دانشمندان دستگاه UV-C برای بهداشت مواد غذایی ایجاد کردند که توسط رعد و برق جرقه زده شده است
Dec 19, 2023
Tribo-sanitizer دستگاهی است که از یک لامپ UVC برای غیرفعال کردن باکتری هایی که باعث بیماری های ناشی از غذا روی محصولات تازه، بسته بندی مواد غذایی و سطوح می شوند، استفاده می کند.
عکس از Fred Zwicky
CHAMPAIGN، Ill. - دانشمندان دانشگاه Illinois Urbana-Champaign یک دستگاه قابل حمل فرابنفش C به نام Tribo-sanitizer ساخته اند که می تواند دو باکتری مسئول بسیاری از بیماری های ناشی از غذا و مرگ و میر را غیرفعال کند.
این تیم از سمت چپ شامل زاخاری (ژنهوی) جین، دانشجوی دکترا، استاد ایمنی و مهندسی مواد غذایی، یی چنگ وانگ و دانشجوی فارغ التحصیل لانگ ون لی بود.
عکس از Fred Zwicky
لامپ UVC Tribo-sanitizer با استفاده از اثر تریبوالکتریک - الکتریسیته ای که هنگام تماس دو ماده متفاوت تولید می شود، تغذیه می شود. طبق یافته های منتشر شده در مجله Nano Energy، در آزمایشات، Tribo-sanitizer با موفقیت دو باکتری بالقوه کشنده مواد غذایی، اشریشیا کلی O157:H7 و لیستریا مونوسیتوژنز را با آسیب رساندن به DNA آنها غیرفعال کرد.
باکتریهایی که بهعنوان هدف آزمایش انتخاب شدهاند، دو مورد از شایعترین علل شیوع بیماریهای ناشی از غذا در ایالات متحده هستند. بالاترین میزان بستری شدن در بیمارستان و مرگ و میر در بین هر بیماری ناشی از غذا.
این تیم قابلیت ضدعفونیکننده Tribo-sanitizer را با باکتریهای موجود در مایعات و روی سه ماده جامد - پوست سیب تازه، کاهو رومی و پلی اتیلن ترفتالات، که معمولاً به عنوان PET شناخته میشود، یک ماده محبوب برای بستهبندی مواد غذایی و نوشیدنی، ارزیابی کردند.
نتایج نشان داد که Tribo-sanitizer دارای پتانسیل قوی برای برآورده کردن استانداردهای بهداشتی سازمان غذا و دارو است. یی-چنگ وانگ، استاد مهندسی و ایمنی مواد غذایی، به طور خاص، به طور خاص، این دستگاه "به کاهش حداقل 99.999٪ در سویه E. coli در محلول بافر و PET دست یافت که نشان دهنده توانایی عالی ضدعفونی کننده Tribo-sanitizer است." .
بر روی محصول، دستگاه کاهشهای کوچکتر اما هنوز مفیدی در حدود 99.98 درصد برای باکتری E. coli و 99.9 درصد برای L. monocytogenes روی پوست سیب، و 99.8 درصد برای E. coli و 98 درصد برای L. monocytogenes در کاهو روما به دست آورد. بر اساس این مقاله
زاخاری (ژنهوی) جین، دانشجوی دکترا، که اولین نویسنده مقاله با فارغ التحصیل فوجونژو بود، گفت: این نتایج "با نتایج گزارش شده در سایر مطالعات که از اشعه ماوراء بنفش با منبع انرژی تجاری برای ضدعفونی کردن محصولات تازه استفاده کردند، قابل مقایسه است." ژائو دانشجوی فارغ التحصیل Longwen Li نیز در این مطالعه شرکت کرد.
وانگ گفت که منبع انرژی تریبوالکتریک Tribo-sanitizer می تواند انرژی مکانیکی را از محیط اطراف - به عنوان مثال، از حرکات انسان و باد - تبدیل کند که در غیر این صورت هدر می رود، به همین دلیل است که تیم تحقیقاتی آن را "خودکار" توصیف می کند.
یک شکاف هوایی که تیم در طراحی منبع انرژی تریبوالکتریک خود گنجانده بود، تقلید می کند
رعد و برق با تجزیه الکترواستاتیکی هوا. بر اساس این مطالعه، این نوآوری خروجی Tribo-sanitizer را به بیش از 4،000 ولت افزایش داد و روشنایی لامپ UVC آن را به طور قابل توجهی افزایش داد.
