Orientadores: Antonio Marsaioli Junior, Mirna Lucia Gigante / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_PolianaMendesde_M.pdf: 840297 bytes, checksum: 126db6034bb7ca2da7822e822b9045d0 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O leite é um dos alimentos mais completos da natureza devido ao seu elevado valor nutritivo, como riqueza de proteínas, gordura e vitaminas; por esta mesma razão o leite é um excelente substrato para uma grande gama de microorganismos. A pasteurização visa eliminar os microorganismos patogênicos, e reduzir ao máximo a flora banal; no entanto os métodos atuais de aquecimento causam degradação nutricional e sensorial já que o leite é exposto às superfícies de troca térmicas superaquecidas. O leite pasteurizado pode beneficiar-se de melhorias na sua qualidade usando-se a energia de microondas como fonte de aquecimento. O objetivo deste trabalho foi estudar comparativamente os processos de pasteurização por microondas e clássica quanto aos aspectos físico-químicos, microbiológicos e sensoriais. Foram realizados três processamentos sendo que em cada processamento o leite foi pasteurizado (72-75ºC/15-20s) simultaneamente em trocador de calor de placas e em sistema de microondas, refrigerado (4±1ºC), envasado em embalagens plásticas de polietileno e armazenado em câmara refrigerada (4±1ºC). O leite cru foi analisado quanto a pH, acidez titulável, extrato seco total, gordura, nitrogênio total, nitrogênio solúvel em pH 4,6 e em TCA 24%, contagem de microorganismos mesófilos e psicrotróficos. O leite pasteurizado foi analisado quanto a fosfatase, peroxidase, pH, acidez titulável, extrato seco total, gordura, nitrogênio total, nitrogênio solúvel em pH 4,6 e em TCA 24%, coliformes a 30-35ºC e a 45ºC, Salmonella spp, contagem de microorganismos mesófilos e psicrotróficos. Durante o armazenamento refrigerado amostras dos leites pasteurizados foram avaliadas quanto a pH, acidez titulável, nitrogênio total, nitrogênio solúvel em pH 4,6 em TCA 24%, contagem de microorganismos mesófilos e psicrotróficos. O leite produzido no terceiro processamento foi analisado sensorialmente para determinação de diferença e de aceitação das amostras, nos dias 1, 5, 7, 9, 12 e 14 da vida de prateleira. No terceiro processamento também foi feita a determinação do diâmetro dos glóbulos de gordura dos leites. O final da vida de prateleira do leite pasteurizado foi estabelecido como sendo o primeiro dia em que as amostras apresentassem contagem total me microorganismos aeróbios mesófilos superior a 8 x 104 UFC/mL. A pasteurização por microondas mostrou-se eficaz, já que obteve contagens microbiológicas dentro dos padrões estabelecidos em legislação; e mostrou-se mais eficiente do que a pasteurização clássica, já que atingiu 14 dias de vida de prateleira contra 11 dias atingidos pelo leite pasteurizado em trocador de calor de placas. Não foram observadas diferenças significativas entre a pasteurização por microondas e em trocador de calor de placas quanto às características físico-químicas do leite. No entanto houve diferenças significativas entre as amostras de ambos os sistemas quanto à contagem de microorganismos mesófilos e psicrotróficos, a contagem média de microorganismos mesófilos no leite pasteurizado por microondas foi de 4,7 x 101 e de microorganismos psicrotróficos foi de 1,8 x 100 enquanto que esses valores para o leite para o leite pasteurizado em trocador de calor de placas foram respectivamente 2,7 x 102 e 5,4 x 100. As amostras diferiram significativamente no decorrer da vida de prateleira quanto ao pH, caseína (%PV) e quanto à aceitabilidade sensorial, sendo que as notas médias atribuídas pelos provadores para as amostras pasteurizadas por microondas foram superiores àquelas pasteurizadas em TCP. Observaram-se também diferenças significativas entre os diâmetros dos glóbulos de gordura obtidos nos diferentes processos, evidenciando-se que o processamento por microondas promoveu a homogeneização do leite, sem que tenha sido realizada esta etapa durante os processamentos / Abstract: Milk is one of most complete foods of the nature due to raised nutritional value, as wealth of proteins, fat and vitamins; for this same reason milk is an excellent substract for a large gamma of microorganisms. The pasteurization aims to eliminate the pathogenic microorganisms, and to reduce to the maximum the banal flore; however the current methods of heating cause nutricional and sensorial degradation since milk is expose to the overheated surfaces of thermal exchange. Pasteurized milk can benefit of improvements in the quality using the energy of microwaves as heating source. The objective of this work was to comparatively study the processes of pasteurization by microwaves and by classical method in the physicist-chemistries, microbiological and sensorial aspects. Three processes had been carried through being that in each processing milk was pasteurized (72-75ºC/15-20s) simultaneously in an plate heat exchanger and in a microwave system, then cooled (4±1ºC), packed in polyethylene plastic and stored in cooled chamber (4±1ºC). Raw milk were evaluated with respect to the pH, acidity, total dry extract, fat, total nitrogen, soluble