BRPI0606913A2

BRPI0606913A2 - aparelho e método para processar por radiação de produtos alimentìcios escoáveis, método para irradiar um produto alimentìcio escoável, e, produto alimentìcio escoável

Info

Publication number: BRPI0606913A2
Application number: BRPI0606913-4A
Authority: BR
Inventors: Shekhar Patel; Joseph Kiely
Original assignee: Wyeth Corp
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2010-03-16
Also published as: AR092930A2; WO2006086427A2; SG159538A1; TWI403277B; TW200638884A; AU2006212743B2; CN101115405A; US20080286424A1; CN104757691A; IL185008A0; ES2594360T3; EP1868456A2; CA2596391A1; CN103815519A; WO2006086427A3; US8802018B2; EP1868456B1; AR052204A1; NZ560270A; PL1868456T3

Abstract

APARELHO E MéTODO PARA PROCESSAR POR RADIAçãO DE PRODUTOS ALIMENTìCIOS ESCOáVEIS, MéTODO PARA IRRADIAR UM PRODUTO ALIMENTìCIO ESCOáVEL, E, PRODUTO ALIMENTìCIO ESCOáVEL. Um aparelho, sistema e método de irradiar produtos alimentícios escoáveis. A presente invenção utiliza uma parede transmissiva tendo uma superficie convexa. Uma fonte de radiação é posicionada em um lado da parede transmissiva, que é oposta à superficie convexa, a fim de que, quando a fonte de radiação estiver emitindo energia de radiação, a energia de radiação passe através da parede transmissiva, desse modo irradiando produto alimentício escoável, que está fluindo em contato com a superficie convexa.

Description

"APARELHO E MÉTODO PARA PROCESSAR POR RADIAÇÃO DEPRODUTOS ALIMENTÍCIOS ESCOÁVEIS, MÉTODO PARA IRRADIARUM PRODUTO ALIMENTÍCIO ESCOÁVEL, E, PRODUTOALIMENTÍCIO ESCOÁVEL"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se genericamente ao campo deirradiação de produtos alimentícios e, especificamente, ao campo deirradiação de produtos alimentícios escoáveis, para reduzir os níveis decontaminantes ou patógenos biológicos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Muitos produtos alimentícios que são preparados paraconsumo humano e/ou animal contêm contaminantes ou patógenos biológicosindesejados e potencialmente perigosos, tais como, por exemplo,microorganismos, vírus, bactérias (incluindo bactérias inter e intracelulares,tais como micoplasmas, ureaplasmas, nanobactérias, clamídia, riquetisias),leveduras, mofos, fungos, priônios ou agentes similares. Conseqüentemente, éda máxima importância que estes contaminantes biológicos ou patógenossejam inativados antes de o produto alimentício ser usado. Isto éespecialmente crítico quando o material é para ser administrado em um bebêou a um paciente que tem uma doença de deficiência imune ou um estado deimunidade enfraquecido.

Duas tecnologias que são atualmente empregadas para reduziros níveis de contaminantes biológicos ou patógenos em produtos alimentíciosem pó são: (1) exposição dos produtos alimentícios a agentes químicos emforma gasosa; e (2) irradiação dos produtos alimentícios. Verificou-se quetratar produtos alimentícios com agentes gasosos pode adversamente impactara qualidade final do produto alimentício e, em alguns exemplos, pode mesmocontaminar o produto alimentício. Como resultado, a indústria focalizou-seagora no processo de irradiar produtos alimentícios para reduzir os níveis decontaminantes biológicos e patógenos.

A tecnologia de irradiação para esterilização de alimentos temsido cientificamente entendida por muitos anos, remontando aos anos 40.Uma crescente preocupação de segurança de alimento e eficaz esterilizaçãomédica resultou recentemente em ampliada aprovação reguladoragovernamental da tecnologia de irradiação para processamento de alimentos.Em razão de a irradiação ter provado ser um meio eficaz de reduzir apopulação de contaminantes biológicos e/ou patógenos nocivos, as agênciasreguladoras do Governo dos Estados Unidos aprovaram o uso deprocessamento de irradiação de vários alimentos.

As três fontes aprovadas de radiação por ionização, paraprocessamento de alimentos por irradiação, são: (1) raios gama (tipicamenteformados por radioisótopos de cobalto ou césio); (2) raios-x; e (3) feixes deelétrons acelerados (isto é, feixes-e). Com respeito aos raios-x e aos feixes-e,o Governo U.S. tornou obrigatórias máximas energias permissíveis parairradiação de alimentos. Mantendo a energia nos ou abaixo dos níveis deenergia máximos permitidos, irradiação eficaz do produto alimentício podeser conseguida, sem fazer com que os materiais circundantes tornem-seradioativos e sem destruir as características/propriedades dos produtosalimentícios. As máximas energias permissíveis atualmente estabelecidas pararaios-x e feixes-e são 5 milhões de elétron-volts (MeV) e 10 MeVrespectivamente.

Embora o uso de radiação de fonte gama para fins deirradiação de alimentos seja simples e eficaz, é também dispendioso e demanuseio, transporte, armazenagem e uso perigosos. Em comparação, oprocessamento de irradiação de feixe-e e raios-x requer relativamente poucosequipamentos e proteção, podendo ser trazidos em estreita proximidade daslinhas de manufatura e podendo ser ligados e desligados como necessário. Porestas razões, a irradiação de feixe-e e de raios-x tornaram-se as tecnologiaspreferidas para irradiação de produtos alimentícios.

A radiação ionizante, fornecida pelos feixes-e, é na forma deelétrons. No caso dos raios-x, a radiação ionizante é tipicamente provida porfótons. Em razão de os fótons não terem massa, os fótons produzidos porfontes de raio-x são capazes de penetrar fundo nos materiais. Entretanto, emrazão de os elétrons terem uma pequena massa, os elétrons providos durante oprocessamento de feixe-e têm uma profundidade de penetração mais limitada.

Os existentes sistemas de irradiação por feixe-e e raios-xempregam aceleradores de elétrons para emitir elétrons de alta velocidadediretamente para irradiação ou para fazer com que elétrons de elevadavelocidade colidam com uma placa de conversão metálica, o que resulta naemissão de raios-x. Numerosas técnicas de aceleração de elétrons foramdesenvolvidas durante as diversas décadas passadas, incluindo aceleraçãoeletrostática, aceleradores cilíndricos bombeados por vácuo e aceleradoreslineares.

Durante a década passada, substanciais esforços foramenvidados para desenvolver sistemas e métodos que possam com segurança eeficazmente irradiar produtos alimentícios em um cenário industrial.Entretanto, em um cenário industrial numerosos objetivos competidoresexistem, tais como: (1) maximizar a produção do produto alimentício; (2)garantir níveis eficazes e seguros de irradiação do produto alimentício; (3)minimizar custos associados com o processo de irradiação; e (4) proteger opessoal de exposição à radiação.

A fim de proteger o pessoal da exposição à radiação, airradiação de alimentos com freqüência ocorrer em uma área selada, queefetivamente contém a radiação. Os sistemas existentes atingem este objetivoincorporando meios automatizados para suprir o alimento à fonte de radiação,desse modo eliminando a intervenção humana direta e os tempos deparalisação e de partida associados. Assim, aplicação de larga escala deirradiação de alimentos requer um aparelho e método para suprir grandesquantidades de alimento ao meio de radiação, sem intervenção humana diretae em uma base contínua.

Numerosos sistemas de irradiação foram desenvolvidos paraprocessamento de produtos alimentícios por irradiação industrial. Exemplosde tais sistemas são descritos na Patente U.S. No. 6.653.641 (Lyons et al);Patente U.S. No. 6.096.379 (Eckhoff); Patente U.S. No. 5.008.550 (Barret); ePublicação de Pedido de Patente No. 2002/0162971 (Koeneck et al.).Entretanto, os existentes sistemas de irradiação de alimentos ressentem-se denumerosas desvantagens, especialmente quando usados para processarprodutos alimentícios escoáveis.

Os sistemas de processamento de irradiação tipo esteiratransportadora são incapazes de processar certos produtos escoáveis, taiscomo líquidos ou gases, ou são ineficientes na exposição do produtoalimentício escoável a suficientes e/ou consistentes doses de radiação, devidoà mudança do produto alimentício escoável na esteira transportadora. Quandoprodutos alimentícios escoáveis, tais como materiais pulverulentos egranulares, são colocados em sistemas tipo esteira transportadora paraprocessamento por irradiação, mudanças da velocidade e/ou direção da esteiratransportadora tendem a deslocar o produto alimentício escoável, resultandono produto alimentício tendo uma profundidade inconsistente durante aexposição à radiação. Variações de profundidade do produto alimentícioescoável afetam a dose real de radiação que uma quantidade de produtoalimentício escoável recebe, especialmente durante o processamento de feixe-e, em que a profundidade de penetração é limitada. Por exemplo,aumentando-se a profundidade do produto alimentício escoável resulta naradiação sendo incapaz de penetrar no produto alimentício escoável esuficientemente irradiar o produto alimentício escoável adjacente à esteiratransportadora. Como resultado, o mesmo produto alimentício pode ter queser submetido a energia de irradiação numerosas vezes. Isto afetanegativamente a produção do produto.

Os existentes sistemas de processamento de radiaçãocompensam as inconsistências da dose real de radiação que o produtoalimentício escoável recebe, pela aplicação da energia de radiação emaumentados níveis de energia ou dosagem, para assegurar que todo o produtoalimentício escoável realmente receba uma suficiente dose de radiação.Tipicamente, estes aumentados níveis de energia ou dose são na magnitude de2-5 vezes maior do que um nível de energia ou dose alvo, que teoricamentesupriria a dose suficiente de energia de radiação ao produto escoável. Emoutras palavras, a energia de radiação é aplicada em uma potência ou dosealvo teoricamente suficiente, multiplicada por um fator de segurança de 2 - 5.Maiores níveis de potência e dose resultam em aumentado consumo deenergia, aumentados custos de processamento e, em alguns exemplos,indesejável aquecimento do produto alimentício escoável.

Uma outra desvantagem dos sistemas de processamento deradiação existentes é que eles tipicamente utilizam câmaras de irradiaçãoconformadas lineares. Fontes típicas de radiação, entretanto, produzemenergia de radiação em padrões radiantes. Assim, quando o produtoalimentício passa através destas câmaras de irradiação lineares, a energia deradiação colide com o produto alimentício em um ângulo perpendicular porsomente um curto período. Isto resulta em uma transferência de energia deradiação menor do que ótima para o produto alimentício, resultando em umaaumentada quantidade de energia sendo usada para efetuar exposição a umasuficiente dose de radiação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É portanto um objetivo da presente invenção fornecer umaparelho, sistema e método para irradiar produtos alimentícios escoáveis.

Outro objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho,sistema e método para irradiar produtos alimentícios escoáveis em umamaneira mais eficiente e/ou de custo eficaz.

