Thermal technologies in food processing

[Excerpt] Introduction: Thermal processing is probably the most important process in food industry that has been used since prehistoric times, when it was discovered that heat enhanced the palatability and the life of the heat-treated food. Thermal processing comprehends the heating of foods at a defined temperature for a certain length of time. However, in some foods, the high thermotolerance of certain enzymes and microorganisms, their physical properties (e.g.,highviscosity),ortheircomponents(e.g.,solidfractions) require the application of extreme heat treatments that not only are energy intensive, but also will adversely affect the nutritional and organoleptic properties of the food. Technologies such as ohmic heating, dielectric heating (which includes microwave heating and radiofrequency heating), inductive heating, and infrared heating are available to replace, or complement, the traditional heat-dependent technologies (heating through superheated steam, hot air, hot water, or other hot liquid, being the heating achieved either through direct contact with those agents – mostly superheated steam – or through contact with a hot surface which is in turn heated by such agents). Given that the “traditional” heatdependent technologies are thoroughly described in the literature, this text will be mainly devoted to the so-called “novel” thermal technologies. (...)

The design and development of heat extraction technologies for the utilisation of compost thermal energy

A composting Heat Extraction Unit (HEU) was designed to utilise waste heat from decaying organic matter for a variety of heating application The aim was to construct an insulated small scale, sealed, organic matter filled container. In this vessel a process fluid within embedded pipes would absorb thermal energy from the hot compost and transport it to an external heat exchanger. Experiments were conducted on the constituent parts and the final design comprised of a 2046 litre container insulated with polyurethane foam and kingspan with two arrays of qualpex piping embedded in the compost to extract heat. The thermal energy was used in horticultural trials by heating polytunnels using a radiator system during a winter/spring period. The compost derived energy was compared with conventional and renewable energy in the form of an electric fan heater and solar panel. The compost derived energy was able to raise polytunnel temperatures to 2-3°C above the control, with the solar panel contributing no thermal energy during the winter trial and the electric heater the most efficient maintaining temperature at its preset temperature of 10°C. Plants that were cultivated as performance indicators showed no significant difference in growth rates between the heat sources. A follow on experiment conducted using special growing mats for distributing compost thermal energy directly under the plants (Radish, Cabbage, Spinach and Lettuce) displayed more successful growth patterns than those in the control. The compost HEU was also used for more traditional space heating and hot water heating applications. A test space was successfully heated over two trials with varying insulation levels. Maximum internal temperature increases of 7°C and 13°C were recorded for building U-values of 1.6 and 0.53 W/m2K respectively using the HEU. The HEU successfully heated a 60 litre hot water cylinder for 32 days with maximum water temperature increases of 36.5°C recorded. Total energy recovered from the 435 Kg of compost within the HEU during the polytunnel growth trial was 76 kWh which is 3 kWh/day for the 25 days when the HEU was activated. With a mean coefficient of performance level of 6.8 calculated for the HEU the technology is energy efficient. Therefore the compost HEU developed here could be a useful renewable energy technology particularly for small scale rural dwellers and growers with access to significant quantities of organic matter

Evaluation of antinociceptive effect of Petiveria alliacea (guiné) in animals

Petiveria alliacea (Phytolaccaceae) is a bush widely distributed in South America including Brazil, where it is popularly known as "guiné", pipi", "tipi" or "erva-de-tipi". Brazilian folk medicine attributes to the hot water infusion of its roots or leaves the following pharmacologicalproperties: antipyretic, antispasmodic, abortifacient, antirrheumatic, diuretic, analgesic and sedative. The present study has evaluated the alleged effects of P. alliacea on central nervous system (CNS), particularly, the sedative and analgesic properties of root crude aqueous extract of this plant in mice and rats. This extract showed an antinociceptive effect in acetic acid - acetylcholine - and hypertonic saline - induced abdominal constrictions, but not in hot-plate and tail flick tests P. alliacea did not produce any CNS depressor effect. Thus its antinociceptive action in animals can be responsible by its poplar use as an analgesic.

