A pasteurização do suco de laranja está associada a degradação da pectina solúvel. Neste trabalho, suco de laranja natural foi pasteurizado em um trocador de calor de placas utilizando três diferentes temperaturas: 82,5, 85,0 e 87,0 °C e tempos de retenção variando de 11 a 59 s, com o intuito de se obter um produto "minimamente processado". Suco de laranja em garrafa de polietileno foi comparado ao suco em lata de alumínio armazenados durante o período de 21 dias, sob temperatura de refrigeração. Foram realizadas análises de ° Brix, acidez, pH, sólidos insolúveis, sólidos totais, teor de polpa, atividade da pectinesterase, microbiologia e sensorial. O principal objetivo deste trabalho foi estudar a cinética da enzima pectinesterase e correlacionar estes resultados com atributos de qualidade do suco de laranja processado. As propriedades físico-químicas do suco de laranja processado apresentaram diferenças significativas devido as variações da matéria-prima durante o período de estudo, de junho de 1999 a fevereiro de 2000. A condição de pasteurização obtida mais apropriada foi a de 87°C e tempo de retenção variando de acordo com o pH do suco; pH 4,0 requereu um tempo de retenção maior do que pH 3,4 e 4,5. De acordo com os resultados, foi determinado uma vida de prateleira de até 15 dias para o suco de laranja pasteurizado. As análises sensoriais mostraram que o suco de laranja processado apresentou um sabor próximo ao do suco natural não processado, apresentando uma pequena mudança com o aumento do tempo de retenção. O suco processado a 87°C e 58,55 s obteve maior aceitação pelo consumidor comparado ao suco de marca comercial, apresentando maior intenção de compra. Um modelo matemático correlacionando temperatura, tempo de retenção e pH foi obtido para predizer a inativação da pectinesterase. / Orange juice pasteurization is associated with enzymatic degradation of soluble pectin. In this work, single-strength orange juice was pasteurized in a plate heat exchanger using three different temperatures: 82.5, 85.0 and 87.0 °C and holding times varying from 11 to 59 s in order to obtain a minimal processed product. A comparison among orange juice stored in polyethylene bottles and aluminum cans under refrigerated conditions for 21 days was obtained. Brix degree, acidity, pH , insoluble solids, total solids, pulp and pectin-methilesterase (PME) activity and microbiological analysis were conducted during storage period. Also sensory analysis were conducted in samples after one day of processing. The main objective of this work was to study of PME kinetics and correlate the results with quality attributes of processed orange juice. The pasteurized orange juice physicochemical properties showed differences due to raw material differences along the period of study, from June 1999 to February 2000. The more appropriated orange juice pasteurization parameter was 87.0 °C and varying holding time according to pH; pH 4.0 required longer holding times than pH 3.4 or 4.5. According to the results, a shelf life of 15 days was determined for the processed orange juice, at above conditions. The sensorial analyses showed that the pasteurized orange juice taste was similar to the fresh squeezed juice taste. The taste changed a little as the holding time increased. The processed juice at 87.0°C and 58.55 s received higher scores compared to a commercial brand, and so, people would buy it. A mathematical model was achieved correlating temperature, holding time and pH to predict the PME inactivation.