Contudo, outro objetivo da presente invenção é fornecer umaparelho, sistema e método para irradiar produtos alimentícios escoáveis, queaumentam a produção.

Um outro objetivo da presente invenção é fornecer umaparelho, sistema e método para irradiar produtos alimentícios escoáveis queconfiavelmente expõem o produto alimentício escoável a pelo menos umadesejada dose de radiação.

Um ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer umaparelho, sistema e método para irradiar produtos alimentícios escoáveis quereduzem o consumo de energia enquanto mantendo a produção.

Ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer umaparelho, sistema e método para irradiar produtos alimentícios escoáveis querequerem um reduzido fator de segurança, que ainda assegure que umadesejada dose de radiação seja suprida a um produto alimentício escoável.

A presente invenção inclui aparelho e métodos que podematender a estes e outros objetivos. A presente invenção, em um aspecto,fornece um aparelho para processamento de radiação de produtos alimentíciosescoáveis, compreendendo: Uma fonte de radiação; uma primeira paredetendo uma superfície convexa, a primeira parede sendo transmissiva a energiade radiação produzida pela fonte de radiação; uma segunda parede tendo umasuperfície que se opõe à superfície convexa da primeira parede, a fim deformar uma cavidade de fluxo de produto entre elas; uma entrada formandouma passagem para dentro da cavidade de fluxo de produto; uma saídaformando uma passagem para fora da cavidade de fluxo de produto; e em quea primeira parede é posicionada entre a fonte de radiação e a cavidade defluxo de produto, de modo que, quando a fonte de radiação emite energia deradiação, a energia de radiação passa através da primeira parede e para dentroda cavidade de fluxo de produto. Em algumas formas de realização, prefere-seque a superfície da segunda parede, que se opõe à superfície convexa daparede, seja uma superfície côncava.

Em outro aspecto, a invenção fornece um sistema deprocessamento de produto alimentício escoável, compreendendo o aparelhodescrito acima e um ou mais produtos alimentícios escoáveis.

Em ainda outro aspecto, a invenção fornece métodos deirradiar produtos alimentícios escoáveis, compreendendo: fornecer umaparelho compreendendo uma fonte de radiação, uma primeira parede tendouma superfície convexa e uma segunda parede tendo uma superfície em que asuperfície da segunda parede opõe-se à superfície convexa da primeiraparede, a fim de formar uma cavidade de fluxo de produto entre elas, em quea primeira parede é transmissiva da energia de radiação emitida pela fonte deradiação e em que a primeira parede é posicionada entre a fonte de radiação ea cavidade de fluxo de produto; introduzir um produto alimentício escoáveldentro da cavidade de fluxo de produto, via uma entrada para a cavidade defluxo de produto; escoar o produto alimentício escoável através da cavidadede fluxo de produto; e expor o produto escoável à energia de radiação emitidapela fonte de radiação, a energia de radiação sendo emitida pela fonte deradiação, passando através da primeira parede para dentro da cavidade defluxo de produto e contatando o produto alimentício escoável movendo-seatravés da cavidade de fluxo de produto.

Em um outro aspecto, a invenção fornece métodos de irradiarprodutos alimentícios escoáveis, compreendendo: fornecer um aparelhocompreendendo uma fonte de radiação, uma primeira parede tendo umasuperfície convexa, em que a primeira parede é transmissiva da energia deradiação emitida pela fonte de radiação e em que a fonte de radiação éposicionada em um lado da primeira parede que é oposto à superfícieconvexa; escoar um produto alimentício escoável sobre a superfície convexada primeira parede; e expor o produto escoável à energia de radiação emitidapela fonte de radiação, a energia de radiação sendo emitida pela fonte deradiação, passando através da primeira parede e contatando o produtoalimentício escoável.

Em ainda um outro aspecto, a invenção fornece métodos deirradiar produtos alimentícios escoáveis, para reduzir os níveis de um ou maiscontaminantes biológicos ou patógenos, os métodos compreendendo: (a)escoar um produto alimentício escoável, tendo um ou mais contaminantesbiológicos ou patógenos através de uma cavidade de fluxo de produto em umapredeterminada vazão; (b) produzir energia de radiação em umapredeterminada potência e um predeterminado nível de energia; (c) expor oproduto alimentício escoável a uma dose real (DA) da energia de radiaçãoproduzida quando o produto alimentício escoável flui através da cavidade defluxo de produto, em que a DA está na ou acima de uma dose desejada, que ésuficiente para eficazmente reduzir os níveis do um ou mais contaminantesbiológicos ou patógenos; em que a potência predeterminada é escolhida demodo que uma dose teórica (DT) da energia de radiação será transmitida parao produto alimentício escoável, quando escoando através da cavidade de fluxode produto na predeterminada vazão, em que a DT é igual à DA vezes um fatorde segurança (SF); e em que o SF é menor do que aproximadamente 3,0.Preferivelmente, o SF é menor do que 1,8 e muitíssimo preferivelmentemenor do que 1,2.

Em ainda outro aspecto, a invenção fornece produtosalimentícios escoáveis tratados por qualquer um dos métodos acima descritos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é um esquemático de um sistema de irradiação dealimentos de acordo com uma fonte de radiação da presente invenção.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva traseira de umaprimeira forma de realização de uma câmara de irradiação de acordo com apresente invenção.

A Figura 3 é uma vista em perspectiva frontal da câmara deirradiação da Fig. 2.

A Figura 4 é uma vista em seção transversal da câmara deirradiação da Fig. 2, ao longo da linha de seção IV-IV.

A Figura 5 é uma vista em perspectiva traseira de uma segundaforma de realização de uma câmara de irradiação de acordo com a presenteinvenção.

A Figura 6 é uma vista em perspectiva traseira da partetransmissiva semi-esférica removida da câmara de irradiação da Fig. 5, deacordo com uma forma de realização da presente invenção.

A Figura 7 é uma vista em seção transversal da câmara deirradiação da Fig. 5, ao longo da linha de seção VII-VII.

A Figura 8 é uma vista em seção transversal de uma terceiraforma de realização de uma câmara de irradiação de acordo com a presenteinvenção.

A Figura 9 é um fluxograma representando um método deirradiar fórmula de bebê de pó, de acordo com uma forma de realização dapresente invenção.

A Figura 10 é um esquemático ilustrando um suporte deamostra e localização das amostras de mapa de dose usadas em umexperimento para determinar o efeito da radiação de feixe-e em E. sakazaküem leite desnatado em pós, de acordo com uma forma de realização dapresente invenção.

A Figura 11 é um gráfico de dose absorvida/real vs.absorvência específica em diferentes comprimentos de onda de luz.

A Figura 12 representa uma placa padrão usada para contar onúmero de unidades formadoras de colônia durante o experimento.

A Figura 13 é um gráfico de dados experimentais comparandoo nível de dose real vs. E. sakazakii.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

SISTEMA DE IRRADIAÇÃO

Com referência à Fig. 1, um sistema de irradiação 100 de acordo com uma forma de realização da presente invenção é ilustrado. Osistema de irradiação 100 é especificamente projetado para irradiar produtosalimentícios escoáveis eficaz e eficientemente para processamento demassa/industrial. Como aqui usado, a expressão produto alimentício escoávelsignifica qualquer produto alimentício que, quando processado, pode ser escoado, especificamente incluindo mas não limitado a líquidos, gases, pastas,pós, materiais granulares (que incluem pequenos itens processados em massa,tais como pílulas), géis, materiais altamente maleáveis etc. O termoalimentício inclui materiais que são consumidos oral ou intravenosamente. Ainvenção, entretanto, não é limitada ao uso com produtos alimentícios escoáveis. O sistema de irradiação 100 compreende uma fonte de produtoalimentício escoável 10, uma câmara de irradiação 20, uma forma derealização 30, uma válvula de controle 40, uma bomba a vácuo 50, umembalador 60, uma unidade de processamento central (CPU) 70 e um sensorde radiação 80, e uma interface de usuário 90.

A fonte de produto alimentício escoável 10 pode ser umatremonha, um tanque, um silo, uma caixa, um reservatório, uma esteiratransportadora ou qualquer outro dispositivo que possa ser usado para reter,armazenar e/ou transportar um produto alimentício escoável. A fonte deproduto alimentício escoável 10 é fluidicamente conectada com uma entradada câmara de irradiação 20 via a linha de suprimento 15. Uma saída dacâmara de irradiação 20 é fluidicamente conectada ao empacotador 60 viauma linha de saída 25. Assim, um trajeto de fluxo de produto é formado dafonte 10 até o embalador 60, para facilitar o processamento de irradiação deprodutos alimentícios escoáveis. O trajeto de fluxo do produto estende-se dafonte de produto alimentício escoável 10, através da câmara de irradiação 20 eaté o embalador 60. A válvula de controle 40 e a bomba de vácuo 50 sãooperavelmente conectadas à linha de saída 25 em série. Como debatido maisdetalhadamente abaixo, a bomba a vácuo 50, quando em um estado ativo,facilita o fluxo de um produto alimentício escoável ao longo do trajeto defluxo do produto, pela criação de um diferencial de vácuo. A velocidade davazão do produto alimentício escoável ao longo do trajeto de fluxo do produtoé controlada pela válvula de controle 40, que é preferivelmente uma válvulaajustável.

A linha de suprimento 15 e a linha de saída 25 podem sertubos, dutos ou similares. A linha de suprimento 15 e a linha de saída 25podem ser construídas de qualquer material adequado, incluídos metais, ligas,plásticos, polímeros, aprovados pelas agências reguladoras como FDA,USD A etc, ou qualquer outro material que seja seguro para uso paraexposição prolongada a feixes-e e ao transporte do produto alimentícioescoável, que é para ser transportado ali. Preferivelmente, as superfíciesinternas da linha de suprimento 15 e da linha de saída 25 e da câmara deirradiação 20 são lisas, a fim de não impedir significativamente o fluxo doproduto alimentício escoável através delas.

A linha de suprimento 15 e a linha de saída 25 podem serfluidicamente conectadas aos vários componentes do sistema de irradiação100 em uma variedade de maneiras, incluindo soldagem, adesão,rosqueamento, conexões rosqueadas combinadas com fita de selamento,conexões com grampo e conexões de anel-0 comprimido. O nível deintegridade (isto é, a natureza hermética) da conexão fluida é ditado pelo tipode produto alimentício escoável destinado a ser escoado através do sistema deirradiação 100. Por exemplo, se o produto alimentício escoável a serprocessado for um líquido ou gás, todas as conexões fluidas terão que serhermeticamente íntegras. Entretanto, se o produto alimentício escoável a serprocessado for um produto alimentício granular, as conexões fluidas não têmque ser herméticas por natureza. Contudo, quando uma bomba a vácuo, talcomo a bomba a vácuo 50, for usada para criar o fluxo do produto alimentícioescoável ao longo do trajeto de fluxo de produto, todas as conexões fluidasdevem ser suficientemente hermeticamente íntegras, a fim de suportar ovácuo operacional da bomba a vácuo.

