Program for determination of kinetic parameters in continuous thermal systems of food processing.

Resumo: A pesquisa aqui apresentada visou o desenvolvimento de um programa de computador (ALIKINETIC.EXE) para estimar os parâmetros cinéticos de destruíção térmica em tratamentos térmicos contínuos de alimentos. Os métodos do Ponto Equivalente (EPM) e o método das Exposições Isotérmicas Pareadas Equivalentes (PEIE) foram implementados no programa e empregados para estimar os parâmetros cinéticos da destruição térmica de Alicyclobacillus acidoterrestris DSM2498 em suco de laranja. Sendo que o EPM foi implementado seguindo os refinamentos de Nunes e Swartzel (1990); o PEIE por sua vez foi implementado seguindo o algoritmo descrito por Welt e outros (1997). Este programa calcula a constante de inativação térmica (k) e a Energia de Ativação (Ea) em processos contínuos, assim como os coeficientes de correlação (r2) e a soma dos mínimos quadrados, permitindo assim analisar qual método obteve o melhor ajuste. O ALIKINETIC.EXE também pode estimar a concentração remanescente de um fator termodegradável alimentício mediante seus parâmetros cinéticos de inativação térmica e histórico térmico conhecido, posteriormente as compara com os dados de inativação térmica experimentais, permitindo a verificação de suas performance estatística; e calcula a letalidade integrada do processo. Os parâmetros cinéticos Ea e k de inativação de esporos de Alicyclobacillus acidoterrestris DSM2498 em suco de laranja 11,0°B, em sistema contínuo, foram estimados pelo programa ALIKINETIC. Realizaram-se experimentos em duplicata empregando a mesma suspensão de esporos. Sobreviventes foram coletados nas saídas do pré-aquecedor, aquecedor final, e após 4,02, 11,92, 33,44 e 35,9 s de retenção, a vazão de 1,0 l/min. Valores de z, obtidos por conversão a partir de Ea, foram: 14,67 ± 1,99 °C(Ea de 150,61 a 209,11 kJ/mol) e 15,47 ± 3,76°C (Ea de 133,56 a 233,75 kJ/mol) para EPM e PEIE respectivamente ? representando quase o dobro do valor reportado para este microrganismo usando tubo TDT; tal variação foi atribuída a taxas de aquecimento maiores, existentes em sistemas contínuos. A performance global de ambos os métodos, avaliada através dos fatores Bias e de Exatidão, demonstrou que PEIE foi menos impreciso, contudo ambos os métodos tiveram em média uma tendência de superestimação do processo.Abstract: The present research focused on the development of a computer software(ALIKINETIC.EXE) to estimate thermal destruction kinetic parameters for continuous thermal food processes. The methods employed in the program were the Equivalent Point Method (EPM) and the Paired Equivalent Isothermal Exposure Method (PEIE), and they have been applied to calculate the thermal inactivation kinetic parameters of Alicyclobacillus acidoterrestris DSM2498 in orange juice. EPM has been implemented according to Nunes and Swartzel (1990) improvements; and PEIE has been implemented following the algorithm described at Welt et al. 1997. This program calculates the thermal inactivation rate (k) and Activation Energy (Ea) in continuous processes. ALIKINETIC.EXE can also estimate the remaining concentration of a thermodegradable food component through out its thermal inactivation kinetic parameters and a known thermal history, aftter that the results yielded is compared with the observed experimental thermal inactivation data, allowing to verify the statistical performance; and calculates the integral lethality of a process. Inactivation kinetic parameters Ea and k of Alicyclobacillus acidoterrestris DSM2498 spores in orange juice 11,0°B, in a continuous system, were estimated by EPM and PEIE methods by ALIKINETIC.EXE. Experiments were done in duplicates employing the same spore suspension. Survivals were collected at the exits of pre-heater, final heater, and after 4,02, 11,92, 33,44 and 35,9 sec of holding, at flow rate of 1,0 l/min . Values of z, obtained by conversion of Ea, were : 14,67 ± 1,99 °C(Ea from 150,61 to 209,11 kJ/mol) and 15,47 ± 3,76°C (Ea from 133,56 to 233,75 kJ/mol) for EPM and PEIE respectively - representing almost the double of the reported value for this microorganism using TDT tubes; such variation was attributed to higher heating rates, present in a continuous system. The overall performance of both methods was evaluated by Bias and Accuracy factors, demonstrated that PEIE was less inaccurate, although both methods showed in average tendency to overestimate the process