O presente trabalho foi delineado considerando-se a importância de fungos filamentosos e leveduras, os quais estão associados a diversas patologias no homem e animais. Deve-se considerar ainda que o leite e seus derivados lácteos contaminados com estes microrganismos podem constituir potenciais vias de transmissão de zoonoses a eles relacionados. Foram analisadas amostras de leite cru dos tipos A, B e C colhidas nas próprias propriedades leiteiras, bem como amostras de leite comercializado diretamente ao consumidor, visando-se a comparação da qualidade destes produtos quanto à presença e quantidade de fungos. Procedeu-se ainda à avaliação da susceptibilidade dos fungos isolados das amostras de leite às relações temperatura/tempo empregados nos processos de pasteurização e avaliação da sensibilidade destes isolados à fervura do leite. Foram analisadas 70 amostras de leite, sendo 50 de tanques de refrigeração de propriedades leiteiras, 10 de latões de propriedades de exploração leiteira e 10 de latões de transportadores e distribuidores que armazenam e comercializam leite clandestino, sendo que não houve diferença estatisticamente significante entre as medianas das quantidades de unidades formadoras de colônias de fungos/mL de Leite das diferentes procedências, indicando que o nível de contaminação por fungos nas amostras destas três origens foi similar. Foram isolados, em diferentes percentagens, fungos filamentosos e leveduras de todas as amostras de leite das diferentes procedências: Candida spp. (C. krusei, C. guilliermondii, C. tropicalis, C. kefyr, dentre outras), Geotrichum spp., Rhodotorula spp., Trichosporon spp., Aureobasidium sp., Penicillium spp., Acremonium spp., Chrysosporium sp., Mucor spp., Aspergillus spp. Todos os gêneros e espécies isoladas foram submetidos aos testes de pasteurização rápida e lenta, bem como a fervura. O processo de pasteurização rápida foi o procedimento no qual houve maior resistência (72,18%) por parte dos isolados de leveduras e fungos filamentosos submetidos ao teste na metodologia aplicada, seguido pelo processo de fervura (15,89%) e o de pasteurização lenta (0,99%). / The present study was outlined considering the importance of filamentous fungi and yeasts, associated to various pathologies in man and animals. It must be considered that milk and dairy products when contaminated with these microorganisms can represent a potential means of zoonosis transmission related to them. Samples of raw milk types A, B and C, collected in dairy farms, as well as milk sold directly to the consumer, were analysed, aiming the comparison of the quality of these products as to the presence and quantity of fungi. The susceptibility of the isolates to the temperature/time rates employed in pasteurization and boiling was also evaluated. Seventy samples of raw milk were analysed, 50 from bulk tanks, 10 from small tanks of milk from dairy farms, and 10 from transportation tanks and distributors that store and sell clandestine milk. No statistically significant difference was observed between medians of the quantity of colonies forming units of fungi/mL of milk from the different sources, indicating that the level of contamination by fungi was similar when the three sources were compared. Filamentous fungi and yeasts were isolated in different percentages from all the samples from the different sources: Candida spp. (C. krusei, C. guilliermondii, C. tropicalis, C. kefyr, etc.), Geotrichum spp., Rhodotorula spp., Trichosporon spp., Aureobasidium sp., Penicillium spp., Acremonium spp., Chrysosporium sp., Mucor spp., Aspergillus spp. All isolates were submitted to pasteurization and boiling. Quick pasteurization was the procedure in which the highest resistance (72.18%) of the isolates was verified, followed by boiling (15.89%) and slow pasteurization (0.99%).

O principal objetivo do trabalho foi desenvolver uma ferramenta de simulação, para servir de base para o projeto e dimensionamento de processos contínuos de pasteurização de alimentos líquidos em trocadores de calor a placas, possibilitando minimizar perdas de qualidade sensorial e nutricional, bem como gastos desnecessários com aquecimento e resfriamento, decorrentes do sobreprocessamento, tendo o controle sobre o histórico de temperatura. Foi desenvolvida uma modelagem matemática para o processo contínuo de pasteurização HTST (High Temperature Short Time) de leite em trocador de calor a placas com três seções, para determinação da distribuição de temperatura ao longo do processo e avaliação do impacto sobre o leite. Foram desenvolvidos três modelos e seus resultados confrontados com os dados experimentais, realizados com água e leite. Os três modelos forneceram resultados similares e próximos ao comportamento experimental. O cálculo de letalidade permitiu detectar sobreprocessamento no processo estudado. Ensaios com indicador enzimático (fosfatase alcalina em tampão fosfato) foram realizados para quantificar o impacto do processo sobre o produto e comparar com a letalidade calculada pelos modelos. / The aim of this work was to develop a simulation tool to be used in the design of continuous pasteurization of liquid foods using plate heat exchangers, enabling to minimize the nutritional and sensorial losses as well as unnecessary costs during heating and cooling, caused by the overprocessing. The control is made by the temperature profile. A mathematical model was developed for continuous milk HTST (High Temperature Short Time) pasteurization with a three section plate heat exchanger to determine the temperature profile and to evaluate the process impact on the product. Three models were tested and the simulation results compared with the experimental data using water and milk. The results of the three models were similar among them and close to the experimental behavior. Calculating the lethality of the process showed it was overprocessing the product. Tests using enzymatic indicator (alkaline phosphatase in phosphate buffer) were held to quantify the impact of the process on the product and compare to the lethality calculated using the models.