nitrogen in pH 4,6 and in TCA 24%, counting of mesophiles and psychrotrophs microorganisms. Pasteurized milk were evaluated with respect to phosphatase, peroxidase, pH, acidity, total dry extract, fat, total nitrogen, soluble nitrogen in pH 4,6 and in TCA 24%, coliforms 30-35ºC and 45ºC, Salmonella spp, counting of mesophiles and psychrophs microorganisms. During the refrigerated storage samples of pasteurized milk were evaluated with respect to pH, acidity, total nitrogen, soluble nitrogen in pH 4,6 in TCA 24%, counting of mesophiles and psychrotrophs microorganisms. The milk produced in the third processes were sensorial analyzed for determination of difference and acceptance of the samples, in days 1, 5, 7, 9, 12 and 14 of the shelf life. In the third processes also was made the determination of the diameter of globules of fat of milk. The end of the shelf life of pasteurized milk was established as the first day in which the samples presented a total count of aerobic mesophilic microorganisms above 8 x 104 UFC/mL. The microwaves pasteurization revealed to be efficient, since it got microbiological counts established in legislation; and revealed to be more efficient then the classic pasteurization, since it reached 14 days of shelf life against 11 days reached by the milk pasteurized in the plate heat exchanger. Were not observed significant differences between the pasteurization by microwaves and in heat plate exchanger with respect to the physicist-chemistries characteristics of milk. However there were significant differences between the samples with respect to the counting of mesophiles and psycrotrophs microorganisms, the average counting of mesophiles microorganisms in the milk pasteurized by microwaves was of 4,7 x 101 and psycrotrophs microorganisms was of 1,8 x 100 while these values for the milk pasteurized in heat plate exchanger were respectively 2,7 x102 and 5,4 x 100. The samples were during the shelf life as respect with the pH, the casein (%PV) and the sensorial acceptability, being average notes attributed by the panel higher to the microwaved. Also were observed significant differences between the diameters of fat globules in the different treatments, showing that the microwave processing promoted the homogenization of milk / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

O principal objetivo do trabalho foi o desenvolvimento de um modelo matemático de um pasteurizador a placas visando a determinação da distribuição de temperatura e de letalidade ao longo dos canais do trocador de calor em todas as suas seções, nas conexões tubulares e no tubo de retenção para a avaliação do decaimento logarítmico da concentração de um microorganismo alvo ou da atividade de uma enzima alvo em um processo de pasteurização contínua. A modelagem matemática foi composta pelo balanço diferencial de energia e letalidade nos canais do trocador, no tubo de retenção e nas suas conexões, levando em conta a perda de calor para o ambiente nos tubos. O modelo construído apresentou um conjunto de equações diferenciais ordinárias de primeira ordem e sua resolução foi feita pelo método das diferenças finitas usando o software gPROMS. Um estudo de caso foi analisado e a modelagem descreveu de forma coerente o processo térmico e a letalidade e futuramente ela poderá ser utilizada para a otimização do processo de pasteurização em trocadores de calor a placas, visando a obtenção de produtos seguros e de alta qualidade. A verificação do processo de pasteurização que o modelo desenvolvido contempla foi realizada a partir da validação experimental utilizando um integrador tempo-temperatura e ensaios laboratoriais com indicador enzimático (fosfatase alcalina em tampão fosfato), que mostraram que o modelo desenvolvido se aproxima de maneira satisfatória dos resultados reais. / The main objective of this study was to develop a mathematical model in a plate pasteurizer in order to determine the temperature and lethality distribution along the channels of the heat exchanger in all its sections, in tubular connections and holding tube evaluating the logarithmic decay in concentration of a target microorganism or enzyme activity in a continuous pasteurization process. Mathematical modeling was composed of the differential energy balance and lethality in the channels of the exchanger, the holding tube and its connections, taking into account the heat loss to the environment in the tubes. The constructed model presented a set of ordinary differential equations of first order and its resolution was made by the finite difference method using the gPROMS software. A case study was analyzed and the modeling described the thermal and the lethality process very well and in the future it can be used to optimize the process of pasteurization in plate heat exchangers, aiming the achievement of safe and with high quality products. A verification of the pasteurization process that the model developed contemplates has been performed based on experimental validation using time-temperature integrator and testing with enzymatic indicator (alkaline phosphatase in phosphate buffer), which showed that the model developed satisfactorily approximates the actual results.

