolog%as no t&rmicas como pulsos el&ctricos en la industria alimentaria# $eg(n di!ersos estudios, esta tecnolog%a permite la inacti!aci"n de muchas especies de microorganismos por medio de las )ormaciones de poros en membrana celular# De igual )orma, se emplea para la e'tracci"n de di!ersos compuestos como antio'idantes, antimicrobianos y colorantes, permitiendo mayor rendimiento de estos# Adem*s permite una meor trans)erencia de masa para la deshidrataci"n de especies !egetales debido a la permeabilizaci"n de las c&lulas# Las caracter%sticas antes mencionadas permitir*n que en el )uturo puede ser implementada a gran escala# La aplicaci"n de nue!as tecnolog%as en la conser!aci"n de alimentos pretende dar respuestas a las demandas de los consumidores en obtener productos m*s nutriti!os, con aromas y sabores m*s parecidos a los naturales# Actualmente, los pulsos el&ctricos son considerados como una tecnolog%a emergente, el tratamiento se realiza colocando alimentos l%quidos, semis"lidos o s"lidos en una soluci"n electrol%tica y con baa conducti!idad t&rmica entre dos electrodos, mediante los cuales se hace pasar pasar una corriente corriente el&ctrica el&ctrica con determinado determinadoss tiempo tiempo +general +generalmente mente microsegundos, intensidad y )recuencia# Los pulsos el&ctricos pueden ser aplicados por lotes o de )orma continua, !ariando en esta (ltima, la con)iguraci"n de las c*maras de tratamiento y por lo tanto, la manera en la que los pulsos el&ctricos son aplicados#

Esta tecnolog%a ha sido ampliamente utilizada en la inacti!aci"n de mohos, le!aduras y bacterias en di!ersos tipos de alimentos donde se ha comprobado que al cambiar alguna de las !ariables de tratamiento En este trabao daremos a conocer la aplicaci"n de pulsos el&ctricos aplicado en la industria







UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ ACUL ACULT TAD DE IN!ENIE IN!ENIER"A R"A EN INDUSTRIAS ALI#ENTARIAS II.

REVISION BIBLIOGRAFICA

PULSOS ELECTRICOS 1.

¿QUÉ SON LOS PULSOS ELÉCTRICOS?

Los pulsos el&ctricos son un tratamiento tratamiento no t&rmico para para la conser!aci"n de alimentos alimentos en el cual se coloca un alimento )luido, semi)luido o solido en una soluci"n electrol%tica entre dos electrone electroness por periodos periodos corto de tiempo + menos menos de un segundo segundo se aplica un determina determinado do n(me n(mero ro de puls pulsos os de alto alto !olt !olta aee que que !an !an de -. a /. 0!1c 0!1cm m para para la inac inactiti!a !aci ci"n "n de microorganismos, de -#2 a 3. 451cm para la inacti!aci"n de enzimas y de .#2 a 6 451cm +7o cl el#, 63389 5an Loey y 7endric4'#, -..- para la e'tracci"n de compuestos intracelulares +:incan y Deme4, -..-9 Lebo!4a el al#, -..-# El bene)icio de esta tecnolog%a para los consumidores consiste en brindarles alimentos con caracter%sticas similares a los )rescos y con una !ida (til e'tendida +Rastogi el al#, 6333# ;na de las nue!as tecnolog%as que podr%a sustituir a los tratamientos t&rmicos con!encionales son los campos el&ctricos pulsantes +CE<, producidos mediante la aplicaci"n de descargas el&ctr el&ctrica icass de alto alto !olta !oltae e en condic condicion iones es contro controlad ladas# as# Los campos campos el&ctr el&ctrico icoss produc producen en la acumulaci"n de cargas de distinto signo a ambos lados de las membranas celulares# Cuando la )uerza del campo +E alcanza un !alor cr%tico +Ec, la atracci"n entre cargas !ence la resistencia mec*nica de las membranas y se producen poros# $i la )uerza del campo supera ampliamente el !alor cr%tico +Ec, los poros producidos son numerosos, grandes e irre!ersibles conduciendo a la muerte de la c&lula# $e ha demostrado que la e)icacia de los campos el&ctricos pulsantes aumenta con la )uerza del campo el&ctrico aplicado# Aunque para lograr la inacti!aci"n microbiana es preciso aplicar campos el&ctricos que en general superan los 6.#...=62#... !oltios1cm, el medio de tratamiento apenas aumenta de temperatura dado que los pulsos el&ctricos que los generan apenas duran algunas millon&simas de segundo# Esta es la raz"n por la que esta tecnolog%a apenas a)ecta a la calidad de los alimentos# 1.