Este trabalho visa a utilização de técnicas de otimização para a determinação da melhor configuração para trocadores de calor a placas. A configuração de um trocador a placas define a distribuição das correntes quente e fria ao longo dos seus canais e ela é definida pelo seu número de canais, pelos números de passes em cada lado e pelas localizações dos fluidos e das conexões de alimentação. É utilizado um conjunto de seis parâmetros para a caracterização da configuração. A modelagem estacionária do trocador é desenvolvida na forma de um algoritmo, já que não é possível representá-la como uma função explícita dos seis parâmetros de configuração. O sistema resultante é composto por equações diferenciais ordinárias de valor de contorno e por equações algébricas não-lineares, o qual é resolvido numericamente pelo método de diferenças finitas. Através do estudo de exemplos de simulação, verifica-se que a hipótese de constância do coeficiente global de troca térmica não é limitante para a avaliação global do trocador. A validação experimental da modelagem estacionária é realizada através da estimação de parâmetros de troca térmica para um conjunto de ensaios com diferentes configurações. É ainda apresentada a modelagem dinâmica do trocador a placas para configurações genéricas, visando a análise do seu estado transiente e a simulação de malhas de controle. É proposto um procedimento de screening para a resolução do problema de otimização da configuração do trocador. Neste procedimento, as restrições são aplicadas sucessivamente para a eliminação de elementos inviáveis ou não-ótimos. Através da identificação de configurações equivalentes e da realização de uma busca estruturada, todos os trocadores com a menor área de troca térmica podem ser obtidos com esforço computacional bastante reduzido. O funcionamento e a eficiência do método são analisados em detalhes através de dois casos de otimização. Para o caso dos processos de pasteurização, que usam trocadores com múltiplas seções, é proposto o método de branching para otimização da configuração das seções de aquecimento, resfriamento e regeneração. Este método consiste em um algoritmo de busca muito eficiente, capaz de localizar as configurações que apresentam mínimos custos fixos e operacionais realizando um número extremamente reduzido de avaliações das seções do trocador, em relação às grandes dimensões do problema e sua complexidade. / The aim of this work is to develop optimization techniques for determining the best configuration of gasketed plate heat exchangers. The configuration of a plate heat exchanger defines the distribution of the hot and cold streams inside the plate-pack and it is defined by the number of channels, by the number of passes in each side and by the locations of the fluids and feed connections. A set of six parameters is used for the configuration characterization. The steady-state model of the plate heat exchanger is formulated in an algorithmic form, since it is not possible to represent it explicitly as a function of the six configuration parameters. The resulting system is composed of ordinary differential equations of the boundary value type and non-linear algebraic equations, which is numerically solved with the method of finite differences. The analysis of several simulation examples showed that the assumption of constant overall heat transfer coefficient is not limiting for the overall rating of the heat exchanger. The experimental validation of the steady-state model was accomplished through the estimation of heat transfer parameters for a set of experiments with different configurations. Moreover, the dynamic modeling of the plate heat exchanger is presented intending the simulation of unsteady-state operation and the use of controllers. A screening procedure is proposed for determining the best configuration of the exchanger. In this procedure, the constraints are successively used to eliminate unfeasible and non-optimal cases. Using a structured search method and identifying the equivalent configurations, all the exchangers with the smallest heat exchange area can be obtained employing the proposed method with very reduced computational effort. The performance of the method is studied thoroughly through two optimization example problems. For the case of the pasteurization processes, where the plate heat exchangers have multiple sections, it is proposed a branching method for selecting the best configuration for the heating, cooling and regeneration sections. This method consists of a very efficient search algorithm, able to locate the configurations with minimum fixed and operational costs requiring an extremely reduced number of exchanger evaluations, considering the large dimensions of the problem and its complexity.