A pasteurização do leite é obrigatória no Brasil e o sistema lento (65ºC/30 minutos) é o mais empregado na fabricação de queijos. Os parâmetros de tempo e temperatura empregados no mundo foram definidos após estudos sobre a resistência térmica do Mycobacterium tuberculosis e da Coxiella burnetti, reconhecidos como os microrganismos patogênicos, não formadores de esporos e que eventualmente podem estar presentes no leite cru, que apresentam a maior resistência térmica. Entretanto, não há estudos sobre a resistência térmica do M. bovis que circula nos bovinos no Brasil. Este estudo propôs-se a avaliar a resistência térmica (65ºC) de cinco espoligotipos de M. bovis, isolados de bovinos abatidos no estado de São Paulo, em leite integral experimentalmente contaminado. Leite UHT foi contaminado com M. bovis e, então, submetido a tratamento térmico em banho-maria a 65ºC por 30 minutos. Cada espoligotipo foi testado 3 vezes. As amostras foram retiradas do banho nos tempos 0 (o momento em que o leite atingiu 65ºC), 5, 10, 15, 20, 25 e 30 correspondendo ao tempo, em minutos, de tratamento térmico. O leite contaminado também foi analisado, para quantificação da carga inicial. O controle do processo envolveu o acompanhamento da temperatura do leite (um tubo com termômetro) e análise das enzimas fosfatase alcalina e peroxidase ao final do tratamento; para tal, amostras de leite cru foram tratadas juntamente com as amostras-teste. Para quantificação, foi realizada a diluição decimal seriada seguida da semeadura em duplicata em meio Stonebrink-Leslie (37ºC/45dias). Os resultados mostraram que foi na fase de aquecimento que ocorreu a maior taxa de morte. Houve diferença de resistência entre os espoligotipos ao processo que simulou a pasteurização lenta e o BR024 foi o mais resistente. Conclui-se que houve diferença da eficácia da pasteurização, de acordo com o espoligotipo testado, mas que os resultados precisam ser melhor investigados. / Milk pasteurization is mandatory in Brazil and the Low Temperature Long Time - LTLT - Pasteurization (62 to 65°C/30 min.) is normally used for cheese making. Permitted parameters were based on the reports of Myconbacterium bovis/tuberculosis inactivation made up to that time. Since then, just a few studies have been done to determine if the M. bovis in circulation nowadays among bovine population still presents the same pattern of inactivation. In this way, this study verified the behavior of recently isolated M. bovis against LTLT Pasteurization parameters reproduced in water bath. M. bovis isolated from bovines slaughtered in São Paulo State, Brazil. When milk reached 65°C the 0 tube was removed and refrigerated while the others taken out after 5, 10, 15, 20, 25 and 30 minutes and cooled. For controlling heat treatment a thermometer was adapted to one tube with 5 ml each of raw milk which were submitted together to heat treatment and used for analysis of peroxidase and alkaline phosphatase enzymes after 30 minutes of heat treatment. Milk samples were submitted to serial decimal dilution in peptone water (0.1%) and inoculated in the Stonebrink-Leslie media. After 45 days at 37°C, colonies were counted and the result expressed in CFU/ml. The results showed that heating phase determined more inactivation than the holding phase. The resentence was different between the spoligotypes that simulated the low pasteurization and BR024 was more resentence. The results enable us to speculate that in the worst scenario of natural contamination of the milk.

