Alana Rodrigues Amanda C. Marabesi Caio Morales Mayara B. Athayde Aquecimento Ôhmico Alana Rodrigues Amanda C. Marabesi Caio Morales Mayara B. Athayde

Introdução Surgiu século XIX Técnica simples/emprego Benéfico x outros tratamentos convencionais Interesse industria alimentícia Alimentos particulados (calor interno) http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/36905/000793033.pdf?sequence=1 O interesse particular nesta tecnologia decorre devido ao interesse da indústria alimentícia no processamento asséptico de alimentos líquidos de partículas. (particulados) Sistemas de processamento asséptico convencionais para as partículas contam com aquecimento da fase líquida que em seguida, transfere o calor para a fase sólida. No aquecimento ôhmico aparentemente, oferece uma alternativa atraente, pois aquece materiais através geração de calor interno. (texto stoa) Fonte: LAVARDA (2011)

Principio básico do método Passagem de corrente elétrica alternada de baixa frequência Energia elétrica Calor Qdo os alimentos tem, em sua constituição, qtde suficiente de água e eletrólitos, possibilitando a passagem de corrente elétrica, a tecnologia do aquecimento Ôhmico pode ser empregada. O princípio básico do aquecimento ôhmico é a passagem de corrente elétrica alternada de baixa freqüência (50 a 60 Hz) através do alimento, gerando calor devido à resistência elétrica do mesmo. Desta forma, o aquecimento ocorre essencialmente através da geração de energia térmica no interior do material (por transformação de energia elétrica em energia térmica) – os fenômenos de condução e convecção são pouco relevantes nesse caso. É uma tecnologia de geração interna de energia e não somente como um processo de trasnferência termica, desse modo o processo não depende da transferência de calor, assim promove aquecimento mais uniforme. Baseia- se na aplicação de um campo elétrico, para a indução de corrente elétrica sobre o material processado. Um material é considerado condutor se seus elétrons puderem se mover livremente de um átomo a outro. O Fluxo de eletrons em um material é conhecido como corrente eletrica, e sua intensidade é determinada pelo numero de eletrons em movimento. Energia térmica SASTRY E BARACH, 2000

http://www.esac.pt/noronha/pga/0910/trabalho_mod2/Aquecimento_%C3%B3hmico_manh%C3%A3x.pdf Fonte: ROCHA et al., 2010

Fluidos particulados ou de alta viscosidade Aquecimento ôhmico Calor sólido líquido Aquece partículas e fluido simultaneamente Processamento asséptico Consequentemente, o aquecimento ôhmico permite a geração de calor simultaneamente em ambas as fases do alimento (sólida e líquida), gerando um processo asseptico muito mais eficiente para o processamento de fluidos contendo partículas ou com viscosidade elevada (é melhor para produtos que contém sóldios e líquidos, caso da maioria dos alimentos) Promove o aquecimento de grndes particulas e do fluido circundante sob velocidades de aquecimento similares, e, dessa forma, tona possível a aplicação de técnicas de HTST e UHT em materiais sólidos ou em suspensões, melhorando assim a qlde do produto final e adicionando à ele maior valor agregado. Portanto, o processamento asseptico de fluidos particulados ou de alta visocsidade são consideradas as aplicações mais promissoras para o processamento ohmico na industria de alimentos. Fluidos particulados ou de alta viscosidade IMAI et al. (1995); CASTRO et al. (2003); KIM et al. (1003); PARROT (1992);

Aplicação Principal: Processamento asséptico Alto valor agregado refeições de preparo rápido - (T ambiente). Pré –aquecimento (esterilização lata) Produção higiênica (pré-preparados –T refrigerada) Aquecimento alta acidez (molho tomate) Aquecimento líquidos Branqueamento/Evaporação/Fermentação Na indsutria de alimentos, o principal segmento para aplicação de tecnologia de aquecimento ohmico é o processamento asseptico, que é utilizado ESPECIALMENTE PARA ALIMENTOS LÍQUIDOS, os quais são processados predominantemente por meio de trocadores de calor. processo de aquecimento ôhmico fornecer a oportunidade de processadores de alimentos com de produzir produtos novos, com vida útil estável com um alto valor agregado com qualidade anteriormente não realizado com técnicas de esterilização atuais. aplicações que foram desenvolvidas incluem processamento asséptico de alto valor agregado refeições de preparo rápido para armazenamento e distribuição à temperatura ambiente, pré-aquecimento de produtos alimentares antes da esterilização em lata, e a produção higiênica de alto valor agregado para alimentos previamente preparados com o armazenamento e distribuição a temperatura refrigerada. Aquecimento óhmico também pode ser utilizado para o aquecimento de alimentos com alta acidez, como como molhos à base de tomate antes de hot-preenchimento, com considerável benefícios na qualidade do produto. Outras aplicações potenciais incluem aquecimento rápido de produtos alimentares líquidos, que são difíceis de aquecer por técnicas convencionais. Outras potenciais aplicações futuras para o aquecimento ôhmico incluem branqueamento, a evaporação, a desidratação, a fermentação, e extração. Pág 4 texto stoa Existe uma ampla gama de potenciais futuras aplicações para o aquecimento ohmico, incluindo o branqueamento, evaporação desisdratação, fermentaçõa, extração, esterilização, pasteurização, aquecimento de alimentos pré-ingestão no campo militar ou aeroespacial em missões de longa duração