As indústrias têm deixado de produzir o suco de laranja integral pasteurizado em substituição ao suco de laranja reconstituído devido, principalmente, à dificuldade em se produzir esse tipo de suco durante todo o ano com as mesmas características. Esse trabalho objetivou avaliar sensorialmente esses dois tipos de sucos. Sete provadores selecionados e treinados avaliaram a aparência, aroma, sabor e textura de amostras de suco de laranja utilizando a Análise Descritiva Quantitativa (ADQ). O teste de aceitação pelo consumidor foi realizado com cento e um provadores não treinados, utilizando a escala hedônica e um mapa de preferência foi traçado. A ADQ mostrou que houve diferenças significativas (p<0,05) em relação a: cor amarela, concentrado, aroma laranja, aroma de sumo, sabor de laranja, sabor passado, sabor cozido. Entretanto, não houve diferenças significativas (p>0,05) entre as amostras do suco em relação a: aroma cítrico, aroma cozido, aroma doce, sabor sumo, gosto doce, gosto ácido e encorpado. O suco reconstituído apresentou os atributos com maior intensidade para cor amarela, concentrado, aroma de sumo, sabor passado e sabor cozido em relação ao pasteurizado enquanto esse, o aroma e sabor de laranja foram os atributos mais acentuados. O teste de consumidor indicou que os dois sucos tiveram aceitação parecidas situando-se entre os termos hedônicos indiferente e gostei ligeiramente e o resultado do mapa de preferência mostrou baixa aceitação pela grande maioria dos consumidores de suco. Os dados de HPLC não mostraram diferença entre as amostras de suco analisadas. / The industries are allowing to produce the orange juice pasteurized in substitution to the orange juice reconstituted, mainly, the difficulty in producing this type of juice during the year with the same characteristics. This work objectified to evaluate these sensorially two types of juices. Seven selected and trained panelists evaluated the appearance, aroma, flavor and texture of orange juice pasteurized and orange juice reconstituted by Descriptive Quantitative Analysis (QDA). The consumer test and a preference map was done with one-hundred one non-trained panelists through the hedonic test. The QDA showed significant differences (p<0,05) concerning yellow color, concentrate, orange odor, the highest point odor, orange flavor, passed flavor and cooked flavor. However, there was no significant difference (p>0,05) concerning: citric aroma, candy aroma, cooked aroma, supreme flavor, candy taste, acid taste and viscosity. The reconstituted juice presented the attributes with bigger intensity for yellow color, concentrate, the highest point aroma, last flavor and flavor cooked in relation to the pasteurized and this juice, the aroma and flavor of orange had been the more accented attributes. The consumer test indicated that orange juice pasteurized and orange juice reconstituted were acceptance similar placing itself enters the hedonic terms indifferent and liked slightly and the result of the preference map showed low acceptance by majority of the juice consumers. The HPLC data hadn’t shown the difference enter the analyzed juice samples.

O ovo é importante como alimento e como matéria-prima industrial. Tem alto conteúdo de colesterol, o qual, por sua vez, está sujeito à oxidação. Os óxidos formados interferem na morfologia e função da membrana celular, inibem a biossíntese do colesterol, e são aterogênicos, citotóxicos, mutagênicos e cancerígenos. O processamento e o armazenamento levam à oxidação do colesterol. O presente trabalho teve como objetivos (a) a caracterização e avaliação do ovo líquido integral (OLI) em relação ao armazenamento da matéria-prima; (b) a avaliação do ovo líquido integral (OLI), do ovo líquido integral pasteurizado (OLIP), do ovo integral em pó atomizado (OIPA) e do ovo integral em pó atomizado armazenado, em relação à estabilidade oxidativa do colesterol; e (c) a avaliação do efeito da adição de antioxidantes naturais durante o processamento do ovo integral em pó atomizado, em relação à estabilidade oxidativa do colesterol. O OLI produzido a partir de matéria-prima armazenada por 30 dias, a 4ºC, não foi afetado quanto à estabilidade oxidativa do colesterol. A pasteurização e a atomização, realizadas em condições de laboratório, não levaram ao comprometimento oxidativo do colesterol. Foi constatada oxidação significativa do colesterol no OIPA, obtido em condições de laboratório, quando armazenado por 90 dias, a 25ºC, na ausência de luz. Os antioxidantes naturais comerciais GUARDIAN® Rosemary Extract (RE) e o GUARDIANTM TOCO 70 (TOCO 70) não foram efetivos na prevenção da oxidação induzida do colesterol, quando adicionados (antes ou depois da atomização) ao ovo integral em pó atomizado obtido em condições de laboratório, armazenado por 21 dias, a 25°C, na ausência de luz. / Egg is important as food and as industrial raw material. It has high cholesterol, which, in turn, is subject to oxidation. Cholesterol oxides interfere with morphology and function of cell membrane, inhibit cholesterol biosynthesis, and are atherogenic, cytotoxic, mutagenic and carcinogenic. Processing and storage lead to oxidation of cholesterol. Present study aimed (a) characterization and evaluation of liquid whole egg (OLI) in relation to storage of raw material; (b) evaluation of liquid whole egg (OLI), liquid pasteurized whole egg (OLIP), atomized powder whole egg (OIPA) and stored atomized powder whole egg, relative to cholesterol oxidative stability, and (c) evaluation of natural antioxidants addition\'s effect in processing of atomized powder whole egg, relative to cholesterol oxidative stability. OLI produced from raw materials stored for 30 days, at 4°C, was not affected on cholesterol oxidative stability. Pasteurization and atomization, performed under laboratory conditions, did not lead to significant cholesterol oxidation. It has been found significant cholesterol oxidation in OIPA, obtained under laboratory conditions, when stored for 90 days at 25°C in absence of light. Commercial natural antioxidants GUARDIAN® Rosemary Extract (RE) and GUARDIANTMTOCO 70 (TOCO 70) were not effective in prevention of cholesterol induced oxidation when added (before or after spraying) to atomized powder whole egg obtained under laboratory conditions, stored for 21 days at 25°C in absence of light.