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:11:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguesJunior_Salatir_D.pdf: 5567332 bytes, checksum: 70d0366fec71ac0d7df65013c7939248 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O presente trabalho teve por objetivo verificar o efeito da tensão de cisalhamento sobre os parâmetros cinéticos de inativação térmica (valores D e z) de Bacillus atrophaeus (antigo B. subtilis ATCC 9372), em suspensão aquosa pH 6,87. A fim de atingir esse objetivo, foi construído um reator de cisalhamento, capaz de aplicar tensões de cisalhamento de até 9,82Pa em temperaturas de pasteurização (90,5 a 96,2ºC ± 0,5ºC). Foi aplicado um Delineamento Composto Central Rotacional, com duas variáveis independentes ¿ Tensão de cisalhamento e Temperatura ¿ e valor D como variável resposta. Foram executados 12 experimentos, e o modelo obtido foi ¿Log (D) = 11,30 ¿ 1,104x10-1 T(ºC) ¿ 1,153x10-2 s(Pa)¿, com R² = 0,97, sendo os termos lineares das variáveis significativos a p < 0,1. Também foram determinados os valores D e z de B. atrophaeus na faixa de temperatura de pasteurização (92~97ºC), pelo método tradicional em tubos TDT (batelada), e usando dados cinéticos adquiridos de uma planta piloto HTST Microthermics (contínuo), em condições de tensão de cisalhamento similares àquelas aplicadas no reator. A fim de avaliar o processamento térmico contínuo aplicado na unidade HTST, foi usada a metodologia de determinação de processo equivalente conhecida como Paired Equivalent Isothermal Exposures ¿ PEIE (Welt et al., 1997). Os valores de z obtidos foram: 11,8ºC ± 1,56ºC pelo método TDT e 6,35ºC ± 0,35ºC no reator de cisalhamento e na primeira seção de retenção da unidade piloto HTST. Diversos autores reportaram mudanças nos parâmetros cinéticos de microrganismos, ao realizar a sua determinação por métodos em batelada (tubos TDT, ou capilar) e em processos contínuos. À semelhança desses autores, foi verificado que os valores D de B. subtilis foram significativamente (p<0.05) inferiores em todos os processos em que foi aplicado cisalhamento. A razão entre os valores D experimentais obtidos no reator de cisalhamento e os valores obtidos pelo modelo estimado pelo método TDT foi calculada, e variou entre 57% e 75%, indicando redução significativa na resistência térmica do microrganismo. Existe, portanto, potencial de aplicação industrial imediata deste tipo de sistema, a fim de causar a redução da resistência de esporos suspensos em líquidos sob processamento térmico, e levando a processos térmicos mais brandos / Abstract: This research aimed to determine the effect of temperature, and shear stress, on Bacillus atrophaeus (former B. subtilis ATCC 9372) spores suspended in sterile distilled water, pH 6.9. To achieve such objective, a Shear Reactor was developed to be capable of applying 9.82Pa shear stress, under pasteurization conditions (90,5 a 96,2ºC ± 0,5ºC). A Central Composite Design of experiments was used and it was composed by two independent variables ¿ Shear stress and Temperature ¿ and one response ¿ the D-value. Twelve experiments were performed, and the model obtained was ¿Log (D) = 11,30 ¿ 1,104x10-1 T(ºC) ¿ 1,153x10-2 s(Pa)¿, with R² = 0,97, and the linear terms statistically significant (p < 0,1). The D and z-values of B. atrophaeus were determined in the pasteurization range of temperature (92~97ºC), using the classical TDT tube method (batch method), and using kinetic data acquired in a Microthermics HTST pilot plant (continuous method), under shear stress conditions similar to shear reactor. The continuous thermal process was evaluated through the Paired Equivalent Isothermal Exposures ¿ PEIE ¿ method (Welt et al., 1997). The z-values obtained were: 11,8 ± 1,56ºC (TDT-method), and 6,35 ± 0,35ºC (Shear reactor and first retention section of the HTST pilot plant). Several authors reported changes in the kinetic parameters of microorganisms, when determining it through batch or continuous methods. Just like them, in this research it was verified that the D-values under shear stress process were statistically lower (p<0.05) than those in batch method (no shear). The ratio between experimental D values obtained in the shear reactor and those obtained from the TDT model was calculated and ranged between 57% and 75%, indicating a significant reduction of the microorganism¿s thermal resistance. Hence there is an immediate potential for industrial application of this kind of process since it causes the reduction of the resistance of spores in fluids under thermal process allowing for less aggressive thermal process / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T11:48:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LueraPena_WilmerEdgard_D.pdf: 1783533 bytes, checksum: 59fcd5288937a1e607c7124e74e4aef5 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

