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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.76.2021.tde-03092021-115103
Documento
Autor
Nome completo
Bruno Pereira de Oliveira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2021
Orientador
Banca examinadora
Bagnato, Vanderlei Salvador (Presidente)
Carrilho, Emanuel
Pratavieira, Sebastião
Ribeiro, Martha Simões
Souza, Clovis Wesley Oliveira de
Título em português
Desenvolvimento de um sistema para inativação microbiológica em vegetais frescos por ação física através de líquidos circulantes
Palavras-chave em português
Alimentos
Descontaminação
Opto-mecânica
UV
Resumo em português
O controle microbiológico em alimentos é um dos fatores de maior importância na segurança alimentar. Tanto para o consumo direto de vegetais in natura, ou para a preservação e minimização de perdas durante o transporte, a eliminação de microrganismos é uma operação necessária e exigida por autoridades sanitárias. As empresas do setor têm conseguido fazer um grande trabalho, utilizando agentes químicos sanitizantes, que em quantidades moderadas são toleráveis ao ser humano e que mantém o nível microbiológico dos alimentos. Ácidos como o hiper acético dentre outros tem sido escolha de uso. Ocorre, no entanto, que os níveis necessários para manter aceitável a quantidade de microrganismos nestes alimentos tem aumento muito. Além disto, o descarte das soluções utilizadas tem causado grande prejuízo ao meio ambiente. Em diversas situações a volta da solução para a lavoura, causa problemas. A água tem sido o principal veículo de lavagem dos alimentos na indústria, e seu uso de forma crescente tem também pressionado o setor produtivo a minimização e otimização de uso. Para diminuição destes problemas vem com o desenvolvimento de técnicas não químicas para a limpeza e controle microbiológico dos alimentos. Este trabalho de tese consiste na demonstração de que através da descontaminação de líquidos circulantes utilizando radiação UVC diretamente no líquido e não nos alimentos, permite atingir graus de eliminação microbiana muito aceitáveis e ao mesmo tempo correspondendo a grandes economias, através da circulação e reciclagem da água. Para esta demonstração, neste trabalho, realizamos inicialmente provas de princípio e desenhamos e construímos um reato que opera de forma otimizada para iluminação de grandes fluxos de água circulante, tendo como base principal a distribuição perimetral das fontes de luz. Análise do sistema permitiu garantir iluminação adequada do volume circulante, o reator divergente teve ~0,194 mJ, o reator convergente teve uma dose de ~0,9 J. Construído o reator, um experimento especial para descontaminar brócolis foi construído e testado mostrando a dinâmica da descontaminação. Levando em conta o equilíbrio detalhado entre a saída dos microrganismos do vegetal sobre ação do fluido circulante e a taxa de eliminação ao passar pelo reator, foi possível analisar as condições operacionais uma eficiência de inativação de 99,999% na água e 90% para o reator divergente e para o reator convergente 99,999% para água e 99,9% para o vegetal em questão, ou seja, estas doses entregues permitem eliminação dos contaminantes. O sistema construído já se encontra em uso e seu princípio operacional deu origem a diversas aplicações onde descontaminação de líquidos circulantes possa ser aplicadas. Discutimos e apresentamos algumas delas.
Título em inglês
Development of a system for microbiological inactivation in fresh vegetables by physical action through circulating liquids
Palavras-chave em inglês
Decontamination
Food
Opto-mechanics
UV
Resumo em inglês
Microbiological control in food is one of the most important factors in food security. Whether for direct consumption of fresh vegetable, or for the preservation and minimization of losses during transport, the elimination of microorganism is a necessary and a required operation by health authorities. Companies in the sector have managed to do a great job, using chemical sanitizing agents. Which in moderate quantities are tolerable to humans and which maintain the microbiological level of food. Acids such as hyper acetic, among others, have been the choice of use. It does happen, however, that the quantity necessary of those chemicals necessary to keep the level of microorganism in these foods acceptable has increased a lot. In addition, the disposal of the solutions used has caused great damage to the environment. In several situations, turning the solution to the crop causes problems. Water has been the main vehicle for washing food in the industry, and its increasing use put pressure on the productive sector to minimize and optimize use. The minimization of these problems comes with the development of non-chemical techniques for cleaning and microbiological control of food. This thesis work consists of the demonstration that through the decontamination of circulating liquids using UVC radiation directly in the liquid and not in the food, it allow to reach very acceptable degrees of microbial elimination and at the same time corresponding to great saving, through the circulation and recycling of water. For this demonstration, in this work, we initially carried out proofs of principles, designed, and built a reactor that operates optimally for lighting delivery was ~0.194 mJ and ~0.9 J divergent and convergent reactor respectively, large flows of circulating water, having the perimeter distribution of light sources as the main base. Analysis of the system allowed guaranteeing adequate lighting of the circulation volume. After the reactor was built, as especial experiment to decontaminate broccoli was built and tested showing the dynamics of decontamination in water 99.999% two device (divergent and convergent). Taking in account the detailed balance between the outflow of microorganism rom the plant under the actin of the circulating fluid and the elimination rate when passing through the reactor, it was possible to analyze the operational conditions that allow the elimination of contaminants in vegetable 90% and 99.9% in the divergent and convergent respectively. The built system is already in use and its operational principle has given rise to several applications where decontamination of circulating liquids can be applied. We discussed and presented some of them.
 
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Data de Publicação
2021-09-08
 
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