¿EN QUÉ CONSISTEN LOS PULSOS ELÉCTRICOS DE ALTO VOLTAJE?

El tratamiento de .#... !oltios1cm, segun la aplicaci"n en )orma de pulsaciones pulsaciones de corta duraci"n +del +del







UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ ACUL ACULT TAD DE IN!ENIE IN!ENIER"A R"A EN INDUSTRIAS ALI#ENTARIAS !oltae y entre ellos se genera una di)erencia de potencial, lo que hace que se )orme en

consecuencia un campo el&ctrico en el producto# 2.

FUNDAMENTOS BÁSICOS

El tratamiento con
MECANISMO DE ACCIÓN

El mecanismo de acci"n se basa en la destrucci"n de la pared celular cuando se aplica una intensidad de campo el&ctrico, debido a la di)erencia de potencial entre ambos lados de la membrana# Cuando esta di)erencia de potencial +potencial transmembrana alcanza un !alor cr%tico se da la electroporaci"n, electroporaci"n, )ormaci"n de poros en la pared celular que trae como consecuencias perdida de su integridad, incremento de la permeabilidad y destrucci"n de la c&lula# El potencial transmembrana depende de cada microorganismo, as% como del medio en que los microorganismos est*n presentes# 4.

EFECTO SOBRE MICROORGANISMOS Y CONSTITUYENTES







UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ ACUL ACULT TAD DE IN!ENIE IN!ENIER"A R"A EN INDUSTRIAS ALI#ENTARIAS spp#, $taphylococcus aureus, Lactobacillus spp#, Listeria spp#, $almonella dublin y bacterias

propias de la leche cruda# Recientemente, se ha comprobado la e)ecti!idad de los






UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ ACUL ACULT TAD DE IN!ENIE IN!ENIER"A R"A EN INDUSTRIAS ALI#ENTARIAS Debido a la capacidad de los alimentos de conducir electricidad estos act(an como una

resistencia# Los principales e)ectos obser!ados sobre los alimentos sonB Electr"lisis de sustancias, dependiendo de la composici"n de los alimentos y del material del electrodo# =Calor producido por el e)ecto Joule, lo cual propicia la destrucci"n de los microorganismos Debido al tiempo utilizado en esta t&cnica estos e)ectos son m%nimos, sin embargo, el diseño de los equipos utilizados est* encaminado para e!itar dichos e)ectos# 6.

EQUIPO

El equipo utilizado es un sistema el&ctrico simple que consiste en una )uente de alto !oltae, un banco de condensadores, un interruptor y una c*mara de tratamiento# La c*mara de tratamiento es uno de los componentes m*s compleos e importantes del sistema, ya que debe de impedir un aumento de temperatura en el alimento as% como la electr"lisis del mismo# La c*mara debe estar hecha de materiales )*ciles de limpiar y no debe tener interacci"n con los alimentos#

En ! !"#$!%&!& '(%)#'n #*') #%+,) &' "-.!*!)/ 

C-.!*!) ')#-#%"!) B las cuales son de )luo continuo y por lo general son utilizadas en laboratorios con )ines de in!estigaci"n#









UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ 

ACUL ACULT TAD DE IN!ENIE IN!ENIER"A R"A EN INDUSTRIAS ALI#ENTARIAS C-.!*!) &' "!.+, '0"#*%", ",n1'*2'n#' B las cuales se caracteriza por tener los

electrodos de discos separados por placas de te)l"n#

3454 E6$%+, &' "!.+, "!.+, '0"#*%", +$)!&, $us principales usos ser%an la higienizaci"n de alimentos l%quidos especialmente sensibles al calor +por eemplo zumos de )rutas y, dado que rompe las en!olturas celulares, la aplicaci"n sobre los teidos animales y !egetales como paso pre!io a los procesos de e'tracci"n de sus componentes +por eemplo para e'traer el almid"n de la patata, el az(car de la remolacha, el zumo de las )rutas etc#

VENTAJAS Las propiedades propiedades :%sicas y u%micas de los alimentos no son alteradas# Las propiedades organol&pticas de los alimentos no son modi)icados# E)ecti!a inacti!aci"n microbiana que se obtiene, a ni!el de pasterizaci"n, con un escaso incremento en la temperatura# $e dispone de un producto apto para el consumo, con buena calidad nutricional y sensorial, similar a la del alimento )resco# ;na !entaa adicional de esta t&cnica es la escasa )ormaci"n de dep"sitos, en comparaci"n con un proceso de pasterizaci"n tradicional