O leite é um dos alimentos mais completos da natureza e sua importância é baseada em seu elevado valor nutritivo, como riqueza de proteínas, vitaminas, gordura, sais minerais e a alta digestibilidade. Esses fatores são relevantes para considerá-lo um excelente meio de cultura para a maioria dos microrganismos. A pasteurização é necessária e tem a finalidade de eliminar os microrganismos patogênicos, além de diminuir ao máximo o número de microrganismos em geral, mas alguns deles ainda podem sobreviver ao tratamento térmico aplicado. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a condição microbiológica e a eficácia da pasteurização industrial do leite tipos A, B, C e as condições microbiológicas do leite cru, através da enumeração de bactérias aeróbias mesófilas, termófilas e psicrotróficas, Staphylococcus coagulase positiva, determinação do Número Mais Provável (NMP) de coliformes totais e fecais e pesquisa de Salmonella spp. em 30 amostras de leite comercializado no município de Piracicaba- SP. Com base na legislação do DIPOA (Brasil, 2002) os resultados mostraram que 44,4% das amostras de leite tipo A apresentaram-se fora do padrão microbiológico para aeróbios mesófilos. Para coliformes totais e fecais, o mesmo leite apresentou 66,7% e 55,6% das amostras respectivamente, em desacordo com a legislação vigente. No leite tipo B, nenhuma amostra esteve fora do padrão microbiológico em relação a aeróbios mesófilos. Já para coliformes totais e fecais, 33,3% das amostras estiveram em desacordo com a legislação em vigor. O leite tipo C foi o que apresentou resultado mais satisfatório, pois ao contrário do que se esperava, nenhuma amostra esteve fora do padrão em relação às análises microbiológicas realizadas no presente trabalho. O leite cru analisado apresentou valores elevados para todas as análises microbiológicas realizadas. Não foram encontradas amostras contaminadas com Salmonella spp. em todas as amostras de leite analisadas. O maior valor encontrado para Staphylococcus coagulase positiva foi 1,1 x 102 UFC/mL, portanto, longe da dose infectiva, mas esse fato não deixa de ser preocupante, já que o leite é um ótimo substrato para bactérias. Após a pasteurização (62,8ºC/30’) realizada no Laboratório de Microbiologia de Alimentos, do Departamento de Agroindústria, Alimentos e Nutrição, da ESALQ, todas as amostras novamente analisadas para os parâmetros microbiológicos citados, se mostraram em acordo com a legislação nacional vigente (Brasil, 2002). Os resultados encontrados na presente pesquisa podem ser indicativos de prováveis falhas do binômio tempo/temperatura durante a pasteurização industrial; matéria-prima excessivamente contaminada; higienização e sanificação deficientes das linhas de produção ou contaminação pós-pasteurização. / Milk is one of the most valuable of all foods in nature and its importance is based on its high nutritive value. Milk is rich in proteins, vitamins, fat, mineral salts, and high digestibility. These factors are relevant for it to be considered an excellent culture medium for most microorganisms. Pasteurization is necessary and its main purpose is to eliminate pathogenic microorganisms, in addition to reducing to the maximum the number of microorganisms in general. However, some of them may still outlive the thermal treatment applied. The aim of this project was to evaluate the microbiological conditions and efficiency of the industrial pasteurization of type-A,-B and-C milk, and the microbiological conditions of raw milk, through the number of mesophillic, thermophilic and psychrotrophic aerobe bacteria, Staphylococcus positive coagulase, through the determination of the Most Probable Number (MPN) of total and fecal coliforms, and also through the research on Salmonella spp. in 30 samples of milk commercialized in Piracicaba-SP. Based on DIPOA legislation (Brazil, 2002), the results showed that 44.4% of the type-A milk samples did not meet the microbiological standard for mesophillic aerobe for total and fecal coliforms, 66.7% and 55.6% of the same milk samples, respectively, were not in accordance with the present legislation. For the type-B milk, no sample failed to meet the microbiological standard in relation to mesophillic aerobes. However, for total and fecal coliforms, 33.3% of the samples were in disagreement with the present legislation. Type-C milk was the one presenting the best result. All samples were in accordance with the microbiological analysis performed in this work. The raw milk examined showed high values for all microbiological analyses. No infected samples with Salmonella spp. were found in the analyzed milk samples. The greatest value found for Staphylococcus positive coagulase was 1.1 x 102 UFC/mL, thus, far from the infective dose, although somewhat concearning since milk is considered na excellent environment for the infestation of bacteria. After the pasteurization (62.8ºC/30’) performed in the Food Microbiology Laboratory, of the Agroindustry, Foods and Nutrition Department, ESALQ/USP, all samples that analyzed again, based on the microbiological parameters mentioned above, met the national legislation in force (Brazil, 2002). The results found in the research may be an indication of probable failures regarding time/temperature during the industrial pasteurization; infected raw-material; defecient sanitation of product lines or post-pasteurization contamination.

