Questo lavoro che si inquadra nelle attività di Ricerca di Sistema, si propone di individuare e valutare i processi innovativi fondati sull’uso dell’energia elettrica che meritino attenzione sia per la loro superiore efficienza, sia per la capacità di contribuire a ridurre l’impatto ambientale. I tradizionali processi termici di pastorizzazione, per la distribuzione di microrganismi che presiedono al deterioramento dei cibi, assicurano adeguati criteri di sicurezza per la salute dei consumatori entro determinati periodi di conservazione. Tuttavia anche a moderate temperature, il calore può degradare il prodotto con perdite di sapore, aroma e nutrienti, alterandone così in parte le qualità naturali. Nell’ultimo decennio un forte interesse è stato rivolto alle tecnologie non termiche di pastorizzazione in grado di assicurare, per tempi di conservazione adeguati l’integrità della qualità dell’alimento fresco, aprendo così la strada per nuovi mercati. In particolare l’elettrotecnologia PEF (Pulsed Elettric Field), basata sull’applicazione al prodotto di impulsi di campo elettrico ad alta intensità, appare molto promettente e particolarmente adatta per processi di pastorizzazione in continua di liquidi e di sospensioni pompabili, per la sua elevata capacità di penetrazione e i tempi di trattamento e di consumi estremamente ridotti. In questa prospettiva CESI ha sviluppato prima delle prove oggetto di questo rapporto le seguenti attività. Un’indagine sullo stato dell’arte di questa tecnica innovativa di pastorizzazione che ha evidenziato che a partire dagli anni ottanta con il sostegno di enti governativi e dell’industria agro-alimentare, numerose università e centri di ricerca, soprattutto negli USA e in Europa, hanno intrapreso studi di base sull’inattivazione microbica. Lo sviluppo di metodologie per l’analisi del comportamento del dispositivo di applicazione degli impulsi di campo elettrico su liquidi alimentari e quindi lo sviluppo di sistemi di calcolo per ottimizzarne la progettazione in particolare: – modelli tematici e programmi di calcolo per la determinazione di tutte le grandezze elettriche durante transitori elettrici di scarica e carica per generatori di impulsi dotati di tipologie diverse di rete di formazione dell’impulso; – modelli matematici e programmi di calcolo per la determinazione della distribuzione spaziale di potenziale elettrico, campo elettrico, densità di corrente e potenza dissipata all’interno del materiale contenuto nella camera di trattamento al variare della configurazione;

– modelli matematici e programmi di calcolo per l’analisi di fenomeni termici indotti sul prodotto a causa del trattamento ad impulsi di campo elettrico. Queste attività hanno fornito indicazioni utili per la determinazione delle caratteristiche di un dispositivo per la sterilizzazione ad impulsi di campo elettrico, in particolare sono stati individuati: – le caratteristiche geometriche delle camere di trattamento; – le forme d’onda degli impulsi di tensione da applicare alla cella; – la sovra-temperature ottenute sul prodotto a fine impulso. Il presente rapporto espone i risultati di una attività sperimentale condotta presso i laboratori del CESI avente lo scopo di verificare la risposta elettrica e termica delle camere di trattamento all’applicazione di impulsi di alta tensione. Sono state condotte perciò delle prove di applicazione di impulsi singoli di alta tensione su quattro diverse celle di trattamento appositamente costruite e riempite di diversi liquidi alimentari (latte intero, latte scremato, succo di mela e succo d’arancia) sottoposti a impulsi di diversa ampiezza e durata, sono state misurate le grandezze elettriche e termiche nelle celle durante gli impulsi, i risultati delle singole prove sono riportati dettagliatamente nel segiuto del rapporto.