Processos térmicos de pasteurização e esterilização comercial são amplamente usados na industrialização de alimentos líquidos à base de frutas, como polpas e sucos. A exposição a altas temperaturas provoca a degradação de compostos relacionados à qualidade sensorial e nutricional. O aquecimento de alimentos líquidos por micro-ondas focalizadas é uma tecnologia emergente que traz como vantagem o rápido aquecimento; evita a degradação térmica; permite melhor manutenção dos atributos sensoriais e nutricionais; e evita a formação de incrustação. Além da presença de efeitos não térmicos sobre a inativação de enzimas, principais alvos dos processos térmicos destes produtos. Entretanto, a comprovação dos efeitos não térmicos ainda é tema controverso na literatura científica. Desta forma, o objetivo deste trabalho é investigar efeitos térmicos e não térmicos das micro-ondas na inativação das enzimas polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (POD), que são relevantes para a industrialização de produtos à base se frutas. Para eliminar fontes de variabilidade, enzimas comerciais em solução tampão de fosfato de potássio foram submetidas aos tratamentos convencional (banho térmico de imersão) e por micro-ondas (mini reator de síntese química por micro-ondas focalizadas) com registro dos históricos de temperatura e atividade enzimática residual. Também, foi calculada a potência instantânea absorvida por cada amostra no aquecimento por micro-ondas. Realizou-se o ajuste dos parâmetros cinéticos pela minimização dos erros quadráticos em modelos cinéticos de primeira ordem (D-z) com uma e duas frações, por Arrhenius e pelo modelo de Weibull. Os resultados da PPO permitiram melhor ajuste pelo modelo de Weibull. Assim, a simulação do modelo ajustado em diferentes temperaturas permitiu comparar os métodos de aquecimento e permitiu a observação de efeitos não térmicos das micro-ondas em temperaturas acima de 70 ºC na inativação da PPO. Além disso, realizou-se a validação dos parâmetros do modelo de Weibull com 10 amostras de PPO com aquecimento mais lento, sendo as atividades enzimáticas residuais comparadas com as atividades previstas pelo modelo. Inesperadamente, os resultados da enzima POD não foram satisfatórios para determinar os modelos avaliados de sua inativação. A POD presentou algumas atividades enzimáticas residuais acima de 100% em ambos métodos de aquecimento, além de elevada resistência térmica. Sendo assim, não foi possível observar possíveis efeitos não térmicos das micro-ondas para inativação da POD nesse estudo. / Thermal pasteurization processes and commercial sterilization are widely used for the processing of fruit-based liquid foods, such as pulp and juice. The exposure to high temperatures causes degradation of compounds related to sensory and nutritional quality. The heating of liquid foods by focused microwaves is an emerging technology that has the advantage of rapid heating; prevents thermal degradation; allows better maintenance of sensory and nutritional attributes; and prevents incrustation. Besides, there is the presence of nonthermal effects on the enzymes inactivation, which are the main targets of thermal processes to such products. However, confirmation of non-thermal effects is still controversial in the scientific literature. Thus, the objective of this research is to investigate thermal and nonthermal effects of microwaves on the inactivation of enzymes polyphenol oxidase (PPO) and peroxidase (POD), which are relevant for the processing of fruit-based products. To eliminate sources of variability, commercial enzymes in potassium phosphate buffer solution were subjected to conventional (immersion bath) and microwave (mini-reactor for microwave chemical synthesis) treatments, with record of temperature history and residual enzyme activity. In addition, the instantaneous power absorbed in each sample under microwave heating was calculated. The kinetic parameters were adjusted by minimizing quadratic errors in first order kinetic models (D-z) with one and two fractions, by Arrhenius and Weibull model. The PPO results allowed for a better adjustment of the Weibull model. The simulation of the parameters at different temperatures allowed the comparison of the heating methods and it allowed the observation of non-thermal effects of microwaves at temperatures above 70 ºC for the inactivation of PPO. In addition, the parameters of the Weibull model in 10 samples were validated for PPO solution with slower heating; the residual enzymatic activities were compared with the activities predicted by the model. Unexpectedly, the results of the POD enzyme were not satisfactory to determine the evaluated models of its inactivation. The POD presented some residual enzymatic activities above 100% for both heating methods, and high thermal resistance. Thus, it was no possible to observe non-thermal effects of microwaves on POD inactivation in this study.