A fim de garantir a inocuidade, alguns alimentos industrializados são termicamente tratados por um processo contínuo denominado pasteurização, o qual visa inativar os micro-organismos patogênicos, mantendo, ao mesmo tempo, a sua qualidade sensorial e nutricional. Essa operação é aplicada a produtos como sucos, leite, cervejas, polpas, entre outros. A modelagem matemática deste processo tem como intuito auxiliar no entendimento, controle e posterior otimização desta operação. O principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento da modelagem do processo contínuo da pasteurização HTST do leite e a validação experimental do modelo empírico da incrustação do produto nas placas do trocador de calor, em malha aberta (sem PID). A modelagem fenomenológica foi composta por balanços diferenciais de energia, para temperatura, e de material, para letalidade, nos canais, nas placas, no tubo de retenção e nas conexões do pasteurizador. Também foi realizada a modelagem empírica da incrustação do leite na seção de aquecimento. Os modelos desenvolvidos representam um conjunto de equações diferenciais ordinárias de primeira e segunda ordem, o qual foi resolvido pelo método das diferenças finitas, pelo uso do software gPROMS. O modelo foi aplicado para representar o comportamento de um pasteurizador a placas de escala laboratorial, com e sem incrustação, com e sem perturbações no sistema e durante a partida do equipamento, através de estudo de caso. Os dados simulados foram apresentados pela distribuição unidimensional e temporal de temperatura e da letalidade do tratamento, ao longo do processo, e do perfil do coeficiente global de troca térmica na seção de aquecimento. Para a validação do modelo de incrustação foi realizado um ensaio experimental da pasteurização de solução proteica (similar ao leite). Inseriu-se termopares em diversos pontos do equipamento e as temperaturas foram registradas ao longo do tempo. As placas do trocador foram pesadas e fotografadas antes e depois do teste para controle da quantidade de material depositado. A partir dos resultados laboratoriais, fez-se o ajuste dos parâmetros do modelo de incrustação, simulando novamente. Esses resultados foram comparados aos experimentais, sendo, então, o modelo validado. / In order to guarantee harmlessness, some processed foods are thermally treated in a continuous process named pasteurization, in which the purpose is to eliminate pathogenic microorganisms, while avoiding sensorial and quality losses. This operation is used in products such as juice, beers, milk and dairy food, pulp, and so on. Mathematical modeling of this process seeks to help its understanding, controlling, and optimization. Thus, the aim of this work was to develop and simulate a model of a continuous process pasteurization, and to conduct the experimental validation of a fouling model in the plates of the heat exchanger plates, without a process controller (PID). The phenomenological modeling was composed by differential energy and material balances, for temperature and lethality, respectively, in the channels, plates, holding tube and its connections of the pasteurizer. It was also developed an empirical fouling model for the product in the heating section. All these models represent a set of first and second order differential equations which were solved by a finite difference method through the gPROMS software. This modeling was used to express the behavior of a laboratory scale plate pasteurizer, with and without fouling, with and without system disturbances and during the equipment startup, in a case study. The simulated data was presented by the unidimensional spatial and temporal distribution of temperature and lethality along the process, and overall heat transfer coefficient profile in the heating section. To validate the fouling model, an experimental test by using a protein solution (similar to cow milk) was conducted. The temperature logging over time was done by various thermocouples inserted in the pasteurizer. All the plates were weighed and photographed before and after the tests to quantify the amount of deposits. From laboratory results, fouling model parameters were adjusted and simulation was performed again. These results were compared to the experiments, being the model validated adequately.

A água de coco é considerada uma bebida isotônica, nutritiva e pouco calórica. A sua composição química é bastante complexa, alguns dos principais constituintes são açúcares e minerais e, em menores quantidades, Iipídeos e compostos nitrogenados. Um grande desafio é preservar a água de coco por longo período de tempo fora do fruto, mantendo as suas características físicas e organolépticas. A pasteurização é um dos processos de conservação que vem sendo utilizado com esse propósito. No entanto, pouco se sabe a respeito da influência desse processo de conservação na composição química da água de coco. Nesse sentido, a proposta desse trabalho foi investigar as espécies químicas de Cu e Zn presentes na água de coco, bem como avaliar a influência do processo de pasteurização sobre essas espécies. Para esse estudo foram feitas medidas de pH e da concentração hidrogeniônica, extração em ponto nuvem, extração por solvente, ultrafiltrações e determinação da concentração total de proteínas visando a separação com eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SOS-PAGE), e cromatografia por filtração em gel. As determinações de Cu e Zn foram feitas na água de coco total e nas frações por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica (ETAAS). Os resultados das determinações totais de Cu e Zn, e de proteínas mostraram que a composição dessas espécies varia muito entre os diferentes frutos. A combinação dos resultados obtidos pelas diferentes técnicas indicou que o Cu está, preferencialmente, associado às moléculas de maiores pesos moleculares, enquanto que o Zn encontra-se associado a pequenas moléculas. A pasteurização não afetou o pH, a concentração total dos elementos e de proteínas. Porém, a partir dos resultados da cromatografia por filtração em gel e da determinação de Cu e Zn nas frações coletadas do eluente, foi possível observar que a pasteurização provocou