Projecte d'energia solar tèrmica

El proyecto consiste en el diseño de una instalación solar térmica para producción de agua caliente sanitaria (ACS) en un edificio de nueva construcción en la localidad de Mollerussa (Lleida). Se han estudiado las necesidades térmicas de ACS en atención a las características constructivas y funcionales del edificio, dando cumplimiento a la normativa vigente. Conocida la demanda energética esperada, se han analizado los datos climatológicos y de temperatura de red de agua fría propios del emplazamiento, y se ha propuesto un campo de captación compuesto por captadores planos y los distintos subconjuntos que componen la instalación: acumulación, transferencia térmica, trazado hidráulico, regulación y control, y energía auxiliar. Con ello se ha llevado a cabo una simulación energética mediante la herramienta TSOL, software de simulación solar recomendado por entidades de reconocido prestigio, para comprobar que se han alcanzado los objetivos del sistema propuesto. Por último, se ha realizado un estudio del beneficio medioambiental que supone la instalación proyectada, indicando el ahorro energético para el usuario y las toneladas equivalentes de dióxido de carbono evitadas.

Projecte d’instal·lacions sostenibles d’una masia rural aïllada

En aquest projecte es vol donar solució a la contaminació que es produeix a les llars ja sigui en forma de gasos d’efecte hivernacle o la contaminació d’aqüífers i rius per les aigües residuals d’aquestes. Els objectius a aconseguir són la disminució del consum d’energia de la llar, reduint així el consum de combustibles fòssils, amb la conseqüent disminució de gasos d’efecte hivernacle i l’estalvi econòmic que això suposa. I per altra banda la depuració de les aigües residuals, tot i que actualment totes les grans poblacions de Catalunya de més de 10.000 habitants ja disposen de EDARS i en pocs anys en tindran totes les de més de 2000 habitants. Però en aquest cas es tracta d’una població molt petita que no disposa de xarxa de clavegueram. En primer lloc s’ha plantejat un sistema de calefacció d’energia geotèrmica que ens permet aprofitar l’energia tèrmica que es va emmagatzemant a la terra degut a l’escalfor del sol i que ens permet extreure d’aquesta fins a ¾ parts de l’energia tèrmica necessària per el sistema de calefacció. En segon lloc es planteja un sistema de producció d’energia elèctrica per panells fotovoltaics que produeixi el consum elèctric anual familiar, tot i que no de forma directe, sinó venent l’energia a la xarxa elèctrica i comprant-la després de la xarxa. Per últim es projecta un sistema de depuració d’aigües per mitjà d’un aiguamoll artificial que permetrà a la casa, que no disposa de xarxa de clavegueram, retornar les aigües residuals en bones mediambientals a l’entorn rural que envolta l’edificació, sense perjudicar la fauna i els rius que l’envolten

Projecte d’instal·lacions d’aigua calenta sanitària per a un hotel de quatre estrelles a Platja d’Aro amb aportació d’energia solar

En el present projecte final de carrera s’han dissenyat i pressupostat les instal·lacions de fontaneria, energia solar i gas natural per abastir d’aigua les dependències d’un hotel. L’hotel es troba situat a municipi de Platja d’Aro, a la província de Girona. La seva categoria és de quatre estrelles i això comporta un nivell alt de qualitat en els serveis oferts, en aquest cas el subministrament d’aigua freda i aigua calenta sanitària (ACS) als seus clients

Instal•lació solar tèrmica per la producció d’ACS i climatització de 10 H.P.O. a Quart

Aquesta instal•lació solar tèrmica s’ha dissenyat per cobrir part de les necessitats energètiques d’un edifici que consta de 10 habitatges de protecció oficial construïts en 2 plantes a la localitat de Quart. L’objectiu d’aquest projecte és arribar a una cobertura solar aproximada del 50% de les necessitats d’ aigua calenta sanitària (ACS) i climatització

Projecte de la intal·lació de calefacció i ACS amb energia solar i caldera de biomassa en un edifici de quatre vivendes.