Aplicações Descongelamento de carnes Branqueamento de vegetais Pasteurização de preparados de frutas Desidratação de frutas e vegetais Actualmente, as principais aplicações industriais desta tecnologia de aquecimento óhmico são processos de escaldão (branqueamento?) de vegetais, descongelação de carnes, pasteurização de preparados de fruta e processos de desidratação de frutos e vegetais. No caso do processamento de frutos tem sido possível constatar que, para além da significativa poupança energética, é possível aumentar em 50% a retenção de vitamina C e em 70% a integridade dos pedaços de fruta, constituindo uma melhoria significativa dos produtos ao nível nutricional e organolépticas. http://www.esac.pt/noronha/pga/0910/trabalho_mod2/Aquecimento_%C3%B3hmico_manh%C3%A3x.pdf ROCHA et al (2010)

Aquecimento ôhmico x outras tecnologias Efeitos diversos Energia Comprimento de onda Frequência de emissão Metodologias Dielétrico Micro-ondas Infravermelho A industria alimentícia recorre ao emprego de radiações eletromagnéticas com finalidades muito diversas. Dependendo da energia associada, do comprimento de onda, e da frequência de emissão, o efeito decorrente de sua interação com determinado material é muito diferente. Dentre as metodologias de tratamento térmico se destaca o aquecimento por infravermelho, por micro-ondas, dielétrico e ôhmico. Fonte: KNIRSCH (2010)

Ôhmico x Dielétrico Dielétrico: dois eletrodos e um gerador X Ôhmico Homogeneidade aquecimento Previsibilidade distribuição Aplicação alto teor água Velocidade aquecimento Dielétrico: Alto custo Ôhmico: menor custo inicial/operacional Aquecimento dielétrico: coloca o produto entre duas placas ou eletrodos paralelos unidas a um gerador alternado de alta frequencia e capacidade (o calor é gerado por fricção de moléculas polares como resposta a aplicação de um campo eletrico alternado). Sâo aplicadas altas frequencias. Deste modo, o aquecimento dielétrico difere do aquecimento ôhmico, devido à frequência empregada e a condutividade elétrica do material ao qual é aplicável. Desvantagens: alto custo (operacional e de equipamentos), menor velocidade de aquecimento (em relação ao microondas) Além disso, o aquecimento ohmico requer menores custos iniciais e operacionais, gera maior homogeneidade de aquecimento e maior previsibilidade da distribuição térmica, maior aplicabilidade a materiais com alto teor hídrico e maiores velocidades de aquecimento Fonte: KNIRSCH (2010)

Aquecimento Ôhmico X micro-ondas Mais eficiente que micro-ondas Maior homogeneidade de aquecimento Micro-ondas: limite de profundidade de penetração X Micro-ondas: não necessita de contato com o alimento Aquecimento óhmico é mais eficiente que o aquecimento por microondas, porque quase todo a energia entra no alimento na forma de calor. Outra diferença importante é que o micro-ondas têm uma profundidade de penetração finita em um alimento, enquanto aquecimento ôhmico não tem essa limitação. No entanto, o aquecimento por microondas não necessita de contato com o alimento, enquanto que o aquecimento ôhmico requer eletrodos em contato. Na prática, a comida deve ser líquida ou ter quantidade suficiente de líquido com alimentos de partículas para permitir um bom contato e para bombear o produto através do aquecedor. Além disso, o aquecimento ohmico requer menores custos iniciais e operacionais, maior homogeneidade de aquecimento e maior previsibilidade da distribuição térmica Fonte: ORDÓÑEZ et al. (2005); VICENTE e CASTRO (2007)

Ôhmico x Infravermelho IV: transmissão de calor por radiação IV: baixa penetração – efeito na superfície X Ôhmico: aquecimento por toda extensão O aquecimento por infravermelho é uma transmissão de calor por radiação. A capacidade de penetraçaõ dessa radiação é pequena; por isso, seu efeito limita-se à superfície, enquanto o restante do alimento é aquecido por convecção ou condução. Diferentemente do aquecimento por IV, o ôhmico possibilita o aquecimento do material processado por toda extensão de seu volume. Fonte: ORDÓÑEZ et al. (2005); VICENTE e CASTRO (2007)

