מדענים מפתחים מכשיר UV-C לתברואה במזון הנוצץ מברק
Dec 19, 2023
ה-Tribo-sanitizer הוא מכשיר בעל הפעלה עצמית המשתמש במנורת UVC כדי להשבית חיידקים הגורמים למחלות הנישאות במזון על תוצרת טרייה, אריזות מזון ומשטחים.
תמונה מאת פרד זוויקי
CHAMPAIGN, אילינוי - מדענים מאוניברסיטת אילינוי Urbana-Champaign פיתחו מכשיר נייד עם הפעלה עצמית של אולטרה סגול-C בשם Tribo-sanitizer שיכול להשבית שניים מהחיידקים האחראים להרבה מחלות ומקרי מוות הנישאים במזון.
הצוות כלל, משמאל, את הדוקטורנט Zachary (Zhenhui) Jin, פרופסור לבטיחות מזון והנדסה יי-צ'נג וואנג והסטודנטית לתואר שני Longwen Li.
תמונה מאת פרד זוויקי
מנורת ה-UVC של Tribo-sanitizer מופעלת באמצעות האפקט הטריבו-אלקטרי - חשמל שנוצר כאשר שני חומרים שונים באים במגע. בבדיקות, ה-Tribo-sanitizer השבית בהצלחה שני חיידקים שעלולים להיות קטלניים במזון, Escherichia coli O157:H7 ו- Listeria monocytogenes, בעיקר על ידי פגיעה ב-DNA שלהם, על פי ממצאים שפורסמו בכתב העת Nano Energy.
החיידקים שנבחרו כיעדי בדיקה הם שניים מהגורמים הנפוצים ביותר להתפרצויות של מחלות קשות הנישאות במזון בארה"ב Escherichia coli מייצר רעלים שעלולים לגרום להתכווצויות בטן חמורות, חום, שלשול דמי ואי ספיקת כליות, ו- Listeria monocytogenes עלולה לגרום ליסטריוזיס, אשר יש השיעור הגבוה ביותר של אשפוז ותמותה מכל מחלה הנישאת במזון.
הצוות העריך את יכולת הטיהור של Tribo-sanitizer עם חיידקים בנוזלים ועל שלושה מוצקים - קליפות תפוחים טריים, חסה רומאנית ופוליאתילן טרפתלט, הידוע בכינויו PET, חומר פופולרי לאריזת מזון ומשקאות.
התוצאות הצביעו על כך שלחומר החיטוי Tribo יש פוטנציאל חזק לעמוד בתקני החיטוי של מינהל המזון והתרופות. באופן ספציפי, המכשיר "השיג הפחתות של לפחות 99.999% בזן E. coli בתמיסת חיץ וב-PET, מה שמדגים את יכולת הטיהור המצוינת של Tribo-sanitizer", אמר המחבר המקביל יי-צ'נג וואנג, פרופסור לבטיחות מזון והנדסה. .
בתוצרת, המכשיר השיג הפחתות קטנות יותר אך עדיין שימושיות של כ-99.98% עבור חיידקי ה-E. coli ו-99.9% עבור L. monocytogenes על קליפות התפוח, ו-99.8% עבור E. coli ו-98% עבור L. monocytogenes על חסה רומית. , לפי העיתון.
תוצאות אלו "דומות לאלו שדווחו במחקרים אחרים שהשתמשו באור UV עם מקור כוח מסחרי לטיהור תוצרת טרייה", אמר הדוקטורנט זכרי (ז'נהוי) ג'ין, שהיה הכותב הראשון של המאמר עם בוגר פוג'ונזו זאו. במחקר השתתפה גם סטודנטית לתואר שני Longwen Li.
מקור הכוח הטריבו-אלקטרי של ה-Tribo-sanitizer יכול להמיר אנרגיה מכנית מהסביבה הסביבתית - למשל, מתנועות אנושיות ורוח - שאחרת הייתה מתבזבזת, וזו הסיבה שצוות המחקר מתאר אותה כ"מופעלת מעצמה", אמר וואנג.