DESVENTAJAS






UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ ACUL ACULT TAD DE IN!ENIE IN!ENIER"A R"A EN INDUSTRIAS ALI#ENTARIAS Los pul pulsos sos el& el&ctr ctrico icoss de al alto to !ol !olta tae e titiene enenn dos ap aplic licaci acione oness pri princi ncipal palesB esB la '(#*!""%7n &'

",.+,n'n#') %n#*!"'$!*') de inter&s en la industria alimentaria, y la +!)#'$*%8!"%7n de productos l%quidos#

arnacha 6 hora de maceracion =
E(#*!""%7 E(#*! ""%7nn &' ",.+ ",.+,n'n ,n'n#') #') %n#*! %n#*!"'$ "'$!*') !*')// la )ormaci"n de poros hace que se puedan e'traer sustancias como pigmentos, azucares y otros compuestos sin necesidad de recurrir al troceado e'cesi!o o al calentamiento# Es decir, aumenta el rendimiento del proceso de e'tracci"n# Campo el&ctrico orienta las cargas de los iones, comprimiendo y descomprimiendo la







UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ ACUL ACULT TAD DE IN!ENIE IN!ENIER"A R"A EN INDUSTRIAS ALI#ENTARIAS posible le %n!"#%1!* "0$!) 1'2'#!#%1!) &' P!)#'$*%8!"%7n &' +*,&$"#,) 96$%&,)/ Es posib

:,n2,) ;
la acci"n de los campos el&ctricos, no es equi!alente a la esterilizaci"n

A pesar de que la principal aplicaci"n de esta tecnolog%a es el alargamiento de la !ida (til de los alimentos, e'isten otras aplicaciones prometedoras para esta t&cnica# Entre las aplicaciones para las que ha sido estudiada esta t&cnica se encuentraB







El desarrollo de esta t&cnica encaminada a incrementar y meorar los procesos de conser!aci"n de los alimentos permitir* el desarrollo de nue!os alimentos y permitir*n que los alimentos )rescos posean una mayor !ida comercial y un meor !alor nutriti!o9 ue son los requerimientos que m*s demandan los consumidores alrededor del mundo#

8.

LIMITACIONES DE LOS PULSOS ELECTRICOS

El tratamiento de alimentos con






UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ ACUL ACULT TAD DE IN!ENIE IN!ENIER"A R"A EN INDUSTRIAS ALI#ENTARIAS espe especi cial alme ment ntee en alim alimen ento toss tale taless como como la lech leche, e, por por su ele! ele!ad adaa conc concen entrtrac aci" i"nn de

microorganismos y de enzimas que pueden deteriorar su calidad# tra de las limitaciones de los









III.. III

CONC CO NCLU LUSI SION ONES ES

Los pulsos pulsos el&ctricos el&ctricos pueden pueden ser tratamiento tratamientoss no t&rmicos muy e)ecti!os e)ecti!os y como optimizadores de energ%a# Esta tecnolog%a es muy !ers*til ya que puede aplicarse en procesos como e'tracci"n, deshidrataci"n, inacti!aci"n de enzimas e inacti!aci"n de microorganismos#

En cuanto a la inacti!aci"n de microorganismos, se deben de realizar m*s estudios con m*s alimentos ya que muchos de &stos )ueron conducidos en medios de culti!o, y en alimentos# $e deben de estandarizar las condiciones del proceso que se aplica, as% como el equipo utilizado, ya que mientras algunos in!estigadores utilizan equipo comerc comercial ial,, otros otros utiliz utilizan an equipo equipo no comerc comercial ial en el cual cual muchos muchos )actor )actores es no se encuentran estandarizados#

Gomando en consideraci"n lo reportado en esta re!isi"n, hay un gran campo de acci"n para la aplicaci"n de los pulsos el&ctricos y su combinaci"n con otros tratamientos9 as% como su aplicaci"n en gran cantidad de alimentos#








IV4

BIBLIOGRAFIA

6# Hl!arez, Hl!arez, 5# 5# @#, y Ji, G# G# -..?# Emerging Emerging technol technologie ogiess and processing processing and preser!a preser!ation tion technolog technologies ies )or mil4 and dairy products# products# EnB #:# #:# utierrez utierrez=L"p =L"pez ez y #5# #5# @arbosa= @arbosa= C*no!as +Eds# :ood science and )ood -# @arbosa=C @arbosa=C*no! *no!as, as, # 5#, 5#, ongora=i ongora=ieto, eto, M# M#, p# ?# @arbosa=C @arbosa=C*no! *no!as, as, #5# #5# y Altuna4ar Altuna4ar,, @# -..# # Lopez, Lopez, #, B 6.33=66.8#

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