A resistência térmica dos microrganismos sofre influência, entre outros fatores, das características do agente e das características do substrato, como o teor de gordura. Um dos objetivos da pasteurização do creme é a eliminação dos patógenos eventualmente presentes no leite. Entretanto, não há padrão de tempo e temperatura de pasteurização para este produto na legislação. O Mycobacterium bovis é considerado o patógeno não formador de esporo de maior resistência térmica que pode normalmente ser transmitido pelo leite. Assim, este trabalho se propõe a avaliar a inativação de Mycobacterium bovis (espoligotipo BR024) em creme de leite fresco submetido a alguns parâmetros comerciais de pasteurização. Creme de leite foi contaminado e pasteurizado em Banho-Maria a 75°C, 80°C, 85°C e 90°C, por 5 e 15 segundos. O agente foi quantificado por semeadura em duplicata das diversas diluições em meio Stonebrink, após incubação a 36°C/45 dias. A redução na população variou de 3,9 log UFC/mL até a 6,8 log UFC/mL o que mostra que, nas condições do estudo, todos os binômios estudados mostraram-se capazes de reduzir a carga contaminante para níveis tão baixos ou menores que 0,1 log UFC/mL, considerando a máxima contaminação inicial natural do leite por M. bovis (4 log UFC/mL), segundo Ball (1943) / The thermal resistance of microorganisms is influenced by the agent in question, the initial microbial load and the characteristics of the substrate that can exert a protective effect on the cell, for example, the fat content. The pasteurization of whipping cream aims to eliminate pathogen microorganisms that may occasionally be present in milk. However, there is no standard in the law of time and temperature for this product, making it necessary more detailed study to consider the specific feature of thermal resistance of microorganisms at different temperatures for pasteurization, especially considering the high fat product. Mycobacterium spp is considered the pathogen spore-non-forming of higher heat resistance that can be transmitted by milk, among species, M.bovis is the most pathogenic. Therefore, this study aims to evaluate the inactivation of Mycobacterium bovis (spoligotype BR024) in fresh whipping cream subjected to some parameters of commercial pasteurization. Whipping cream was contaminated and pasteurized in a water bath at 75°C, 80°C, 85°C and 90°C for 5 and 15 seconds. The agent was measured in duplicate in the middle Stonebrink after incubation at 36°C/45 days. The reduction in the population ranged from 3.9 log CFU / mL up to 6.8 log CFU/ mL which shows that under the conditions of the study, all binomials studied were able to reduce the contaminant load to such low levels or lower than 0.1 log CFU / ml, the maximum initial natural contamination of milk by M. bovis (4 log CFU / mL), according to Ball (1943)

O processamento térmico contínuo usando trocadores de calor é uma forma muito comum de industrialização de alimentos líquidos. Atrelada à inativação de micro-organismos e enzimas pela alta temperatura, está a perda de qualidade do produto; portanto, o estudo e avaliação deste tipo de processo é fundamental para garantir a inocuidade e a melhora da qualidade do produto. Neste trabalho foi desenvolvida a modelagem matemática de um processo térmico contínuo em trocadores bitubulares para determinação da distribuição da temperatura média do produto e da letalidade sobre um atributo de segurança ou qualidade. No modelo, foram considerados os trocadores de aquecimento e de resfriamento, bem como o tubo de retenção. Admitiu-se regime permanente, escoamento pistonado e leva-se em conta a troca de energia com o ambiente. Para a aplicação do modelo, foi adotado um sistema em escala de laboratório com vazão de processamento entre 10 e 50 L/h, trocadores com quatro módulos de troca térmica e área total de 0,13 m² e sistema de indicação e aquisição de dados de temperatura. Como fluidos de trabalho foram usados: mistura de glicerina/água 80 % (Newtoniano) e solução 1 % de carboxi-metil-celulose (CMC, não-Newtoniano). Fluidos e utilidade foram água quente pressurizada e água gelada. Os parâmetros de troca térmica do modelo foram ajustados com sucesso através de ensaios experimentais. Foram ajustados: 1) coeficientes de convecção natural do ar sobre as seções de aquecimento e de resfriamento; 2) parâmetros da correlação de Nusselt x Reynolds para o coeficiente de convecção dos fluidos de trabalho; 3) coeficiente global de troca térmica com o ambiente no tubo de retenção. A validação do modelo ajustado foi realizada através da comparação das distribuições de temperatura experimental com a predição