פער אוויר שהצוות שילב בעיצוב מחקה מקור הכוח הטריבו-אלקטרי שלהם
ברק על ידי פירוק אוויר אלקטרוסטטי. חידוש זה הגדיל את התפוקה של Tribo-sanitizer ליותר מ-4,000 וולט והגדיל באופן ניכר את הבהירות של מנורת ה-UVC שלו, על פי המחקר.
בעוד שטכנולוגיות מבוססות אור כמו המנורה של Tribo-sanitizer "יכולות להיות יעילות מאוד כאשר משטחים נחשפים ישירות למקור האור", אמר וואנג כי ייתכן שהן לא יטהרנו כראוי אזורים שאינם מוארים ישירות כמו משטחים לא אחידים או מחוספסים על חסות וקליפות תפוחים. .
"ניתן לטפל בזה על ידי שילוב שיטות טיהור אחרות או שימוש במספר מקורות אור בזוויות שונות", אמר. "זהו אחד הכיוונים העתידיים עליהם אנו עובדים. ואם ישולבו כראוי במתקנים קיימים כגון יחידות הובלה או אחסון, ה-Tribo-sanitizer עשוי לספק טיהור מתמשך לאורך כל שרשרת האספקה ללא צורך בכוח מסחרי".
למרות שמשך הזמן הדרוש להשגת הפחתה של 99.999% בחיידקי E. coli היה ארוך - נכון לעכשיו 90 דקות - ג'ין אמר שהפוטנציאל של המכשיר להשיג טיהור מתמשך, כמו בתוך משאיות על הכביש המהיר, פירושו שהזמן הממושך הזה לא צריך להיראות כחסרון משמעותי. הצוות ממשיך במאמצים לשפר את ה-Tribo-sanitizer, ו"אפשר לצפות שהזמן הזה יהיה הרבה יותר קצר בעתיד", אמר.
לפי ארגון הבריאות העולמי, מחלות הנישאות במזון משפיעות על כמעט 600 מיליון אנשים מדי שנה, וכתוצאה מכך 420,000 מקרי מוות. העלות הכלכלית של ההתמודדות עם ההשלכות של זיהום מזון היא יותר מ-15.6 מיליארד דולר בשנה בארה"ב ו-110 מיליארד דולר במדינות בעלות הכנסה נמוכה ובינונית, על פי הערכות של משרד החקלאות האמריקאי ו-WHO, בהתאמה. וואנג אמר שחומר החיטוי Tribo מייצג אמצעי חדש להקלת הבעיות הללו.
צרכנים יכולים להשתמש בחומרי חיטוי טריבו בבית כדי לחטא משטחים, מזון ועוד, כי "העלות המשוערת של החומרים המשמשים לבניית המכשיר היא פחות מ-70 דולר", אמר ג'ין.
אופיו העצמי של המכשיר מעניק לו גם "פוטנציאל מצוין לשימוש בהגדרות מצומצמות משאבים כמו אזורי אסון טבע ואזורי עימות שבהם חשמל נעדר או לא אמין", אמר לי.
יחד עם הפחתת בעיות בטיחות המזון, מכשירים אלה יכולים להיות שימושיים גם בטיפול בבעיות בריאות הציבור, כגון הכנה למגיפות חדשות ותגובה אליהן, אמר וואנג.
המחקר מומן חלקית על ידי המכון הלאומי למזון וחקלאות של משרד החקלאות, מרכז משאבי המים של אילינוי ומרכז מענק השמש האזורי בצפון מרכז.
תמיכה בסטארט-אפים ניתנה על ידי האוניברסיטה; המכללה למדעי החקלאות, הצרכנות והסביבה; והמחלקה למדעי המזון ותזונת האדם.
/פרסום לציבור. חומר זה מהארגון/המחברים שמקורם עשוי להיות בעל אופי נקודת-זמן, וערוך לצורך בהירות, סגנון ואורך. Mirage.News אינה נוקטת בעמדות או צדדים מוסדיים, וכל ההשקפות, העמדות והמסקנות המובעות כאן הינן אך ורק של המחבר/ים.