در حالی که فناوریهای مبتنی بر نور مانند لامپ Tribo-sanitizer «وقتی سطوح مستقیماً در معرض منبع نور قرار میگیرند میتوانند بسیار مؤثر باشند»، وانگ گفت که آنها ممکن است به اندازه کافی مناطقی را که مستقیماً روشن نشدهاند مانند سطوح ناهموار یا ناهموار روی کاهو و پوست سیب را ضدعفونی کنند. .
او گفت: «این میتواند با استفاده از روشهای دیگر ضدعفونیسازی یا استفاده از منابع نوری متعدد در زوایای مختلف برطرف شود. این یکی از جهتگیریهای آینده است که ما روی آن کار میکنیم. و اگر به درستی در تأسیسات موجود مانند واحدهای حملونقل یا ذخیرهسازی گنجانده شود، تریبو ضدعفونیکننده به طور بالقوه میتواند بدون نیاز به برق تجاری، آلودگیزدایی مداوم را در سراسر زنجیره تأمین فراهم کند.»
اگرچه مدت زمان مورد نیاز برای دستیابی به کاهش 99.999٪ در باکتری E. coli طولانی بود - در حال حاضر 90 دقیقه - جین گفت که پتانسیل دستگاه برای دستیابی به آلودگی زدایی مداوم، مانند کامیون ها در بزرگراه، به این معنی است که این زمان طولانی نباید به عنوان یک نقطه ضعف بزرگ در نظر گرفته شود. او گفت که این تیم به تلاش های خود برای بهبود تریبو ضدعفونی کننده ادامه می دهد و "می توان انتظار داشت که این زمان در آینده بسیار کوتاه تر باشد."
بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی، بیماری های ناشی از غذا سالانه تقریباً 600 میلیون نفر را تحت تأثیر قرار می دهد که منجر به مرگ 420،000 نفر می شود. بر اساس برآوردهای وزارت کشاورزی ایالات متحده و سازمان جهانی بهداشت، هزینه اقتصادی مقابله با پیامدهای آلودگی مواد غذایی بیش از 15.6 میلیارد دلار در سال در ایالات متحده و 110 میلیارد دلار در کشورهای با درآمد کم و متوسط است. وانگ گفت که تریبو ضدعفونی کننده وسیله جدیدی برای کاهش این مشکلات است.
جین گفت: مصرف کنندگان می توانند از ضدعفونی کننده های Tribo در خانه برای ضدعفونی سطوح، غذاها و موارد دیگر استفاده کنند زیرا "هزینه تخمینی مواد مورد استفاده برای ساخت دستگاه کمتر از 70 دلار است."
لی گفت که ویژگی خودکار دستگاه همچنین به آن «پتانسیل عالی برای استفاده در تنظیمات کم منابع مانند مناطق بلایای طبیعی و مناطق درگیری که در آن برق وجود ندارد یا غیرقابل اعتماد است، میدهد».
وانگ گفت، همراه با کاهش مشکلات ایمنی مواد غذایی، این دستگاه ها همچنین می توانند در رسیدگی به مشکلات بهداشت عمومی، مانند آماده سازی و پاسخ به همه گیری های جدید مفید باشند.
این تحقیق تا حدی توسط مؤسسه ملی غذا و کشاورزی USDA، مرکز منابع آب ایلینویز، و مرکز کمک هزینه Sun منطقه ای شمال مرکزی تامین شد.
حمایت از استارتاپ توسط دانشگاه ارائه شد. دانشکده علوم کشاورزی، مصرف کننده و محیط زیست؛ و گروه علوم غذایی و تغذیه انسان.
/ انتشار عمومی. این مطالب از سازمان/نویسنده (نویسندگان) مبدأ ممکن است ماهیت لحظه به لحظه داشته باشد و برای وضوح، سبک و طولانی ویرایش شده باشد. Mirage.News مواضع یا طرفهای نهادی اتخاذ نمیکند و تمام دیدگاهها، مواضع و نتیجهگیریهای بیان شده در اینجا صرفاً متعلق به نویسنده یا نویسنده است.