A fonte de radiação 30 é posicionada fora da câmara deirradiação 20, porém dentro do recinto 110. O tipo de energia de radiaçãoemitida pela fonte de radiação dependerá do tipo de fonte de radiação implementada. A fonte de radiação pode ser qualquer tipo de fonte deradiação que seja aprovada para irradiar produtos alimentícios, incluindo umafonte de radiação gama, uma fonte de raios-x ou uma fonte de feixe-e. Oexato tipo de energia de radiação usada pelo sistema de irradiação 100dependerá do tipo do produto alimentício escoável sendo processado, dosregulamentos governamentais, especificações de projeto, padrões da indústria,posicionamento da câmara de irradiação 20 em relação às áreas de trabalho dopessoal e outros equipamentos de processamento de alimentos, preferênciasdo usuário e da finalidade para irradiação do produto alimentício escoável.

No caso de feixes-e, a radiação pode ser transportada para a câmara de irradiação 20 através de vácuo através de qualquer distância,empregando-se guias de campo magnético. A radiação será então distribuídaatravés do produto alimentício oscilando-se os feixes-e, usando-se umdispositivo eletromagnético. O dispositivo eletromagnético é adaptado paraoscilar a fonte de feixes-e. O dispositivo de oscilação de feixe de fonte 30 éposicionado em uma distância da primeira parede 21 da câmara de irradiação20, preferivelmente na faixa de 1 metro a 5 metros. A fonte de oscilação deradiação 30 distribui energia de radiação (indicada pelas setas tracejadas 31)em um padrão radiante.

As fontes de radiação gama incluem, sem limitação,radioisótopos de cobalto ou césio. As fontes de feixes-e incluem tungstenioaquecido ou platina ou outros metais pesados com elevado ponto de fusão. Osraios-X são produzidos quando os feixes-e batem em metais pesados.Independente do tipo de fonte de radiação incorporada, gama, feixe-e, raio-xou outra, a forma de realização 30 pode ser configurada para emitir a energiade radiação em um padrão radiante esférico, semi-esférico, cilíndrico ou semi-cilíndrico. O padrão radiante desejado será ditado pelo projeto da câmara de irradiação 20. Isto será debatido mais detalhadamente abaixo com respeito às Figs. 2-8.

A câmara de irradiação 20 compreende uma primeira parede21 e uma segunda parede 22. A primeira parede 21 e a segunda parede 22forma uma cavidade de fluxo de produto 29 entre elas. A cavidade de fluxo deproduto 29 forma uma parte do trajeto de fluxo do produto da fonte deproduto alimentício escoável 10 até o embalador 60. Pelo menos uma parte da primeira parede 21 é transmissiva a pelo menos uma fração da energia deradiação 31, emitida pela fonte de radiação 30. Preferivelmente, a partetransmissiva da primeira parede 21 transmite a energia de radiação 31 atravésdela, sem uma substancial perda de energia (isto é, a parte transmissiva daprimeira parede 21 é substancialmente transparente à energia de radiação 31).

O material de construção, a espessura e o tipo da energia deradiação 31 sendo emitida pela fonte de radiação 30 são todos fatores quepodem afetar a natureza transmissiva da primeira parede 21. Materiaisadequados para construir a parte transmissiva da primeira parede 21 incluem,sem limitação, quartzo, vidro, plásticos, polímeros, metais finos ou ligas. Aespessura preferida da parte transmissiva da primeira parede 21 será ditadapelo material de construção e o tipo de energia de radiação 31 a sertransmitida. Embora a espessura da parte transmissiva da primeira parede 21seja determinada em uma base de caso a caso, a parte transmissiva daprimeira parede 21 deve ser suficientemente rígida para reter seu formato sobos vácuos experimentados durante o processamento e a carga exercida peloproduto alimentício escoável.

A segunda parede 22 pode ser construída de modo que seja ounão transmissiva à energia de radiação 31. Preferivelmente, a segunda paredenão é significativamente transmissiva à energia de radiação 31. Como com aprimeira parede 21, o material de construção da segunda parede 22, aespessura da segunda parede 22 e o tipo de energia de radiação 31 sendoemitida pela forma de realização 30 são todos fatores que podem afetar, querou não a segunda parede 22 seja transmissiva à energia de radiação 31.

Materiais adequados para construir a segunda parede 32 incluem, semlimitação, concreto, quartzo, vidro, plástico, papelões, papel, polímeros,metais finos ou ligas.

Em algumas formas de realização, uma terceira parede (nãoilustrada) pode ser adicionada ao lado oposto da segunda parede 22. A terceira parede pode ser construída de modo que seja ou não transmissiva àenergia de radiação 31. Preferivelmente, a terceira parede não ésignificativamente transmissiva à energia de radiação 31. Como com aprimeira parede 21, o material de construção da terceira parede, a espessurada terceira parede e o tipo de energia de radiação 31 sendo emitida pela fontede radiação 30 são todos fatores que podem afetar, quer ou não a terceiraparede seja transmissiva à energia de radiação 31. Materiais adequados paraconstruir a terceira parede 32, incluem, sem limitação, concreto, chumbo, açooutro metal pesado. A terceira parede forma uma cavidade adicional com asegunda parede 22. Esta cavidade adicional pode ser usada/adaptada paratransportar líquidos de troca de calor como água. Os líquidos de troca de calortêm a finalidade de extinguir o calor gerado pela energia residual, que poderiaescapar das primeira e segunda paredes 21, 22.

A fonte de radiação 30 é alinhada com a primeira parede 21,de modo que a energia de radiação 31, emitida pela forma de realização 30,passa através da parte transmissiva da primeira parede 21 e para dentro dacavidade de fluxo de produto 29 da câmara de irradiação 20. Assim, quando afonte de radiação 30 emite energia de radiação 31 e o produto alimentícioescoável está passando através da cavidade de fluxo de produto 29, o produtoalimentício escoável é exposto à energia de radiação 31. A dose de energia deradiação 31 a que o produto alimentício escoável é exposto pode serprecisamente controlada ajustando-se a vazão do produto alimentício escoávelatravés da cavidade de fluxo de produto 29, a profundidade da cavidade defluxo de produto 23 e/ou a potência da energia de radiação 31. Ajustando-se a válvula de controle 40 e/ou a bomba a vácuo 50, pode-se controlar a vazão doproduto alimentício escoável.

A CPU 70 é operável e eletricamente conectada à bomba avácuo 50, à válvula de controle 40, à fonte de radiação 30, ao sensor deradiação 80 e à interface do usuário 90 para comunicação com eles. A CPU70 é um microprocessador adequado, controlador lógico programável,baseado em microprocessador, computador pessoal ou similar para controledo processo e, preferivelmente, inclui várias portas de entrada/saída usadaspara prover conexões aos vários componentes 30, 40, 50, 80, 90 do sistema deirradiação 100, que podem necessitar ser controlados e/ou serem contatados.

A CPU 70 também preferivelmente compreende memóriasuficiente para armazenar receitas, parâmetros e outros dados do processo,tais como dosagem de radiação alvo, taxas de fluxo, tempos deprocessamento, condições de processamento, níveis de potência operacionaise similares. A CPU 70 pode comunicar-se com qualquer um e todos os várioscomponentes do sistema de irradiação 100, a que é operavelmente conectado,a fim de automaticamente ajustar as condições do processo, tais como taxasde fluxo, níveis de energia de radiação, níveis de potência de radiação,ativação da bomba a vácuo etc, para obter as desejadas condições. A CPU 70é programada para receber sinais de dados do sensor de radiação 80, analisaros sinais de dados e fazer os apropriados ajustamentos para obter a dose deradiação desejada para o produto alimentício escoável sendo processado. Otipo de controlador usado depende das exatas necessidades do sistema em queé incorporado.

Durante operação típica do sistema de irradiação 100, umoperador introduz um sinal de ativação de sistema via interface do usuário 90,que pode ser um teclado, mouse, tela de vídeo ativada por toque etc. Emboranão ilustrado, um módulo de vídeo pode ser fornecido que é operavelmenteacoplado à CPU 70, de modo que o operador pode visualizar as escolhas sendo feitas. O sinal de ativação do sistema pode compreender tanto ativaçãocomo instruções e parâmetros de processamento. Uma vez criado pelainterface do usuário 90, o sinal de ativação do sistema é transmitido para aCPU 70 para análise e processamento. Ao receber o sinal de ativação dosistema, a CPU recupera os parâmetros do processo armazenados, quecorrespondem a instruções embutidas no sinal de ativação do sistema,oriundas da memória.

Uma vez os parâmetros do processo sejam recuperados damemória, a CPU 70 cria e transmite apropriados sinais de ativação/controlepara a bomba a vácuo 50, para a fonte de radiação 30 e para a válvula decontrole 40, que correspondem aos parâmetros do processo armazenados paracada dispositivo. No recebimento de um sinal de ativação pela CPU 70, afonte de radiação 30 emite energia de radiação 31 em um predeterminadonível de energia e predeterminado nível de potência. Quando a fonte deradiação é uma fonte de feixes-e ou raios-x, esta requererá ativação da fontede radiação 30, pelo suprimento de energia a ela. Quando a fonte de radiação30 é uma fonte de radiação gama, esta pode ocorrer por uma parede deproteção sendo baixada ou de outro modo movida para uma posição nãoobstrutora.

No recebimento do sinal de ativação da CPU 70, a bomba avácuo 50 é ativada. Uma vez ativada, a bomba a vácuo 50 força o produtoalimentício escoável a escoar da fonte 10, através da cavidade de fluxo deproduto 29, onde ele é exposto à energia de radiação 31, e para dentro doembalador 60. Simultaneamente com isso, a CPU 70 também ajusta a válvulade controle 40, como necessário, para manter uma predeterminada vazão doproduto alimentício escoável, via apropriados sinais elétricos.

Durante a operação, o sensor de radiação 80, que em algumasformas de realização pode ser um sensor de potência de radiação,continuamente mede a potência da energia de radiação 31 alcançando-o. O sensor de radiação 80 cria um sinal indicativo da potência de radiação medidae transmite o sinal para a CPU 70 para análise e processamento. O sensor deradiação 80 pode ser embutido na, preso à ou posicionado na ou próximo dasuperfície interna da segunda parede 22.

Sabendo-se a vazão (volumétrica ou de massa) do produto alimentício escoável através da cavidade de fluxo de produto 23, a densidadedo produto alimentício escoável, o volume da cavidade de fluxo de produto23 e a potência da energia de radiação 31 a que o produto alimentícioescoável é exposto (que é suprida pelo sensor de radiação 80), a CPU podeaproximar-se da dose real de energia de radiação 31 a que o produto alimentício escoável está sendo exposto. A CPU 70 pode então comparar adose real aproximada a uma dose desejada. Se a dose real aproximada não forigual à ou maior do que a dose desejada, a CPU 70 pode fazer os necessáriosajustamentos na bomba a vácuo 50, válvula de controle 40 e/ou na fonte deradiação 30, até o dose real aproximada ser igual a ou maior do que a dose desejada.