alterações nos pesos moleculares das proteínas e, possivelmente nos elementos associados a elas. As mudanças observadas indicam quebra de ligações fracas, provavelmente dissulfeto, rompendo aglomerados protéicos (maior massa molecular) e aumentando a abundância de proteínas mais leves (menor massa molecular). / Coconut water is a natural isotonic, nutritive and low caloric drink. Its chemical composition is quite complex, some of the main compounds are sugars and minerais and, in smaller amounts fat and compounds of nitrogen. The coconut water preservation outside the fruit, maintaining its physical and organolépticas properties is a big challenge. Pasteurization has been used as one of the most common preservation processes. However, little knowledge exists about the influence of preservation processes over coconut water chemical composition. This way, the aim of this work was to investigate the chemical species of Cu and Zn in coconut water and evaluate the influence of pasteurization over these species. For this, many procedures such as, pH measurements, c10ud point extractions, solvent extraction, ultrafiltration, measurement of total protein concentration, sodium dodecil sulphate poliacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and gel filtration chromatography were executed. The Cu and Zn determinations were made in a whole coconut water and in its different fractions, obtained by the separation techniques by using electrothermal atomic absorption spectrometry. The results of Cu, Zn and protein determinations showed that there is a big variation between different fruits. Results obtained by ali techniques used showed that Cu is, preferentially Iinked to big molecules and Zn is associated to small molecules. The results of gel filtration chromatography associated to the concentration of Cu and Zn in the collected fractions showed the strong possibility of Iinkage of these elements with proteins. The pasteurization did not cause significant changes in the total proteins concentration, however, the changes observed indicated the break in week chemical connections, probably in proteins (agglomerations of high molecular mass), increasing the abundance of small proteins (Iow molecular mass).

A evolução da população de microrganismos mesófilos aeróbios, coliformes totais e fecais e Staphylococcus coagulase positiva foi estudada na linha de processamento do queijo Minas frescal em uma indústria de laticínios sujeita à fiscalização do Serviço de Inspeção Federal (S.I.F.). Três pontos do processamento foram avaliados individualmente: a pasteurização com amostras de leite cru e leite pasteurizado, a coagulação com amostras de leite pasteurizado, de coalhada cortada e de coalhada dessorada e a salga com amostras de queijos antes e depois da salga e da salmoura. A contagem de microrganismos psicrotróficos aeróbios foi incluída na etapa de salga porque é feita sob refrigeração. E depois foram coletadas amostras de um mesmo lote ao longo da linha. Totalizaram 11 coletas em um ano de estudo. Os resultados mostraram que a pasteurização, único ponto crítico de controle do processo, foi insuficiente para garantir a qualidade microbiológica do leite de acordo com os padrões microbiológicos vigentes, porque o leite cru apresentava péssima qualidade. Durante a coagulação houve crescimento médio de 1,70 ciclos log na população de mesófilos aeróbios e um crescimento médio >3,0 ciclos log na população de coliformes fecais. Durante a salga houve crescimento médio de 0,73 ciclos log na população de mesófilos aeróbios e um crescimento médio de 0,37 ciclos log na população psicrotróficos aeróbios. Ao longo da linha, verificou-se que houve crescimentos da ordem de 11,77 ciclos log de coliformes totais e de >9,68 ciclos log de coliformes fecais do leite pasteurizado até o queijo após a salga. Em relação ao Staphylococcus coagulase positiva não foi detectado aumento expressivo de sua população. Os resultados encontrados indicam que o queijo Minas frescal do laticínio estudado antes de ser embalado já se apresentava impróprio para o consumo, devido às altas contagens de coliformes totais e fecais podendo vir a causar riscos aos consumidores e que o próprio processo de fabricação foi responsável pela alta contaminação, constituindo um problema de saúde pública. / The evaluation of aerobic mesophilic, of total and fecal coliforms and Staphylococcus positive coagulase microorganisms population in a dairy processing line of "Minas frescal" cheese submitted to inspection of Federal Service was studied. Three processing steps were analysed individually: the pasteurisation through samples of raw and pasteurised milk; the coagulation through samples of pasteurised milk, cut and drained curd; and the salting through samples of cheeses before and after salting and brine itself. The aerobic psichrotrophic microorganim’s count was made because salting was carried out under refrigeration. After, all the samples of a same allotment were collected. In one year 11 collections were taken and analysed. The results showed that the pasteurisation, the unique control critical point in the process, was not able to ensure the microbial quality of milk in agreement to the microbial standards, due to the bad quality of the raw milk. On curding the aerobic mesophilic population had an average growth of 1.70 cycles log and the fecal coliforms had an average growth of > 3.0 cycles log. On salting the aerobic mesophilic microorganisms had an average growth of 0.73 cycles log as well the aerobic psichrotrophic population had an average growth of 0.37 cycles log. In the processing line, had an average growth of 11.77 cycles log on the population of total coliforms and >9.68 cycles log on the population of fecal coliforms from pasteurised milk until the cheese after salting. An expressive increase of the number of Staphylococcus positive coagulase was not detected. The results indicated that the manufactured "Minas frescal" cheese was improper for consumption even before packing because the high counting of total and fecal coliforms, being harmful to consumers and the processing was responsible for the high contamination, being a potential public health problem.