Vantagens: Aquecimento uniforme Rápido Alta eficiência energética (> 90 %) Não ocasiona superaquecimento da parte líquida Alcança temperatura de processamento UHT Não há superfícies quentes para a transferência de calor Não há perdas no valor nutricional e sensorial Como vantagens, tem-se um aquecimento mais uniforme e mais rápido (em geral, variando de alguns segundos a poucos minutos), quando comparado a processos convencionais (CHEN et al., 2010). http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/77697/1/CLV12015.pdf#page=187 Apresenta alta eficiencia energetica, pois converte mais de 90% de energia eletrica em termica. (reduz gasto com energia) http://www.esac.pt/noronha/pga/0910/trabalho_mod2/Aquecimento_%C3%B3hmico_manh%C3%A3x.pdfhttp://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/36905/000793033.pdf?sequence=1 A maioria das tecnologias aplicadas atualmente dependem da transferência de calor. A aplicação dessas tecnologias para aliemntos particulados, p.ex., é limitada pelo tempo requerido para assegurar o tratamento adequado do centro de grandes partículas, geralmente causando o processamento excessivo do volume circundante. sem ocasionar danos mecânicos às partículas, superaquecimento da parte líquida e perdas no valor nutricional e sensorial. http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/82958/1/1999-022.pdf Vários estudos indicam que o processamento de alimentos por esse método é promissor., pois permite obter produto final com caracteristica sensorial e nutricional superior aos métodos tradicionais. Estas indicações são dadas não apenas para alimentos fluidos contendo particulas e para alimentos viscosos, mas tb para os fluidos de viscosidade reduzida (suco de laranja, leite, etc) (PARROT, 1992; WILLIAMS, 1993).

Desvantagens: Depende das propriedades elétricas do alimento tratado Composição do alimento (Acidez ) Aquecimento desigual nos eletrodos Corrosão e contaminação com metais A maioria das desvantagens da tecnologia tem relação com as propriedades elétricas do alimento tratado. Gorduras, p ex, tem baixa consutividade eletrica e assim geram pouco calor, formando uma região fria no caso de alimentos solidos com camada gordurosa. Outras desvantagens são que ele pode apresentar aquecimento desigual na superfície dos eletrodos, corrosão das superfícies dos mesmos, seguida de contaminação do produto pelos seus metais constituintes SHIRSAT et al., 2004; AYMERICH et al., 2008)

Pesquisas Avaliação - UFRGS Degradação – Antocianina (HPLC) – Polpa Mirtilo Ôhmico x Convencional TST 10 % http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/47946/Poster_11149.pdf?sequence=2 Fonte: JAESCHHKE et al., s.d.

Benefícios da antocianina para a saúde Benefícios da antocianina para a saúde...o principal é combater radicais livres (anti oxidante). Fonte: JAESCHHKE et al., s.d.

Pesquisas Produtos lácteos : benefícios Fermentação – Lactobacillus acidophilus Ôhmico x convencional Os benefícios do aquecimento ôhmico para prod. Lácteos vão além da pasteurização/esterilização (inativação microbiana). Comparando-se o aquecimento ôhmico com o convencional, no processo fermentativo com Lactobacillus acidophilus, observou-se que com o ohmico, a aplicação de campos elétricos pode induzir a formação de poros de membrana, facilitando o transporte de nutrientes, com consequente redução da fase lag da fermentação (ou seja, aumento da fase log, promovendo uma redução no tempo total de processo, pois a fase lag é bem mais lenta). Foi observada uma diferença final minina entre os valores de pH do meio, entretanto, o consumo de glicose e a liberação de ácido lático não foram modificados pelo aquecimento ohmico. Conclui-se que esse processo tem grande potencialidade de aplicação para processos fermentativos, reduzindo o tempo total do processo. Facilita transporte de nutrientes Redução fase lag: fase LOG CHO et al. (1996); VICENTE e CASTRO (2007)

CONCLUSÃO Método eficaz em comparação a outros Potencial tecnologia a ser aplicada Mais pesquisas Vantagens: melhor qualidade do produto final Desse modo, conclui-se que o método de aquecimento ôhmico apresenta grandes vantagens quando comparados aos outros métodos de aquecimento utilizados na industria de alimentos, portanto, esta é uma tecnologia promissora para a industria de alimentos, e requer mais investimentos e pesquisas para viabilizar sua aplicação através da demonstração da sua eficácia e de suas vantagens, como a qualidade superior obtida no produto final.

Obrigado! Dúvidas