Projecte de la instal•lació de calefacció i agua calenta utilitzant energia solar tèrmica i ajudant-se d’ una caldera de biomassa en un edifici en construcció situat a Colera (Alt Empordà). Es tracta d’un bloc de quatre vivendes distribuïdes en dues plantes, soterrani i terrassa superior

Càlcul / Disseny de les instal·lacions d’una piscina climatitzada

En aquest projecte s’ha realitzat el disseny i el càlcul d’un seguit d’instal·lacions que trobem dins un complex d’ una piscina climatitzada. Tenint en compte la seva localització en el territori, Vic, i la demanda que pot tenir aquest servei dins la localitat. S’ha realitzat el càlcul i el disseny de les següents instal·lacions: filtració i tractament químic de les piscicines, climatització del recinte de la piscina, climatització de tot l’espai que engloba el complex, aigua freda i ACS, electricitat i Gas

Efecte de la recurrència dels incendis sobre la vegetació i el sòl a les zons de bosc del Macizo Central Ourensano

En els últims 30 anys, el número d’incendis patits a Galicia han augmentat de manera important. En el Massís Central Ourensano l’home ha utilitzat el foc com a eina de gestió forestal per tal de permetre pasturar al bestiar i per tal de recuperar terres per a pastos i culius. Aquesta pràctica ha generat grans extensions de matollar sec europeu on hi hauria d’haver formacions boscoses. Partim de la necessitat de recuperar zones de bosc i ecosistema original i per això mesurem el comportament de les diferents espècies que trobem al matollar y al bosc en aquestes altituds davant la pertorbació que suposen els incendis recurrents. Per realitzar això s’ha mostrejat la vegetació de zones cremades en moments diferents o repetides vegades, mesurant superfície i alçades així com nombre d’individus de cada espècie. També s’han analitzat perfils del sòl per tal de conèixer amb més detall les característiques de cada zona. S’ha observat mitjançant el mostreig com per a la recuperació del matollar el factor determinant és el temps, encara que no trobem un sòl de bona qualitat i profund, en una mitjana de 8 anys trobem un matollar ben desenvolupat amb una bona diversitat d’espècies i grau de cobertura. En canvi, per tal d’arribar a un estat de la successió vegetal on trobem un bosc és necessari que existeixin comunitats arbòries a prop per tal de que arribin individus al matollar desenvolupat. Cal aleshores treballar en l’educació de la població i en la cerca d’alternatives a la gestió forestal vigent, donant èmfasi en la valoració econòmica dels ecosistemes en bon estat i facilitant que aquest bon estat proporcioni beneficis a la població local. Per això cal generar una infraestructura per atraure un turisme rural respectuós amb el medi al mateix temps que es duen altres iniciatives com la implantació de centrals de biomassa als pobles que puguin proporcionar calefacció o aigua calenta. Generant llocs de feina i estalvis a la població d’una zona on l’economia encara es basa potencialment en la ramaderia. Al mateix temps l’esforç monetari dedicat a les plantacions ha de dedicar-se a generar espais al territori amb espècies autòctones com el roure en aquells matollars que presentin condicions adients per a recuperar el bosc.

Projecte d'instal·lació d'un mòdul autònom per producció de calefacció amb caldera de biomassa

L’Ajuntament d’un municipi de la comarca de la Selva disposa d’un complex esportiuformat per un edifici amb piscines climatitzades i un pavelló d’esports. Actualment laproducció de calefacció es realitza mitjançant calderes amb cremador de gasoil. Degut al’antiguitat d’aquests equips, a l’elevat cost que suposa la producció amb aquest tipus decombustible i tenint en compte que el municipi no disposa de xarxa de distribució de gasciutat, l’ajuntament contempla la possibilitat d’instal•lar un sistema de producciócentralitzat amb caldera de biomassa.L’objecte d’aquest projecte és el disseny i definició de la instal•lació d’una caldera deproducció d’aigua calenta sanitària i de calefacció mitjançant l’ús de biomassa tipuspellets de fusta integrada dins un mòdul prefabricat que inclou la sitja d’emmagatzematgei tots els elements necessaris, formant un sistema compacte i autònom per alsubministrament i distribució de l’aigua calenta per als dos edificis que formen el complexesportiu de la población. L’àmbit d’aplicació d’aquest projecte és:- Disseny i implantació del Mòdul autònom de producció de calefacció- Dimensionat dels circuits hidràulics de distribució a punts deCom a punt de partida per dimensionar la nova instal•lació de producció s’han tingut encompte les potències instal•lades actuals però també s’han realitat els càlculs de lesnecessitats actuals tenint en compte les exigències del nou Reglament d’Instal•lacionsTèrmiques en els Edificis (RITE 2007) quant a condicions interiors i d’estalvi energètic