Introdução: O leite pode ser considerado um dos alimentos mais completos por apresentar alto teor de proteínas e sais minerais, porém, também é considerado excelente meio de cultura para microrganismos. Objetivos: Identificar o número de UFC de Staphylococcus spp. e Klebsiella pneumoniae, cultivados isoladamente ou em associação, em leite integral estéril, a 6 oC, 27 oC e 37 oC e descrever a curva de morte térmica, quando submetidas ao processo de pasteurização lenta isoladamente ou em associação. Material e Métodos: Avaliação através da contagem das UFC, do comportamento de Staphylococcus spp. e K. pneumoniae, isoladas de tanque de refrigeração de leite, submetidas a temperaturas que simulam o leite em condições de refrigeração (6 °C), condições ambientais (25 °C) e na temperatura ideal de crescimento de patógenos mesófilos (36°C). Avaliação da sensibilidade de Staphylococcus spp. e K. pneumoniae isoladas e em associações ao processo de pasteurização lenta. Resultados: Na escala 1 de Mac Farland a média de UFC de K. pneumoniae foi maior que a de Staphylococcus spp. A 6 °C as bactérias no leite, isoladas ou em associação crescem na mesma velocidade. A 25 °C a K. pneumoniae cresce mais que o Staphylococcus spp. A 25 °C K. pneumoniae associada ao Staphylococcus spp. cresce mais do que quando encontra-se isolada. A 36 °C K. pneumoniae associada ao Staphylococcus spp. cresce mais do que quando encontra-se isolada e ainda mais que a 25 °C. A pasteurização lenta foi efetiva, pois reduziu em no mínimo 90% as UFC no leite após 30 minutos a 65 °C. Conclusão: a medida que aumenta a temperatura, até 36 °C, a Klebsiella pneumoniae apresenta crescimento superior ao Staphylococcus spp., a contaminação de leite por Klebsiella pneumoniae (contaminação ambiental) irá influenciar mais na qualidade do produto final, comparando-se à contaminação por Staphylococcus spp., oriundo de mastite e a interação de microrganismos altera a morte dos mesmos, recomendando-se que novos estudos sejam realizados para que se entenda melhor esse processo. / Introduction: The milk can be considered one of the most complete food for its high contents of protein and minerals, but also it is considered an excellent medium of culture for microorganisms. Objective: To identify the number of the Colony Forming Units of Staphylococcus spp. and Klebsiella pneumoniae, in integral sterile milk, at different temperatures (6ºC, 27ºC e 37ºC) and to describe a thermal curve death, when submitted to the process of slow pasteurization isolated or in association. Materials and methods: Evaluation by counting of the colony forming units and the behavior of the Staphylococcus spp. and Klebsiella pneumoniae, isolated and in association occurred in the cooling tank, submitted to temperatures that simulate the conditions of milk in cooling (6ºC), environmental condition (25ºC) and the optimal temperature for the growth of microorganisms (36ºC). Evaluation of the sensibility of Staphylococcus spp. and Klebsiella pneumoniae isolated and in association during the pasteurization process. Results: In Scale 1 of Mac Farland the average of the colony form units of the K. pneumoniae was greater than the colony of Staphylococcus spp. At 6ºC the microorganisms in the milk isolated or in association grew at the same speed. At 25ºC K. pneumoniae associated with Staphylococcus spp. grew more than when they were isolated. At 36ºC K. pneumoniae associated with Staphylococcus spp. grew more then when it was isolated and more than at 25ºC. So we can conclude that the slow pasteurization was effective, because it has reduced at least 90% of the colony form unity in the milk after 30 minutes at 65ºC. Conclusion: By raising the temperature up to 36ºC, a Klebsiella pneumoniae had a superior growth when compared with Staphylococcus spp.; the contamination of milk by Klebsiella pneumoniae (environmental contamination) influences the most the quality of the final product when compared to the contamination by Staphylococcus spp. from mastitis, we can also conclude that the interaction of microorganisms modify the death rate of them. New studies and researches are recommended to a deeper and better comprehension of this process.