O embalador 60 pode ser qualquer dispositivo ou máquina queembale o produto alimentício escoável sendo irradiado pelo sistema 100. Aoprover o embalador 60 diretamente na cadeia de equipamento deprocessamento, o produto alimentício escoável pode ser embalado e/ou seladoantes ser re-infectado ou re-contaminado. O tipo de embalador 60 usado seráditado pelo tipo de produto alimentício escoável sendo irradiado, porém podeincluir, por exemplo, carregadores de frasco ou de cartolina, sistemas deesteira transportadora para facilitar a embalagem, máquinas de embrulhar emáquinas de embalar bolsas de moldar e encher.

A câmara de irradiação 20, a fonte de radiação 30, a válvula decontrole 40 e a bomba a vácuo 50 podem ser localizadas dentro de um recinto110. O projeto do recinto 110, incluindo a espessura e materiais de que orecinto 110 é construído, é ditado por numerosos fatores, incluindo mas nãolimitado ao tipo de fonte de radiação 30 incorporada dentro do sistema deirradiação 100, restrições de espaço dentro de uma instalação deprocessamento de alimentos e desejada capacidade de produção. Por exemplo,se a fonte de radiação 30 emitir radiação gama, a proteção do meio-ambientecircundante da radiação gama seria uma preocupação principal. Nesteexemplo, o recinto 110 será construído de materiais adequados, tendo umaespessura que protegeria o meio-ambiente da radiação gama sendo emitidapela fonte de radiação 30. Materiais típicos usados para alojar fontes deradiação gama incluem chumbo, aço, concreto e suas combinações.Entretanto, se a fonte de radiação 30 emitir tipos de radiação menospenetrantes, tais como raios-x ou feixe-e, o alojamento 110 não tem quefornecer um efeito de proteção maciça, devido à incapacidade dos raios-x efeixes-e de penetrarem em materiais densos significativamente. Contudo, emalgumas formas de realização, pode ainda ter que ser fornecido.

Embora o sistema de irradiação 100 seja ilustrado como tendoa câmara de irradiação 20, a fonte de radiação 30 a válvula de controle 40 e abomba a vácuo 50 localizadas dentro do recinto 110, é possível que qualquernúmero destes ou todos estes elementos sejam localizados fora do recinto 110.

CÂMARA DE IRRADIAÇÃO

Nas Figs. 2-8, três formas de realização de uma câmara deirradiação adequada para uso no sistema de irradiação 100 da Fig. 1 sãodescritas. Deve ser citado que, embora três formas de realização das câmarasde irradiação sejam descritas em detalhe abaixo, várias outras formas derealização, alterações e modificações das câmaras de irradiação ilustradas tornar-se-ão evidentes para aqueles hábeis na técnica.

Nas Figs. 2-4, uma câmara de irradiação 20A, de acordo comuma primeira forma de realização da presente invenção, é ilustrada. Comreferência especificamente às Figs. 2 e 3, a câmara de irradiação 20Acompreende uma primeira parede 2IA, uma segunda parede 22A e paredeslaterais 23A, 24A. A câmara de irradiação 20A compreende uma parte deduto de entrada 25A, uma parte de duto de irradiação 26A e uma parte de dutode saída 27A.

A primeira parede 21A compreende uma parte transmissiva28A. A parte transmissiva 28A é de formato semi-cilíndrico e especificamente um semi-cilindro. Como usado aqui, o termo semi-cilíndriconão é limitado a um semi-cilindro, porém inclui qualquer fração angular deum cilindro. A parte transmissiva 28A é orientada em torno de um eixogeométrico central A-A. Quando a câmara de irradiação 20A é incorporadadentro de um sistema de irradiação, tal como o sistema 100 da Fig. 1, paraproduto alimentício escoável, a fonte de radiação é genericamenteposicionada ao longo ou próximo do eixo geométrico central A-A. Destamaneira, a energia de radiação emitida pela fonte de radiação será emitida empadrão radiante cilíndrico e passará através da parte transmissiva 28A daprimeira parede 2IA. Por exemplo, se a fonte de radiação for uma fonte de feixes-e, um dispositivo direcional de varredura apropriadamente configuradoé orientado de modo que sua parte emissora de feixe-e fique substancialmenteao longo do eixo geométrico central A-A.

Voltando agora para a Fig. 4, uma vista em seção transversallateral de câmara de irradiação 20A, ao longo da linha de seção IV-IV, éilustrada. Nesta perspectiva, o eixo geométrico central A-A é visível comoponto A somente. A primeira parede 2IA, a segunda parede 22A e as paredeslaterais 23A, 24A formam uma cavidade de fluxo de produto 29A entre elas,no topo da câmara de irradiação 20A. Uma saída 3 IA, que forma uma passagem para fora da cavidade de fluxo de produto 29A, é provida na baseda câmara de irradiação 20A. Quando a câmara de irradiação 20A éincorporada dentro de um sistema de irradiação, a cavidade de fluxo deproduto 29A forma uma parte do trajeto de fluxo do produto, como descritoem detalhes com respeito à Fig. 1 acima. O produto alimentício escoável podeser escoado para dentro da cavidade de fluxo de produto 29A via a entrada30A e para fora da cavidade de fluxo de produto 29A, via a saída 3 IA, comoindicado pelas setas em negrito.

Como debatido acima, a parte transmissiva 28A da primeiraparede 21A é transmissiva para a energia de radiação produzida pela fonte deradiação. A parte transmissiva 28A da primeira parede 21A pode ser presa emposição via adesão, parafuso com porca, aparafusamento, soldagem ousimilar. Embora a parte transmissiva 28A seja ilustrada como sendoconstruída de um diferente material e como um componente separável daspartes remanescentes da primeira parede 2IA, a inteira primeira parede 21Apode ser construída do mesmo material transmissivo que o da parte 28A e/oupode ser formada como uma peça unitária integral. Adicionalmente, sedesejado, a câmara de irradiação 20A pode ser construída sem as partes deduto de entrada e saída 25A, 27A.

A parte transmissiva 28A da primeira parede 21A compreende uma superfície interna convexa 32A e uma superfície externa 33A. Embora asuperfície externa 33A seja côncava na ilustração, a superfície externa 33Apode tomar qualquer forma. A superfície interna convexa 32A pode serformada por uma pluralidade de segmentos planares formando um formato dearco geral ou pode ser uma única superfície arqueada lisa. A superfície internaconvexa 32A pode ter uma curvatura constante ou uma curvatura variável.Preferivelmente, todos os pontos da superfície interna convexa 32A daprimeira parede 21A são substancialmente eqüidistantes do eixo geométricocentral A-A em uma direção radiante normal.

Similar à parte transmissiva 28A da primeira parede 2IA, aparte da segunda parede 22A, que se opõe à parte transmissiva 28A daprimeira parede 21A é geralmente de formato semi-cilíndrico. Esta parte dasegunda parede 22A tem uma superfície interna côncava 34A e umasuperfície externa 35A. Embora a superfície externa 35A desta parte sejaconvexa na ilustração, a superfície externa 35A pode tomar qualquer formato.A superfície interna côncava 34A da segunda parede 22A pode ser formadapor uma pluralidade de segmentos planares formando um formato de arcogeral ou por uma superfície arqueada lisa. A superfície interna côncava 34Apode ter uma curvatura constante ou uma curvatura variável.

A superfície interna convexa 32A da parte transmissiva 28Ada primeira parede 21A opõe-se à superfície interna côncava 34A da segundaparede 22A, a fim de formar a cavidade de fluxo de produto 29A entre elas.Em formas de realização da câmara de irradiação 20A que não contém aspartes de duto de entrada e saída 25A, 27A, a totalidade da cavidade de fluxo de produto 29A será formada entre a superfície interna convexa 3 IA daprimeira parede 21A e a superfície interna côncava 34A da segunda parede22A.

A superfície interna côncava 34A da segunda parede 22A égeralmente concêntrica à superfície interna convexa 32A da parte transmissiva 28A da primeira parede 2IA. Como resultado, a cavidade defluxo de produto 29A tem uma profundidade constante D. A profundidade Dda cavidade de fluxo de produto 29A é definida como a distânciaperpendicular da superfície interna substancialmente convexa 32A àsuperfície interna côncava 34A da segunda parede 22A. Em uma forma derealização, onde os feixes-e são usados para irradiar o produto alimentícioescoável, a profundidade D da cavidade de fluxo de produto 29A épreferivelmente de aproximadamente 1 pé (0,3048 metro) ou menos emuitíssimo preferivelmente de aproximadamente 3 polegadas (0,0762 metro)ou menos. Formando-se a cavidade de fluxo de produto 29A de modo quetenha uma profundidade substancialmente constante D, a dose de energia deradiação a que o produto alimentício escoável escoando nela é exposto é maisuniforme, pode ser mais rigorosamente controlada e requer um mais baixofator de segurança, para assegurar suficiente suprimento de dose real.

A câmara de irradiação 20A pode ser construída de modo quea profundidade D da cavidade de fluxo de produto 29A possa ser ajustada afim de variar a produção ou ordens de energia aplicadas ao produtoalimentício escoável. Isto pode ser feito construindo-se a câmara, de modoque a primeira parede 21A e/ou a segunda parede 22A sejam móveis. Porexemplo, a primeira parede 21A e/ou a segunda parede 22A podem seracopladas a pistões ou macacos hidráulicos, deslizavelmente engastados emuma parede estacionaria, ou um sistema pode ser construído, em que aprimeira parede é estacionaria e a segunda parede pode ser desmantelada esubstituída de uma seleção de múltiplas segundas paredes com dimensões ediâmetros variáveis, para adequar-se a certas condições de fluxo e reologia doproduto alimentício sendo processado. Em outra forma de realização, asegunda parede 22A pode ser construída de um material reutilizável oudescartável expansível, tal como borracha natural, pano reforçado,elastômeros sintéticos permitidos etc. A primeira parede 21A e/ou a segunda parede 22A podem ser movidas/expandidas de tal maneira que a profundidadeD da cavidade de fluxo de produto 29A é aumentada/diminuída, porémpermanece substancialmente constante por todo seu comprimento.

Um sensor de radiação 80A é embutido na primeira parede21A e/ou na segunda parede 22A, para medir uma característica da energia deradiação da cavidade de fluxo de produto 29A. O sensor de radiação 80Apode ser um sensor para medir a potência da energia de radiação, umdosímetro para medir uma dose de energia de radiação através de um períodode tempo selecionado, uma câmara de ionização, um contador de cintilação,ou um detector de estado sólido. O sensor de radiação 80a não é limitado a serembutido na primeira e/o segunda parede 22A, porém pode ser posicionadoem qualquer parte da ou próximo da primeira e/ou segunda parede 22A oupreso à própria primeira e/ou segunda parede 22A, contanto que o sensor deradiação 80 seja posicionado de modo que possa medir uma ou mais características da energia de radiação da cavidade de fluxo de produto 29A.