Projecte d'instal·lacions del Balneari de la Puda de Banyoles

El projecte, té per objectiu el càlcul i disseny de les instal•lacions del Balneari de laPuda, situat a la ciutat de Banyoles, província de Girona.Les instal•lacions estudiades, s’esmenten a continuació;- Instal•lació d’aigua freda sanitària- Instal•lació d’aigua calenta sanitària- Instal•lació de climatització zona hotel- Instal•lació de calefacció zona termal- Climatització i tractament de l’aigua de les piscinesEl Balneari té una superfície construïda total de 6.192,54 m2 , distribuïda en tres plantes;planta soterrani, planta baixa i planta primera

Avaluació de l'aplicació de la biomassa produïda a la Vall d'Alinyà per la producció d'energia calorífica

L’estudi analitza detalladament les energies que s’utilitzen actualment a la població d’Alinyà (Lleida, Catalunya, Espanya). Les energies més utilitzades amb fins calorífics provenen d’energies fòssils (95,3%). Aquest tipus d’energia, des de un punt de vista econòmic, és inviable donat l’augment continuat dels preus d’aquest tipus de combustibles. A més a més el petroli ha arribat al peak oil. Tenint en compte la delicada situació que viuen actualment els combustibles fòssils, en particular el petroli, fa pensar que el futur està encaminat a produir energia a partir d’altres fonts. Una bona opció és començar a utilitzar biomassa com a font energètica. La zona d’estudi presenta un stock de biomassa 8,4 vegades superior a la que es necessitaria a Alinyà per produir calor i ACS a totes les llars. Per això, en aquest estudi, s’estimen possibles escenaris on es podria aplicar la biomassa que es produeix a la Vall d’Alinyà. S’estima que les calderes individuals serien l’escenari més viable, ja que tècnicament són eficients i s’adeqüen a les característiques de les llars d’aquesta població. Posteriorment, es realitza un estudi de les emissions de CO2 i s’observa que, si s’utilitzés biomassa com a font energètica a Alinyà ,es reduirien 11,3 vegades (91,11%) les emissions de CO2.

Stimulated sweating as a therapy to reduce interdialytic weight gain and improve potassium balance in chronic hemodialysis patients: a pilot study.

Controlling the extracellular volume in hemodialysis patients is a difficult task. The aim of this study was to evaluate the capacity of different methods of stimulated sweating to reduce mean interdialytic weight gain (IWG), to improve blood pressure regulation, and potassium/urea balance. Two center, crossover pilot study. In Lausanne, hemodialysis patients took four hot-water baths a week, 30 minutes each, on nondialysis days during 1 month. In Sfax, patients visited the local Hammam Center four times a week. Hemodynamic parameters were recorded, and weekly laboratory analysis was performed. Results were compared with a preceding 1-month control period. In Lausanne, five patients (all men, median age 55 years) participated. Bathing temperature was (mean ± standard deviation) 41.2 ± 3°C and sweating-induced weight loss 600 ± 500 g. Mean IWG (control vs. intervention period) decreased from 2.3 ± 0.9 to 1.8 ± 1 kg (P = 0.004), Systolic blood pressure from 139 ± 21 to 136 ± 22 mmHg (P = 0.4), and diastolic blood pressure form 79 ± 12 to 75 ± 13 mmHg (P = 0.08); antihypertensive therapy could be reduced from 2.8 ± 0.4 to 1.9 ± 0.5 antihypertensive drugs per patient (P = 0.01). In Sfax (n = 9, median age 46 years), weight loss per Hammam session was 420 ± 100 g. No differences were found in IWG or BP, but predialysis serum potassium level decreased from 5.9 ± 0.8 to 5.5 ± 0.9 mmol/L (P = 0.04) and urea from 26.9 ± 6 to 23.1 ± 6 mmol/L (P = 0.02). Hot-water baths appear to be a safe way to reduce IWG in selected hemodialysis patients. Hammam visits reduce serum potassium and urea levels, but not IWG. More data in larger patient groups are necessary before definite conclusion can be drawn.