La conductivité électrique du chou et du radis daikon en fonction de la tension électrique, de la fréquence, de la concentration de sel et de la température
Citation
Duguay, A.J., Ramaswamy, H.S., Zareifard, M.R., Zhu, S., Grabowski, S., Marcotte, M. (2017). Electrical Conductivity of Cabbage and Daikon Radish as Affected by Electrical Voltage, Frequency, Salt Concentration and Temperature. Journal of Food Process Engineering, [online] 40(1), http://dx.doi.org/10.1111/jfpe.12315
Résumé en langage clair
Les denrées alimentaires subissent un traitement thermique dans une usine de transformation afin d’être sans danger pour les consommateurs. À l’aide de techniques de traitement thermique classiques, la chaleur doit être transférée de la surface du contenant à l’endroit le plus froid de la boîte de conserve. Par conséquent, les produits alimentaires présentent un profil de chauffage non uniforme et leur qualité pourrait en être sacrifiée. Le chauffage ohmique est une technique avancée de traitement thermique écologique dans laquelle les produits captent la chaleur de manière uniforme en fonction de leur conductivité électrique. Le chauffage ohmique est une méthode beaucoup plus rapide et efficace que la technique classique. L’utilisation de contenants non métalliques ainsi que la conservation de la qualité et de la nutrition sont considérées parmi les avantages potentiels du procédé de chauffage ohmique. Le manque de connaissances sur la conductivité électrique de la matrice alimentaire est l’une des raisons pour lesquelles cette technique de pointe n’est pas utilisée dans l’industrie alimentaire. De plus, plusieurs paramètres liés à la formule alimentaire et au système ohmique peuvent influer sur la conception du procédé. Par conséquent, des données expérimentales réelles sur la conductivité électrique des ingrédients individuels et en combinaison avec d’autres composés sont nécessaires pour sélectionner les paramètres les plus appropriés afin de concevoir un procédé de chauffage ohmique. Dans cette étude, nous avons étudié certains des paramètres du produit et du système qui peuvent influer sur la conductivité électrique des aliments, comme le rapport solide/liquide, la concentration de sel, le type de particules, le gradient de tension et la fréquence. De plus, des modèles mathématiques ont été mis au point comme outils pour une pratique thermique meilleure et plus sûre des aliments transformés.
Résumé
© 2015 Wiley Periodicals, Inc. Du chou râpé (50 % v/v) et des cubes de radis daikon (57 % v/v) ont été mélangés avec différentes solutions salines (0,15, 0,5, 1, 1,5 et 1,85 %), versés dans une cellule ohmique statique revêtue de Teflon et chauffés de 30 à 70 °C à différentes tensions de courant alternatif (65, 80, 100, 120 ou 135 V) et à différentes fréquences (60, 2 070, 5 030, 7 990 ou 10 000 Hz). La tension, le courant, le temps et la température ont été mesurés pour calculer la conductivité électrique à différentes températures. Pour la partie modélisation, nous avons utilisé 750 g d’une purée crue mélangée (granulométrie < 0,5 mm) pour remplir la cellule ohmique. Le radis daikon a donné la conductivité électrique la plus élevée, soit 1,07 S/m à 30 °C et 1,85 %, à 100 V et à 5 030 Hz, tandis que le chou a donné une valeur de 0,81 S/m dans les mêmes conditions. Dans le cas du chou, les valeurs de conductivité électrique augmentaient avec la fréquence à des tensions plus élevées, mais diminuaient à des tensions faibles. Une tendance inverse a été observée pour le radis daikon. La modélisation a indiqué que la conductivité électrique augmentait de façon quadratique avec la température, la concentration de sel et la tension électrique. Les modèles de surface de réponse ont révélé que les produits linéaires, les produits croisés ainsi que les effets quadratiques étaient significatifs avec R2 > 0,98. Le modèle de Maxwell-Eucken, qui décrit des particules solides dispersées dans un liquide continu, s’est révélé bien adapté aux données de conductivité électrique. Applications pratiques : le chauffage ohmique peut être une solution de rechange au traitement thermique classique des aliments, car il permet de réduire la durée du traitement et d’en améliorer la qualité. Il est généralement reconnu que le chauffage ohmique fournit des conditions de chauffage uniformes et rapides. La conductivité électrique (CE) des composants alimentaires est la propriété clé du processus de chauffage ohmique et dépend de nombreuses propriétés du produit et du système, en particulier la teneur en sel. Il s’agit également de la principale propriété nécessaire à la modélisation des effets du chauffage ohmique d’un système ou d’un produit. Le présent article décrit en détail les données recueillies sur la conductivité électrique du chou et du radis ainsi qu’une méthode de modélisation appropriée pour décrire leur dépendance à l’égard des propriétés du produit et du système. L’étude a généré de nouvelles données sur la CE pour les légumes et sur la façon dont la CE est influencée par les deux légumes qui ont une structure très différente.