Com referência agora às Figs. 5-7, uma segunda forma derealização de uma câmara de irradiação 20B, que pode ser incorporada dentrodo sistema de irradiação 100 da Fig. 1, é ilustrada. A câmara de irradiação20B é similar à câmara de irradiação 20A das Figs. 2 - 4. Os elementos dacâmara de irradiação 20B são numerados para corresponder aos elementos dacâmara de irradiação 20A, com exceção de que eles terminem com a letra "B"em vez de com a letra "A". Somente aquelas características/elementos dacâmara de irradiação 20B que diferem daqueles da câmara de irradiação 20Aserão debatidos detalhadamente abaixo, com entendimento de que aqueles hábeis na técnica entenderão a aplicabilidade das características/elementoscomuns.

A Fig. 5 é uma vista em perspectiva da câmara de irradiação20B. A primeira parede 21B compreende uma parte transmissiva 28B. A partetransmissiva 28B é geralmente de formato semi-esférico e, especificamente, uma semi-esfera (vide Fig. 6). Como usada aqui, a expressão semi-esféricanão é limitada a uma semi-esfera, porém inclui qualquer fração de uma esfera.A parte transmissiva 28B da primeira parede 21B é orientada em torno de umponto central b. Quando a câmara de irradiação 20B é incorporada dentro deum sistema de irradiação, tal como sistema 100 da Fig. 1, para produtoalimentício escoável, a fonte de radiação é posicionada no ou próximo doponto central B. Desta maneira, a energia de radiação emitida pela fonte deradiação será emitida em um padrão semi-esférico, passando através da partetransmissiva 28B da primeira parede 21B. Em uma forma de realização, umdispositivo direcional de varredura apropriadamente configurado pode serorientado de modo que sua parte emissora de feixe-e fique substancialmenteno ou próximo do ponto central B.

Com referência à Fig. 6, a parte transmissiva 28B da primeiraparede 21B é ilustrada como sendo removida da câmara de irradiação 20B, demodo que a totalidade de seu formato possa ser apreciada. A superfícieinterna convexa 32B da parte transmissiva 28B é uma superfície esférica lisade curvatura genericamente constante em duas direções. Entretanto, asuperfície interna convexa 32B da parte transmissiva 28B pode ser formadapor uma pluralidade de segmentos planares, formando um formato esférico geral. A superfície interna convexa 32B pode ter uma curvatura constante ouuma curvatura variável. Muitíssimo preferivelmente, todos os pontos dasuperfície interna convexa 32B são substancialmente eqüidistantes do pontocentral B.

A Fig. 7 é uma vista em seção transversal lateral de câmara de irradiação 20B, ao longo da linha de seção VII-VII. Diferente da câmara deirradiação 20A da Fig. 2, as partes de duto de entrada e saída 25B, 27B dacâmara de irradiação 20B não têm uma seção transversal substancialmenteconstante.

A parte da segunda parede 22B, que se opõe à parte transmissiva 28B da primeira parede 21B é geralmente de formato semi-esférico. Esta parte da segunda parede 22B tem uma superfície internasubstancialmente côncava 34B e uma superfície externa 35B. A superfícieexterna 35B desta parte é convexa, porém pode tomar qualquer formatodesejado. A cavidade de fluxo de produto 29B é formada entre a superfícieinterna convexa 32B da primeira parede 21B e da superfície interna côncava34B da segunda parede 22B. Em razão de a superfície interna côncava dasegunda parede 22B ser genericamente concêntrica à superfície internaconvexa 32B da primeira parede 21B, a cavidade de fluxo de produto 29B tem uma profundidade substancialmente constante D.

Com referência agora à Fig. 8, uma terceira forma derealização de uma câmara de irradiação 20C, que pode ser incorporada nosistema de irradiação 100 da Fig. 1, é ilustrada. A câmara de irradiação 20C ésimilar às câmaras de irradiação 20B, 20B das Figs. 2-7. Os elementos dacâmara de irradiação 20C são numerados iguais aos elementoscorrespondentes das câmaras de irradiação 20A, 20B, com exceção de queeles terminam com a letra "C" em vez de com as letras "A" ou "B". Somenteaquelas características/elementos da câmara de irradiação 20C que diferemdaqueles das câmaras de irradiação 20A, 20B serão debatidos em detalhesabaixo, com o entendimento de que aqueles hábeis na técnicaautomaticamente entenderão a aplicabilidade das características/elementoscomuns.

A Fig. 8 é uma vista em seção transversal da câmara deirradiação 20C. O formato da parte transmissiva 28C da câmara de irradiação 20C é idêntico à parte transmissiva 28B ilustrada na Fig. 6. A partetransmissiva 28C da câmara de irradiação 20C forma a totalidade da primeiraparede 21C. A parte transmissiva 28C tem uma superfície interna convexa32C na forma de uma semi-esfera e uma superfície externa 33C. Todos ospontos da superfície interna convexa 32C são substancialmente eqüidistantes da parte central C. A segunda parede 22C da câmara de irradiação 20compreende uma superfície interna côncava 34C e uma superfície externa35C.

A superfície interna côncava 34C da segunda parede 22Copõe-se à superfície interna convexa 32C da parte transmissiva 28C, de modoa formar uma cavidade de fluxo de produto 29C entre elas. Em razão de asuperfície côncava 34C da segunda parede 22C ser genericamente concêntricaà superfície interna convexa 32C da parte transmissiva 28C, a cavidade defluxo de produto 29C tem uma profundidade substancialmente constante D doprincípio ao fim.

A parte de duto de entrada 25C da câmara de irradiação 20C éconformada-L. A entrada 30C forma uma passagem para dentro de uma partede topo da cavidade de fluxo de produto 29C diretamente acima da partetransmissiva 28C. Diferente das câmaras de irradiação 20A, 20B, a câmara deirradiação 20C não tem uma parte de duto de saída. Em vez disso, a saída 31Cforma uma passagem diretamente para dentro da cavidade de fluxo de produto29C. A parte de duto de entrada 25C pode também ser omitida, se desejado.

Quando a câmara de irradiação 20C é usada para processar osprodutos alimentícios escoáveis, o produto alimentício escoável é introduzidodentro da cavidade de fluxo de produto 29C via a entrada 30C. Ao entrar nacavidade de fluxo de produto 29C, o produto alimentício escoávelimediatamente contata a superfície convexa 32C próximo de seu topo eespalha-se para fora ao longo da superfície interna convexa 32 em todas asdireções, até deixar a cavidade de fluxo de produto 29C via a saída 31C.

Embora a câmara de irradiação 30C seja ilustrada com a partetransmissiva 28C sendo de formato semi-esférico, é possível que a partetransmissiva 28C seja de formato semi-cilíndrico, como descrito acima comrespeito à câmara de irradiação 20A. Em uma forma de realização utilizandouma parte transmissiva semi-cilíndrica, a superfície interna côncava da parte transmissiva será orientada em torno e eqüidistante de um eixo geométricocentral.

Em algumas formas de realização da aplicação/sistema deprocessamento de irradiação da presente invenção, a superfície da segundaparede que se opõe à superfície convexa da primeira parede, não é umasuperfície côncava. Além disso, em outras formas de realização, uma segundaparede não tem que ser implementada de forma alguma. Em algumas formasde realização, o produto alimentício escoável será introduzido diretamente emcontato com a superfície convexa da primeira parede e permitido fluir ao longo da superfície convexa, até cair. A vazão do produto alimentícioescoável e o raio da superfície côncava são projetados para assegurar que oproduto alimentício escoável seja exposto a uma suficiente dose de energia deradiação durante seu temo em contato com a superfície convexa.

Finalmente, deve ser observado que, embora as três formas derealização das câmaras de irradiação das Figs. 2-8 sejam verticalmenteorientadas, é possível orientar as câmaras de irradiação em uma orientaçãohorizontal ou inclinada para processamento. A orientação exata será ditadapelas necessidades de processamento, limitações do espaço industrial epreferências do usuário.

PROCESSAMENTO DE IRRADIAÇÃO

A Fig. 9 é um fluxograma de alto nível de um métodoexemplificativo de irradiar produtos alimentícios escoáveis de acordo comuma forma de realização da presente invenção. O método exemplifícativopode ser realizado utilizando-se um sistema de irradiação incorporandoqualquer uma das câmaras de irradiação 20A, 20B, 20C mostradas nas Figs. 2- 9 ou qualquer outra câmara de irradiação adequadamente projetada. Parafacilidade de descrição somente, o método da Fig. 9 será descrito em detalhesabaixo, com respeito ao sistema de irradiação 100 da Fig. 1, tendo a câmarade irradiação 20A da Fig. 2-4 incorporada nele. Para mais facilidade dedebate, o processo da Fig. 9 é descrito com relação à fórmula de bebê deirradiação de pó com feixes-e, para reduzir os níveis de Enterobactersakazakii ("E. sakazakii"). Entretanto, os métodos da presente invenção nãosão limitados a qualquer tipo específico de produto alimentício escoável,fonte de radiação, sistema de irradiação ou finalidade de irradiação decontaminante.

Na etapa 900, o sistema de irradiação 100 da Fig. 1 é providotendo a câmara de irradiação 20A das Figs. 2-4 incorporada nele. A linha desuprimento 15 é fluidicamente acoplada à entrada 30A da câmara deirradiação 20A em uma extremidade e à fonte de produto alimentício escoável10 na outra extremidade. Similarmente, uma extremidade da linha de saída 25é fluidicamente acoplada à saída 31A da câmara de irradiação 20A, enquantoa outra extremidade da linha de saída 25 é fluidicamente acoplada aoembalador 60. A fonte de produto alimentício escoável 10 é um reservatório de fórmula de bebê de pó, que contém indesejáveis níveis do contaminantebiológico E. sakazakii. A fonte de radiação 30 é uma fonte de feixes-e, talcomo um dispositivo direcional de varredura. O sensor de radiação 80 é umsensor de potência de radiação adaptado para medir o nível de potência dosfeixes-e alcançando o sensor 80. O meio de memória da CPU 70 tem uma receita de processo para irradiar fórmula em pó para bebê com os feixes-e,incluindo todos os parâmetros operacionais necessários, tais como a desejadavazão, nível de potência de feixe-e, nível de energia de feixe-e, vácuooperacional para a bomba a vácuo 50, dosagem de feixe-e desejada e todos osalgoritmos necessários para calcular e analisar os dados do sensor de radiação 80.

