Validation of UV coiled tube reactor for fresh juices

摘要

The objective of this study was to validate the performance of a coiled ultraviolet (UV) module with 24 lamps for fresh juice pasteurization. Escherichia coli K12 at an inoculation level of 10~6 cfu mL~(-1) was chosen as a target microorganism for biodosimetry. All tested fruit juices highly absorbed UV light, with absorption coefficients ranging from 11 cm~(-1) to 78 cm~(-1) for lillikoi and pineapple juice, respectively. Of the juices examined, pineapple juice appeared to be the worst case scenario in terms of UV absorptivity and high viscosity. A caramel model solution was developed to mimic juice absorption properties and was used for inoculation studies. The 5-log_(10) reduction standard under turbulent flow required by the FDA was achievable in Newtonian liquids with absorption coefficient less than 15 cm~(-1) after one pass. Turbulent flow was not developed in more viscous orange and pineapple juices at the flow rates tested. A biodosimetry technique that utilizes E. coli as a tracer showed no distribution of UV dose in liquids with absorption coefficient lower than 26 cm~(-1). The proposed technique may assist in validating the performance of UV reactors and improve efficiency of UV pasteurization.%L'objectif de cette étude était de valider le rendement d'un module UV spirale contenant 24 lampes pour la pasteurisation de jus frais. Escherichia coli K12 à un niveau d'inoculation de 10~6 cfu mL~(-1) a été choisie comme microorganisme cible pour la biodosimétrie. Tous les jus de fruits testés ont grandement absorbé la lumière UV; les coefficients d'absorption variaient entre 11 cm~(-1) à 78 cm~(-1) respectivement pour les jus de lilikoi et d'ananas. De tous les jus examinés, le jus d'ananas semblait être le « pire scénario » en ce qui a trait à l'absorptivité UV et la viscosité élevée. Un modèle utilisant du caramel a été mis au point afin d'imiter les propriétés d'absorption du jus et il a été utilisé lors des études d'inoculation. Le standard de réduction 5-log_(10) sous régime d'écoulement turbulent requis par la FDA pouvait être atteint dans les liquides newtoniens ayant un coefficient d'absorption inférieur à 15 cm~(-1) après un passage. L'écoulement turbulent ne s'est pas développé dans les jus plus visqueux d'orange et d'ananas aux débits testés. Une technique de biodosimétrie utilisant E. coli comme élément indicateur a montré qu'il n'y avait aucune distribution de la dose UV dans les liquides présentant un coefficient d'absorption inférieur à 26 cm~(-1). La technique proposée peut aider à valider le rendement des réacteurs UV et améliorer l'efficacité de la pasteurisation UV.