do modelo. A letalidade, levando em conta o tempo espacial no percurso do produto foi calculada e avaliada, indicando importante contribuição da seção de aquecimento e forte influência da elevação de temperatura na entrada do tubo de retenção para compensar as perdas para o ambiente. O modelo proposto mostra-se útil para a avaliação de processos térmicos em sistemas tubulares. / The continuous thermal processing using heat exchangers is a very usual form of industrialization of liquid foods. Linked to the inactivation of microorganisms and enzymes by high temperature is the loss of product quality; thus, the study and evaluation of this type of process is critical to ensure the safety and improve product quality. In this work, it was developed a mathematical model of a continuous process with tubular heat exchangers to determine the distribution of the average temperature of the product and the lethality considering a safety or quality attribute. In the model, are considered the exchangers for heating and cooling and the holding tube. It was assumed steady state plug-flow and it was taken into account the energy exchange with the ambient air. For the application of the model, it was adopted a laboratory system with processing flow rate between 10 and 50 L/h, exchangers with four heat transfer modules and total area of 0.13 m² and a temperature indication and acquisition system. The working fluids used were: a mixture of glycerol/water 80 % (Newtonian) and a 1 % solution of carboxymethylcellulose (CMC, non-Newtonian). Utility fluids were pressurized hot water and cold water. The heat transfer parameters of the model were adjusted successfully using the experimental data. Were adjusted: 1) the coefficients of natural convection of the air over the heating and cooling sections; 2) the parameters of the Nusselt x Reynolds correlation for the convective coefficient of the working fluid; 3) the overall heat exchange coefficient between the product and the ambient air in the holding tube. The validation of the fitted model was performed by comparing the experimental temperature distributions with the prediction from the model. Lethality, taking into account the space-time in the path of the product was calculated and evaluated, indicating a significant contribution of the heating section and a strong influence on the temperature rise in the entrance of the holding tube to compensate for losses to the surroundings. The model proves useful for the evaluation of thermal processes in tubular systems.

O presente trabalho de tese consistiu no processamento, na caracterização sensorial e no estudo da vida de prateleira de caldo de cana integral (pH~5,2) pasteurizado, extraído de oito cultivares: IAC 955000 (C1), SP 832847 (C2), RB 92579 (C3), RB 867515 (C4), CTC 9001 (C5), CTC 2 (C6), CTC 9003 (C7) e SP 813250 (C8). A bebida foi processada a 85 °C/30 s, acondicionada assepticamente em garrafas de polietileno tereftalato (PET) e armazenada a 7 °C, na ausência de luz. Para avaliar a qualidade do produto realizaram-se testes microbiológicos, físico-químicos, enzimáticos, sensoriais, análise instrumental de cor, determinação de viscosidade, compostos fenólicos e minerais. A caracterização sensorial da bebida foi realizada por meio das técnicas de Análise Descritiva Quantitativa (ADQ® ), Check All That Apply (CATA) e Associação de Palavras. A estimativa do tempo de vida útil do produto foi baseada em testes microbiológicos e sensoriais. Na ADQ foram gerados 14 termos descritores para o caldo extraído dos oito cultivares de cana, a saber: aroma de rapadura, aroma natural de cana, aroma doce, aroma de caldo fermentado, sabor de rapadura, sabor de caldo de cana, adstringência, gosto doce, viscosidade aparente, turbidez, uniformidade, cor verde, cor marrom e corpo. Os resultados da ADQ indicaram que para os descritores cor verde, cor marrom, gosto doce, sabor de caldo de cana e corpo foram detectadas diferenças entre as amostras dos diferentes cultivares. O teste de aceitação com escala hedônica de nove pontos aplicado em conjunto com o teste CATA mostrou que as amostras de caldo obtidas a partir de C3, C4 e C6 alcançaram maior aceitabilidade, com notas entre 6 e 7. Na análise CATA empregaram-se 19 termos adaptados da terminologia descritiva da ADQ, relacionados à aparência, corpo, sabor, gosto doce e amargo e aromas de rapadura e doce. O teste estatístico Q de Cochran indicou que os consumidores diferenciaram as amostras de caldo de cana para a maioria dos atributos. Formaram-se três agrupamentos: (1) caldo de cana extraído de C2 e C5, (2) caldo de C1, C3, C6 e C8, caracterizado por gosto muito