Uma vez o equipamento do sistema de irradiação 100 estejaapropriadamente em posição, um operador introduz certos dados dentro dainterface de usuário 90, tais como a identidade do produto alimentícioescoável e ativa o sistema de irradiação 100. A interface do usuário 90 criaum sinal de ativação do sistema e transmite este sinal de ativação do sistema àCPU 70. No recebimento do sinal de ativação do sistema, a CPU 70 recuperaa receita armazenada apropriada de seu meio de memória e cria e transmite oscorrespondentes sinais de ativação/operacionais para a bomba a vácuo 50, aválvula de controle 40 e a fonte de feixe-e 30.No recebimento do sinal de ativação da CPU 70, a bomba avácuo 50 é ativada e a válvula de controle 40 é ajustada de modo que afórmula em pó para bebê é retirada do reservatório 10 e escoada ao longo dotrajeto de fluxo do produto em uma predeterminada vazão. Embora uma bomba seja ilustrada como o meio pelo qual o fluxo do produto alimentícioescoável através do sistema 100 seja possibilitado, deve ser observado que ofluxo do produto alimentício escoável pode também ser possibilitado porgravidade e controlado ajustando-se a válvula 40, que pode ser uma válvulade palheta, após o reservatório 10. Em tais formas de realização, a invenção pode ser livre de bombas.

Simultaneamente ou antes da ativação da bomba a vácuo 50, afonte de feixe-e 30 também receber o sinal de ativação/controle da CPU 70.Como resultado, a fonte de feixe-e 30 é ativada, desse modo emitindo feixes-eem um nível de potência predeterminado em um nível de energia predeterminado. O nível de energia predeterminado e o nível de potênciapredeterminado são dois dos parâmetros de receita que são armazenados nomeio de memória da CPU 70. O nível de energia predeterminado ou pelomenos um nível de energia máximo pode ser atribuído por uma agênciagovernamental. No caso dos feixes-e, o nível de energia predeterminado será de não mais do que aproximadamente 10 MeV. Assim, a etapa 910 estácompletada.

Quando a fórmula em pó para bebê é retirada do reservatório10, a bomba a vácuo 50 força a fórmula em pó para bebê a escoar através dalinha de suprimento 25 e para dentro da cavidade de fluxo de produto 29A da câmara de irradiação 20A, via a entrada 30A. Ao entrar na cavidade de fluxode produto 29A da câmara de irradiação 20A, a fórmula em pó para bebêcontata com a superfície interna convexa 3 2A, próximo do topo da partetransmissiva 28A da primeira parede 21 A, assim completando a etapa 920.

Quando a bomba a vácuo 50 continua a operar, a fórmula empó para bebê é escoada através do comprimento da cavidade de fluxo deproduto 29A da câmara de irradiação 20A, até deixar a câmara de irradiação20A, via a saída 3 IA. Como resultado da válvula de controle 40 sendoapropriadamente ajustada pela CPU 70, a fórmula em pó para bebê é escoadaatravés da cavidade de fluxo de produto 29A na vazão predeterminada. Avazão predeterminada é um dos parâmetros de receita que estão armazenadosno meio de memória da CPU 70. Assim, a etapa 930 está completa.

A radiação de feixe-e emitida pela fonte de feixe-e 30 passaatravés da parte transmissiva 28A da primeira parede 21A e para dentro da cavidade de fluxo de produto 29A da câmara de irradiação 20A. Assim,quando a fórmula em pó para bebê escoa através da cavidade de fluxo deproduto 29A, a fórmula em pó para bebê é exposta aos (isto é, irradiada pelos)feixes-e, completando a etapa 940.

A vazão predeterminada da fórmula em pó para bebê e o nível de pó predeterminado dos feixes-e sendo emitidos pela fonte de feixe-e 30 sãoescolhidos de modo que, quando a fórmula em pó para bebê passa através dacavidade de fluxo de produto 29A, é exposta a uma dose real (DA) de feixes-e,que é maior do que ou igual a uma dose desejada de feixes-e (DD). A DD defeixes-e, a que a fórmula em pó para bebê é para ser exposta, é escolhida de modo que seja suficiente para eficazmente reduzir os níveis dos E. sakazakii.Em uma forma de realização, a Dd dos feixes-e a que a fórmula em pó parabebê é para ser exposta é escolhida de modo que reduza os níveis de E.sakazakii a menos do que 10 % do nível original. Nesta forma de realização,uma DD suficiente pode ser entre 1,6 e 1,8 kiloGrays (kGy) e muitíssimo preferivelmente 1,69 kGy. Em outra forma de realização, a DD dos feixes-e éescolhida de modo que reduza os níveis do E. sakazakii a menos do que 1 %do nível original. Para esta forma de realização, uma DD suficiente de feixes-epode ser entre 3,2 e 3,6 kiloGrays (kGy) e muitíssimo preferivelmenteaproximadamente 3,4 kGy. Em ainda outras formas de realização, a DD dosfeixes-e a que a fórmula em pó para bebê é para ser exposta é escolhida demodo que reduza os níveis do E. sakazakii a menos do que 0,1%, menos doque 0,01% ou mesmo menos do que 0,001% do nível original.

O sistema de irradiação 100 é operado de modo a serassegurado que a DA dos feixes-e, a que a fórmula em pó para bebê é exposta,seja maior do que ou igual à DD. Uma maneira é ajustar o nível de pópredeterminado da fonte de feixe-e 30 e a vazão predeterminada, de modo queuma quantidade de feixes-e seja emitida pela fonte de feixe-e 30, queteoricamente resultaria na fórmula em pó para bebê sendo exposta a uma doseteórica (DT) de feixes-e, enquanto passando através da cavidade de fluxo deproduto 29A. A DT é escolhida de modo a ser maior do que a DD em um fatorde segurança (SF) que assegure que a DA é maior do que ou igual à DD. O SFpode ser menor do que ou igual a 2,0, preferivelmente menor do que ou iguala 1,8 a 1,6 e muitíssimo preferivelmente menor do que ou igual a 1,2.

Cada material tem uma qualidade característica para absorvera quantidade certa de energia de irradiação. A fim de determinar a DT paracada produto que é para ser processado, um experimento é conduzido paradescobrir a quantidade de energia necessária e a vazão do produto(indiretamente ajustando-se o tempo de permanência do produto na zona deirradiação), para obter-se um certo nível de dose em kiloGray. Devido ànatureza linear de acúmulo de dose em um acelerador de feixe de elétrons, asdoses alvo são facilmente obteníveis, uma vez o suprimento de dose sejaestabelecido. A relação conhecida entre a dose e os parâmetros deprocessamento são como segue:

<formula>formula see original document page 32</formula>

em que: D = Dose; k = constante; I = Corrente; v = velocidade.

A relação entre a corrente e a velocidade determina a dose porque k é umaconstante. Para calcular as doses alvo, as relações I/v do mapa de dose sãousadas. A DT pode ser calculada por experimentalmente, passando-se umdosímetro através da cavidade de fluxo de produto 29A com o produtoalimentício escoável. O dosímetro medirá a DA para cada experimentorealizado. Durante cada experimento, a fonte de feixe-e 30 é adaptada paraproduzir uma DT. Representando-se em gráfico a DT conhecida relação à DAmedida para cada experimento, um gráfico pode ser construído relacionandoDA com DT. Isto pode também fornecer o SF.

Alternativamente, a CPU 70 pode ser programada para realizaros necessários algoritmos e para armazenar as necessárias variáveis, vazão enível de potência, para determinar a DT. O seguinte é um exemplo das variáveis armazenadas e um algoritmo necessário para calcular a DT.

Admitamos: R = a vazão ajustada do produto alimentícioescoável (m3/s)

V = o volume conhecido da cavidade de fluxo de produto (m3)P = o nível de potência ajustado da fonte de feixe-e em (J/s) ou (MeV/s)

d = a densidade aproximada do produto alimentício escoávelem (kg/m3)

T = o tempo médio que leva uma quantidade de produtoalimentício escoável para passar através da cavidade de fluxo de produto (istoé, o tempo médio de exposição aos feixes-e) (s)

E = a quantidade de energia dos feixes-e a que uma quantidadede produto alimentício escoável é exposta, enquanto passando através dacavidade de fluxo de produto (J) ou (MeV)

DT = a dose alvo de energia de feixes-e a que uma quantidade do produto alimentício escoável é exposta (kGy)

m =a massa do produto alimentício escoável que passa atravésda cavidade de fluxo de produto no tempo T (kg)

R, V, P e d são variáveis ajustadas ou conhecidas, que sãoarmazenadas na CPU 70.DT é determinada pela equação: DT = E/m—

em que E é determinado pela equação: E = PxT

T é determinado pela equação: T = V/R

m é determinado pela equação: m = d x R x T

Assim:

<formula>formula see original document page 34</formula>

A fim de assegurar exposição de dose apropriada durante oprocessamento, um sensor 80 para medir a potência da radiação de feixes-e,durante o processamento, pode ser fornecido na cavidade de fluxo de produto29A. Outros tipos de sensores podem ser usados se desejado, tal como umdosímetro. O sensor de potência de feixe-e 80 é operavelmente conectadocom a CPU 70. O sensor de potência de feixe-e 80 continuamente mede onível de potência dos feixes-e na ou próximo da segunda parede 22A da cavidade de fluxo de produto 29A, completando a etapa 950. O sensor 80 criasinais de dados indicativos dos níveis de potência de feixe-e medidos.

Quando os sinais de dados são criados pelo sensor 80, os sinaisde dados são transmitidos para a CPU 70 para análise e processamento. Umavez recebidos pela CPU 70, a CPU 70 realiza o bloco de decisões 960 edetermina se, em vista da vazão ajustada, o nível de potência de feixe-emedido indica que a fórmula em pó para bebê está recebendo uma DA defeixes-e que está na ou acima da DD? Como debatido acima, a correlaçãoentre DA, DD, o nível de potência medido e a vazão ajustada pode serdeterminada através de análise experimental, colocando-se dosímetros nacorrente de processamento de produto alimentício escoável e representando-seem gráfico os resultados.Se a resposta no bloco de decisão 960 for NÃO, a CPU 70prossegue para a etapa 970 e, apropriadamente, ajusta a válvula de controle40, de modo que a vazão da fórmula em pó para bebê, através da cavidade defluxo de produto 29A, é ajustada a um valor que assegure que a DA dosfeixes-e, a que a fórmula em pó para bebê está exposta, é igual ou maior doque a DD. Se desejado, o nível de pó dos feixes-e pode também ser ajustado,para assegurar que a DA dos feixes-e, a que a fórmula em pó para bebê éexposta, é igual a ou maior do que a DD. Após os ajustamentos serem feitos navazão e/ou no nível de pó dos feixes-e, o sistema de irradiação 100 retorna para a etapa 950.

Se a resposta no bloco de decisão 960 for SIM, a fórmula empó para bebê irradiada é embalada via o embalador 60 e o processamento écontinuado, completando a etapa 980. Assim, o sensor 80 pode ser usado paraassegurar que o produto alimentício escoável está recebendo uma dosagem deenergia de irradiação que está no ou abaixo do nível de segurança.

EXEMPLO

Um experimento foi realizado para determinar se oprocessamento do feixe-e, quando usado em combinação com técnicas demanuseio de produto pós-processamento apropriadas, poderia reduzir a probabilidade de E. sakazakii alcançar os consumidores. O experimentoinvestigou a utilização do processamento de feixe-e, para reduzir a cargamicrobiana patogênica do pó de fórmula de bebê acabado final. Oprocessamento da radiação de feixes-e foi escolhido em relação aos raios-Xporque imagina-se que a eficiência de produção dos raios-X é significativamente menor do que a aquela dos feixes-e. Por exemplo, umtípico acelerador de feixes-e de lOMeV, 50 kW pode processar 31500 kg dealimento por hora em uma dose de 2 kGy. Para um raio-x processar produtoscom a mesma velocidade que um feixe-e de 10 MeV, 50 kW, será necessárioterem-se 625 kW de potência. A eficiência de produção para os raios-X élimitada pelo fato de que, além de gerar fótons, os alvos de metal pesadogeram considerável calor. De fato, a eficiência é tipicamente não superior a 5- 8%.

A temperatura do produto de fórmula em pó para bebê será na faixa de 20 a 35 °C. O teor de umidade do pó será na faixa de 1% a 5% p/p.Para um produto líquido ou semi-líquido, a temperatura pode ser entre 1 °C a150 °C e o teor de umidade entre 10% a 99%.

Como informação, a quantidade de energia absorvida, tambémconhecida como a dose, foi medida em unidades de kiloGrays (kGy), em que 1 kGy é igual a 1000 Joules por quilograma, ou MegaRTads (MR ou Mrad),em que 1 MR é igual a 1.000.000 ergs por grama. Com respeito aoprocessamento de alimentos, as aplicações de irradiação pode ser categorizadapelos efeitos do nível de dose, como segue: (1) baixa dose (até 1 kGy):inibição de germinação de tubérculos, retardamento de amadurecimento de frutas, desinfestação de insetos; (2) dose média (ca. 1-10 kGy): redução debactérias e parasitas patogênicas e estragantes; e (3) alta dose (acima de 10 kGy):esterilidade completa. Doses máximas aprovadas para pasteurização fria decarne de aves domésticas e carne comum são 3 kGy e 7 kGy, respectivamente.Os alimentos atualmente irradiados a altas doses (p. ex., 44 kGy) incluem aqueles para uso por astronautas durante vôo espacial e para consumo porpacientes hospitalares, com sistemas imunes severamente comprometidos.

O objetivo primário do experimento foi quantificar a reduçãode contagem viável de E. sakazakii, após exposição a feixes-e, em níveis dedose incrementais de 0,5, 1,5 e 3,0 kGy. A redução objetivada de contagem de E. sakazakii foi reduções de dois log (redução da contagem em 100 vezes). Oobjetivo secundário foi determinar os parâmetros do processo, requeridos paraatingir-se a redução pretendida.

Até cinco cepas de E. sakazakii, do repositório do Silliker Lab,foram propagadas em volumes de 100 ml de calda de soja de Trypticase(TSB, Becton Dickinson & Co., Cockeysville, MD) de cultura estoque deglicerol congelado, mantido a -70 °C. A calda foi incubada a 35 °C por 24 h.As culturas foram centrifugadas e as pelotas de célula foram lavadas comdiluente de fosfato de Butterfield e suspensas em 10 ml de leite em pó não- gorduroso 10% reconstituído (p/v) estéril. As suspensões celulares foramliofilizadas por 24 h em uma câmara de secagem por congelamento VirTisModelo 10-117 (Gardiner, NY). O leite em pó sem gordura resultante, ricoem células liofilizadas de E. sakazakii, foi embalado em saco de amostragemNASÇO Whirl-pak (1 g por amostra). Os sacos de amostra são produzidos depolietileno de baixa densidade misturado virgem e são pré-esterilizados comoxido de etileno. A configuração saco-em-saco foi usada para obter-seapropriada contenção do patógeno.

ENUMERAÇÃO

Para determinação de células de E. sakazakii, o método decontagem de placa foi empregado usando-se ágar de métodos padrão (ágar deExtrato de Levedura de Triptona Glicose, TGY) incubado a 35 °C por 48 h.Cinco placas réplicas foram preparadas para cada amostra (5 sub-amostras deuma bolsa). Três colônias de cada amostra (placa de faixa contável) foramlistradas em placas VRBG. Colônias típicas foram consideradasconfirmatórias (procedimento da FDA, datado de julho de 2002, RevisadoAgosto de 2002 (no endereço website mundialcfsan.fda.gov/~comm/mmesakaz.html).

PROJETO EXPERIMENTAL

Níveis de dose de 0,5, 1,5 e 3,0 kGy foram usados paraprocessar 15 amostras (5 amostras por nível de dose, com cada amostracontendo 1 g de leite em pó sem gordura inoculado com E. sakazakii). Cincoamostras adicionais não-processadas serviram como controle. Para análisemicrobiana, cada amostra foi sub-amostrada 5 vezes, para determinar acontagem bacteriana. O projeto experimental é mostrado na Tabela 1 abaixo.Tabela 1

<table>table see original document page 38</column></row><table>

CALIBRAÇÃO PARA NÍVEIS DE DOSE

Antes de conduzir os testes em bactérias secadas porcongelamento, um teste de calibração foi conduzido, para determinar otempo requerido para obter-se uma adsorção de dose particular nasculturas secadas por congelamento. Nove amostras de pré-teste,contendo pelotas de alanina, foram expostas a feixes-e em três testes(três pelotas em cada teste) em parâmetros de sistema pré-determinados,como exposto na Tabela 2 abaixo.

Tabela 2

<table>table see original document page 38</column></row><table>

Todos os testes foram conduzidos colocando-se as bolsasde amostra de pré-testes no topo de uma mesa de processamento (suportede amostra) e monitorados com dosímetros de pelota de alanina. Asbolsas foram centradas no suporte de amostra como mostrado abaixo.A tabela de processamento moveu-se através do feixe somente umavez com uma velocidade pré-determinada. Com referência à Fig.10, o suporte de amostra e a localização das amostras de mapa de dosesobre o suporte são mostrados. A direção em que o suporte de amostrapassou sob o dispositivo direcional de varredura de feixe-e é tambémmostrada.

A Tabela 3, abaixo, dá os resultados obtidos para váriasvelocidades de esteira transportadora.Tabela 3

<table>table see original document page 39</column></row><table>

PARÂMETROS OPERACIONAIS: CÁLCULOS

Devido à natureza linear de acúmulo de dose em umacelerador de feixe eletrônico, os alvos de dose foram facilmente obteníveisuma vez o suprimento de dose era estabelecido. A relação conhecida entre osparâmetros de dose e processamento são como segue:

D = k (1/v)

em que: D - Dose; k = constante; I = Corrente; v =velocidade. A relação entre a corrente e velocidade determina a dose porque ké uma constante. Para calcular as doses alvo, as relações 1/v do mapa de dosede dose foram usadas como mostrado na Tabela 4 abaixo.

Tabela 4

<table>table see original document page 39</column></row><table>DOSÍMETROS RADIOCRÔMICOS: COLOCAÇÃO E ANÁLISE

Dosímetros radiocrômicos foram colados no topo e na base decada uma das duas bolsas retiradas aleatoriamente do conjunto de cincobolsas de amostra para cada nível de dose. Dosímetros radiocrômicos FWT- 81-00 (Faixa de Dose: 0,5 - 200 kGy (0,05-20 Mrad); 1 cm x 1 cm x 42 - 52micros), manufaturados por Far West Technology, Inc., foram usados para ostestes. Estes são paredes laterais incolores finas, que gradualmente mudam deincolor para um estado profundamente colorido, em função da dose absorvida.Na ocasião do processamento, estas películas estavam em forma embalada embolsas laminadas de alumínio, para proteger os dosímetros de luz dispersa.Estes dosímetros utilizam corante hexa(hidroxietil) aminotrifenilacetonitrila(HHEVC). Após o teste, os dosímetros foram recuperados abrindo-se porrasgamento a bolsa laminada de alumínio e colocados em um fotômetro ouespectofotômetro para análise. Os dosímetros são mostrados abaixo (tamanhoreal). Com referência agora à Fig. 1, a absorvência medida é uma funçãolinear da dose suprida à amostra (mostrada para luz de 510 e 600 nm).

PARÂMETROS DE TESTE EXPERIMENTAL

A Tabela 5, abaixo, mostra os parâmetros de testeexperimental reais usados durante o teste.

Tabela 5

<table>table see original document page 40</column></row><table>

Com referência à Tabela 5, a energia indica a potência depenetração dos elétrons. A corrente indica a densidade de elétrons atingindo aamostra. A Potência Específica indica a potência necessária por área desuperfície unitária da amostra. O Tempo de Exposição é o tempo de cada partícula da amostra gasto sob o feixe-e.

RESULTADOS: DOSE REAL SUPRIDAPara cada nível de dose, duas das cinco bolsas de amostraforam providas de dosímetros no topo e na base. A Tabela 6, abaixo, lista adose média real suprida durante o processamento. A diferença da dosecalculada e da dose observada é devida a controle impreciso da velocidade damesa e outros erros experimentais.

Tabela 6 <table>table see original document page 41</column></row><table>

RESULTADOS: CONTAGEM MICROBIANA

As amostras processadas por feixe-e e amostras de controleforam sub-amostrados cinco vezes (réplicas) para fins de enumeração. Umaplaca padrão típica para contagem do número de unidades formadoras decolônia (cfu) e contagens de colônias é mostrada na Fig. 12.

Os efeitos medidos do processamento do feixe-e sobre acontagem de E. sakazakii liofilizados são dados na Tabela 7 abaixo.

Tabela 7

<table>table see original document page 41</column></row><table><table>table see original document page 42</column></row><table>

Os dados da Tabela 7 foram transformados em uma escalalogarítmica e análise estatística foi realizada nos dados transformados.Análise de variação mostrou diferença significativa (v = 0,01) entre os váriosníveis de dose. Entretanto, nenhuma diferença significativa (v = 0,01) foiobservada dentro das replicações (sub-amostras para análise microbiana). Aanálise do resultado da Variação é mostrada na Tabela 8 abaixo.

Tabela 8

<table>table see original document page 42</column></row><table>

Assim, concluiu-se que o processamento de feixe-e causouuma significativa redução de viabilidade de E. sakazakii. Com referência àFig. 3, a taxa de destruição é plotada. Pela curva (y = -0,59lx + 7,683) da Fig.3, deduziu-se que 1,69 kGy são necessários para afetar uma redução log nacontagem de E. sakazakii.

CONCLUSÃO

Concluiu-se que o experimento acima provou decisivamenteque o processamento de feixe-e ajuda a inativar E. sakazakii seco em leite empó desnatado. Na maior parte da literatura científica é adotado que, em média,a fórmula de bebê contaminada por E. sakazakii tem aproximadamente 36células/10 kg do produto. Se uma fórmula de bebê contaminada neste nível for processada por um feixe-e em um nível de dose de 3,4 kGy, ele abaixará acarga microbiana para 0,36 células/10 kg (quase impossível de detectarusando-se procedimentos de teste microbiano atuais).Os vários contaminantes de alimentos que podem sereliminados/modificados, usando-se o sistema e método acima, incluem certoscompostos que provocam aroma/cheiro voláteis, grandes moléculas capazesde polimerizar e a maioria das bactérias, esporos, fungos, mofos, leveduras eoutros microorganismos.