doce, aroma de fermentado e cor marrom, e (3) caldo de C4, que destacou-se dos outros principalmente por sua cor clara. Os descritores aroma de rapadura, homogeneidade e aroma doce determinaram a aceitação, indicando que estas características são relevantes para os consumidores. No teste de associação de palavras foram avaliadas, como estímulos, imagens de bebidas não-alcoólicas como caldo cana, água de coco, suco de laranja, suco de uva, chá mate, refrigerante de guaraná e refrigerante de cola. Os termos gerados pelos consumidores foram agrupados em 13 dimensões: sensorial, tecnologia, consumo, econômico, psicológico, clima, social, marketing, meio ambiente, saúde, alimentos, pontos negativos e manchas. Verificou-se que o caldo de cana foi associado a várias dimensões como lugares, acompanhamento de alimentos, sabor, cor e também a imagem negativa, ficando mais relacionado às bebidas gaseificadas que aos outros tipos de bebidas. Os tempos de vida útil alcançados para o caldo de cana pasteurizado acondicionado em garrafas de PET, extraído dos cultivares estudados, variaram entre 1 e 40 dias sob estocagem a 7 ºC, na ausência de luz. Esta pesquisa evidenciou diferenças significativas para algumas características do perfil sensorial do caldo de cana dos diferentes cultivares. A metodologia CATA foi mais eficiente que a ADQ em relação à diferenciação das amostras nas condições deste estudo. Ademais, observaram-se diferenças relativas às outras características de qualidade. Os cultivares C4, C6 e C8 foram os mais adequados à produção de caldo de cana para consumo direto. / This study targeted the processing, sensory characterization and shelf life estimate of whole sugarcane juice (~ pH 5.2), extracted from eight cultivars: IAC 955000 (C1), SP 832847 (C2), RB 92579 (C3), RB 867515 (C4), CTC 9001 (C5), CTC 2 (C6), CTC 9003 (C7) and SP 813250 (C8). The juice was pasteurized at 85 °C/30 s, aseptically packed in polyethylene terephthalate (PET) bottles and stored at 7 °C in the dark. Microbiological, physicochemical, enzymatic, sensory, instrumental color, viscosity, phenolic compounds and mineral analyses were carried out to evaluate the product quality. The sensory characterization of pasteurized juice was performed by applying the \"Quantitative Descriptive Analysis (QDA®)\", \"Check All That Apply (CATA)\" and \"Words Association\" methodologies. The shelf life estimate was based on microbiological and sensory tests. The QDA provided 14 terms to describe the juice: molasses aroma, natural cane aroma, sweet flavor, fermented cane juice aroma, molasses flavor, cane juice flavor, astringency, sweet taste, apparent viscosity, turbidity, uniformity, green color, brown color and body. Differences among cultivars were observed as for the green color, brown color, sweet taste, cane juice flavor and body. The 9-point hedonic scale test, in conjunction with CATA, showed that the C3, C4 and C6 achieved the greatest acceptance, with scores between 6 and 7. In CATA analysis, 19 terms were adapted from the ADQ descriptive terminology and related to appearance, body, flavor, sweet and bitter taste and aromas. The Cochran\'s Q statistical test showed the panelists distinguished the cultivars in most attributes. Three clusters were formed: the 1 (C2 and C5) and 2 (C1, C3, C6 and C8), which were characterized by very sweet taste, fermented aroma and brown color, and the 3 (C4), which that stood out from the others for its light color. The molasses aroma, homogeneity and sweet aroma apparently guided the juice acceptance, indicating that these characteristics are relevant for the consumers. In the Words Association test, images of non-alcoholic beverages such as cane juice, coconut water, orange juice, grape juice, mate tea, guarana and cola soft drinks were evaluated as stimuli. The terms selected by the panelists were grouped into 13 dimensions: sensory, technology, consumption, economic, psychological, climate, social, marketing, environment, health, food, negative aspects and spots. The cane juice was related to places, complementary foods, flavor, color and health effects. The shelf life of pasteurized cane juice from the eight cultivars widely ranged from 1 to 40 days, in PET bottles, stored at 7 °C in the dark. This study showed significant differences regarding some sensory characteristics of juice from different cultivars. The CATA methodology was more efficient than ADQ for differentiating the juice samples. Differences were also observed regarding the other quality characteristics of the juice obtained from different cultivars, suggesting C4, C6 e C8 the most suitable for juice production.