Embora a invenção tenha sido descrita e ilustrada em detalhes,várias alternativas e modificações tornar-se-ão prontamente evidentes paraaqueles hábeis na técnica, sem desvio do espírito e escopo da invenção.Especificamente, a invenção não é limitada à irradiação de qualquer tipoespecífico de produto alimentício escoável, nem é a invenção limitada aqualquer tipo específico de energia de radiação. Todas as patentes, pedidos epublicações de patente criados aqui são incorporados por referência em suatotalidade.

Este pedido reivindica o benefício de prioridade do ProvisórioU.S. No. de Série 60/651.796, depositado em 10 de fevereiro de 2005, cujainteira descrição é incorporada aqui por referência.

Claims

1. Aparelho para processar por radiação de produtosalimentícios escoáveis, caracterizado pelo fato de compreender:uma fonte de radiação;uma primeira parede tendo uma superfície convexa, a primeiraparede sendo transmissiva para energia de radiação produzida pela fonte deradiação;uma segunda parede, tendo uma superfície que opõe-se àsuperfície convexa da primeira parede, a fim de formar uma cavidade de fluxode produto entre elas;uma entrada formando uma passagem para dentro da cavidadede fluxo de produto;uma saída formando uma passagem para fora da cavidade defluxo de produto; eem que a primeira parede é posicionada entre a fonte deradiação e a cavidade de fluxo de produto, de modo que, quando a fonte deradiação emite energia de radiação, a energia de radiação passa através daprimeira parede e para dentro da cavidade de fluxo de produto.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato da superfície da segunda parede que se opõe à superfície convexa daprimeira parede ser uma superfície côncava.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato da cavidade de fluxo de produto ter uma profundidadesubstancialmente constante.

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato da profundidade substancialmente constante ser deaproximadamente 3 polegadas (0,0762 metro) ou menos.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de compreender ainda meios para ajustar a profundidadesubstancialmente constante da cavidade de fluxo de produto.

6. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 5, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma terceira paredeformando uma segunda cavidade com a segunda parede, a segunda cavidadeenchida com um fluido de esfriamento.

7. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma fonte de produtoalimentício escoável, operavelmente conectada à entrada.

8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato do produto alimentício escoável ser selecionado do grupoconsistindo de pastas, líquidos, pós, materiais granulares, géis ou semi-sólidos.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato do produto alimentício escoável ser fórmula em pó para bebê.

10. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de compreender ainda um dispositivo sensor dentro da cavidade de fluxo de produto, para medir uma característica daenergia de radiação emitida pela fonte de radiação.

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato da característica ser selecionada do grupo consistindo de potência deradiação, dose de radiação, intensidade de radiação e energia de radiação.

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato do dispositivo sensor ser embutido, preso ou posicionado na oupróximo da superfície da segunda parede.

13. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato da primeira parede transmitir a energia de radiação produzida pela fonte de radiação, sem uma significativa perda de energia.

14. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato da primeira parede ser construída de um material selecionado dogrupo consistindo de quartzo, vidro, polímeros sintéticos, laminados, placasde metal pesado e folhas de metal pesado.

15. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato da primeira parede ser de formato semi-cilíndrico, tendo um eixo geométrico central localizado fora da cavidade defluxo de produto, a fonte de radiação sendo posicionada ao longo do eixogeométrico central.

16. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato da primeira parede ser de formato semi-esférico, tendo um ponto central localizado fora da cavidade de fluxo deproduto, a fonte de radiação sendo posicionada no ou próximo do pontocentral.

17. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de compreender ainda meios para controlar a vazão do produto alimentício escoável, através da cavidade de fluxo de produto.

18. Aparelho de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato do meio de controlar a vazão ser operavelmente acoplado à entrada ou à saída.

19. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicaçõe 1 a 18, caracterizado pelo fato de compreender ainda meios para facilitar o fluxo de produto alimentício escoável através da cavidade de fluxo de produto, via a entrada e saída.

20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato do meio para facilitar o fluxo de produto alimentício escoávelcompreender uma bomba adaptada para criar um diferencial de pressão ouvácuo entre a entrada e a saída.

21. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações-1 a 20, caracterizado pelo fato da fonte de radiação ser uma selecionada dogrupo consistindo de uma fonte de feixe eletrônico, uma fonte de raios gamaou uma fonte de raios-x.

22. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações- 1 a 21, caracterizado pelo fato da superfície da segunda parede ser umasuperfície côncava, que é geralmente concêntrica à superfície convexa.

23. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações-1 a 22, caracterizado pelo fato da segunda parede ser substancialmente não-transmissiva à energia de radiação produzida pela fonte de radiação.

24. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações-1 a 23, caracterizado pelo fato de compreender ainda:meio para ajustar a profundidade da cavidade de fluxo deproduto, expandindo a segunda parede e/ou retraindo a primeira parede;uma fonte de produto alimentício escoável, operavelmente conectada à entrada; um dispositivo sensor para medir os níveis de energia deradiação na cavidade de fluxo de produto, o dispositivo sensor embutidodentro da, preso ou posicionado na ou próximo da superfície da segundaparede;meio para facilitar o fonte de produto alimentício escoável através da cavidade de fluxo de produto;meio para controlar a vazão do produto alimentício escoávelatravés da cavidade de fluxo de produto;em que a superfície da segunda parede é uma superfíciecôncava e a cavidade de fluxo de produto tem uma profundidadesubstancialmente constante de aproximadamente 3 polegadas (0,0762 metro)ou menos;em que a primeira parede transmite a energia de radiaçãoproduzida pela fonte de radiação, sem uma significativa perda de energia;em que a primeira parede tem um formato semi-esférico, tendoum ponto central que fica fora da cavidade de fluxo de produto, a fonte deradiação sendo posicionada no ou próximo do ponto central;em que a fonte de radiação é uma fonte de feixe eletrônico;em que a entrada forma uma passagem vertical para dentro de um topo da cavidade de fluxo de produto; e em que a saída forma umapassagem vertical para fora da base da cavidade de fluxo de produto;em que a superfície côncava é genericamente concêntrica àsuperfície convexa;em que uma distância separa a fonte de radiação da primeiraparede; eem que a entrada é posicionada para introduzir o produtoalimentício escoável para dentro da cavidade de fluxo de produto, em contatocom a superfície convexa da primeira parede.

25. Método para processar por radiação produtos alimentíciosescoáveis, caracterizado pelo fato de compreender:fornecer um aparelho compreendendo uma fonte de radiação,uma primeira parede tendo uma superfície convexa e uma segunda paredetendo uma, em que a superfície da segunda parede opõe-se à superfícieconvexa da primeira parede, a fim de formar uma cavidade de fluxo de produto entre elas, em que a primeira parede é transmissiva à energia deradiação emitida pela fonte de radiação e em que a primeira parede éposicionada entre a fonte de radiação e a cavidade de fluxo de produto;introduzir um produto alimentício escoável dentro da cavidadede fluxo de produto, via uma entrada para a cavidade de fluxo de produto;escoar o produto alimentício escoável através da cavidade defluxo de produto; eexpor o produto escoável à energia de radiação emitida pelafonte de radiação, a energia de radiação sendo emitida pela fonte de radiação,passando através da primeira parede para dentro da cavidade de fluxo deproduto e contatando o produto alimentício escoável movendo-se através dacavidade de fluxo de produto.

26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizadopelo fato do produto alimentício escoável ser escoado através da cavidade defluxo de produto, em uma taxa que resulta no produto alimentício escoávelsendo exposto a pelo menos uma dose desejada da energia de radiação.

27. Método de acordo com a reivindicação 25 ou 26,caracterizado pelo fato de:a superfície da segunda parede ser uma superfície côncava,que é geralmente concêntrica à superfície convexa;a primeira parede ter um formato semi-esférico, tendo umponto central que é localizado fora da cavidade de fluxo de produto, a fontede radiação sendo posicionada no ou próximo do ponto central;a fonte de radiação ser uma fonte de feixe eletrônico adaptada para operar em uma energia máxima de aproximadamente 10 MeV;a cavidade de fluxo de produto ter uma profundidadesubstancialmente constante de aproximadamente 3 polegadas (0,0762 metro)ou menos;o produto alimentício escoável conter um ou maiscontaminantes biológicos ou patógenos, o produto alimentício escoável sendoescoado através da cavidade de fluxo de produto, em uma taxa que resulta noproduto alimentício escoável sendo exposto a pelo menos uma dose daenergia de radiação, que é suficiente para eficazmente reduzir os níveis do umou mais contaminantes biológicos ou patógenos;o produto alimentício escoável ser fórmula de bebê e o um oumais contaminantes biológicos ou patógenos compreenderem Enterobactersakazakii, a dose desejada da energia de radiação sendo não mais do queaproximadamente 5,0 kGy;

28. Método para irradiar um produto alimentício escoável,para reduzir os níveis de um ou mais contaminantes biológicos ou patógenos,caracterizado pelo fato de compreender:(a) escoar um produto alimentício escoável, tendo um ou maiscontaminantes biológicos ou patógenos, através de uma cavidade de fluxo de produto em uma predeterminada vazão;(b) produzir energia de radiação em uma predeterminadapotência e um predeterminado nível de energia;(c) expor o produto alimentício escoável a uma dose real (DA)da energia de radiação produzida quando o produto alimentício escoávelescoa através da cavidade de fluxo de produto, em que a DA é na ou acima deuma dose desejada (DD) que é suficiente para eficazmente reduzir os níveis doum ou mais contaminantes biológicos ou patógenos;em que a potência predeterminada é escolhida de modo queuma dose teórica (DT) da energia de radiação seja transmitida para o produtoalimentício escoável, quando escoando através da cavidade de fluxo deproduto na predeterminada vazão, em que a DT é igual à DD vezes um fator desegurança (SF); eem que o SF é menor do que aproximadamente 3,0.

29. Método para irradiar um produto alimentício escoável,caracterizado pelo fato de compreender:prover um aparelho compreendendo uma fonte de radiação,uma primeira parede tendo uma superfície convexa, em que a primeira paredeé transmissiva a energia de radiação emitida pela fonte de radiação e em que afonte de radiação é posicionada em um lado da primeira parede, que é oposta à superfície convexa;escoar um produto alimentício escoável sobre a superfícieconvexa da primeira parede; eexpor o produto escoável à energia de radiação emitida pelafonte de radiação, a energia de radiação sendo emitida pela fonte de radiação,passando através da primeira parede e contatando o produto alimentícioescoável.

30. Produto alimentício escoável, caracterizado pelo fato deser tratado pelo método como definido na reivindicação 25, 26 ou 29.