Znanstveniki razvili UV-C napravo za higieno hrane, ki jo sproži strela

Tribo-sanitizer je naprava z lastnim napajanjem, ki uporablja UVC žarnico za inaktivacijo bakterij, ki povzročajo bolezni, ki se prenašajo s hrano, na svežih pridelkih, embalaži živil in površinah.

Avtor fotografije: Fred Zwicky

CHAMPAIGN, Ill. - Znanstveniki z Univerze Illinois Urbana-Champaign so razvili prenosno ultravijolično C napravo z lastnim napajanjem, imenovano Tribo-sanitizer, ki lahko inaktivira dve bakteriji, odgovorni za številne bolezni in smrti, ki se prenašajo s hrano.

Ekipa je vključevala z leve doktorski študent Zachary (Zhenhui) Jin, profesor varnosti hrane in inženiringa Yi-Cheng Wang in podiplomski študent Longwen Li.

Avtor fotografije: Fred Zwicky

UVC žarnica Tribo-sanitizerja se napaja s triboelektričnim učinkom – elektriko, ki nastane, ko prideta v stik dva različna materiala. V testih je Tribo-sanitizer uspešno inaktiviral dve potencialno smrtonosni bakteriji, ki se prenašata s hrano, Escherichia coli O157:H7 in Listeria monocytogenes, predvsem tako, da je poškodoval njuno DNK, glede na ugotovitve, objavljene v reviji Nano Energy.

Bakterije, izbrane za tarče testiranja, sta dva najpogostejša povzročitelja resnih izbruhov bolezni, ki se prenašajo s hrano, v ZDA. Escherichia coli proizvaja toksine, ki lahko povzročijo hude trebušne krče, vročino, krvavo drisko in odpoved ledvic, Listeria monocytogenes pa lahko povzroči listeriozo, ki ima najvišje stopnje hospitalizacij in umrljivosti zaradi katere koli bolezni, ki se prenaša s hrano.

Ekipa je ocenila sposobnost dekontaminacije Tribo-sanitizerja z bakterijami v tekočinah in na treh trdnih snoveh – svežih jabolčnih olupkih, zeleni solati in polietilen tereftalatu, splošno znanem kot PET, priljubljenem materialu za pakiranje hrane in pijače.

Rezultati so pokazali, da ima Tribo-sanitizer velik potencial za izpolnjevanje sanitarnih standardov Urada za hrano in zdravila. Natančneje, naprava je "dosegla najmanj 99,999-odstotno zmanjšanje seva E. coli v pufrski raztopini in na PET, kar dokazuje odlično sposobnost dekontaminacije Tribo-sanitizerja," je povedal ustrezni avtor Yi-Cheng Wang, profesor varnosti hrane in inženiringa. .

Pri proizvodnji je naprava dosegla manjša, a še vedno uporabna zmanjšanja za približno 99,98 % za bakterije E. coli in 99,9 % za L. monocytogenes na jabolčnih olupkih ter 99,8 % za E. coli in 98 % za L. monocytogenes na rimski solati , glede na časopis.

Ti rezultati "so primerljivi s tistimi, o katerih so poročali v drugih študijah, ki so uporabljale UV-svetlobo s komercialnim virom energije za dekontaminacijo svežih proizvodov," je dejal doktorski študent Zachary (Zhenhui) Jin, ki je bil prvi avtor prispevka z alumnom Fujunzhujem. Zhao. V študiji je sodeloval tudi podiplomski študent Longwen Li.

Triboelektrični vir energije Tribo-sanitizerja lahko pretvori mehansko energijo iz zunanjega okolja - na primer iz človeških gibov in vetra -, ki bi bila sicer izgubljena, zato ga raziskovalna skupina opisuje kot "samostojnega napajanja", je dejal Wang.

Zračna reža, ki jo je ekipa vključila v zasnovo svojega triboelektričnega vira energije posnema

strela z elektrostatičnim razbijanjem zraka. Ta inovacija je glede na študijo povečala izhod Tribo-sanitizerja na več kot 4,000 voltov in opazno povečala svetlost njegove UVC žarnice.

Medtem ko so tehnologije, ki temeljijo na svetlobi, kot je svetilka Tribo-sanitizer, "lahko zelo učinkovite, ko so površine neposredno izpostavljene viru svetlobe," je Wang dejal, da morda ne bodo ustrezno dekontaminirale območij, ki niso neposredno osvetljena, kot so neravne ali grobe površine na solati in jabolčnih olupkih. .

"To bi lahko rešili z vključitvijo drugih metod dekontaminacije ali uporabo več svetlobnih virov pod različnimi koti," je dejal. "To je ena od prihodnjih usmeritev, na katerih delamo. In če bi ga Tribo-sanitizer pravilno vključil v obstoječe objekte, kot so transportne ali skladiščne enote, bi lahko zagotovil neprekinjeno dekontaminacijo v celotni dobavni verigi brez potrebe po komercialni moči."

Čeprav je bil čas, potreben za doseganje 99,999-odstotnega zmanjšanja bakterij E. coli, dolg – ​​trenutno 90 minut –, je Jin dejal, da potencial naprave za doseganje stalne dekontaminacije, na primer znotraj tovornjakov na avtocesti, pomeni, da ta podaljšani čas ne bi smel obravnavati kot veliko pomanjkljivost. Ekipa si še naprej prizadeva izboljšati Tribo-sanitizer in "lahko pričakujemo, da bo ta čas v prihodnosti veliko krajši," je dejal.

Po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije bolezni, ki se prenašajo s hrano, letno prizadenejo skoraj 600 milijonov ljudi, kar povzroči 420000 smrti. Ekonomski stroški obvladovanja posledic kontaminacije hrane znašajo več kot 15,6 milijarde dolarjev na leto v ZDA in 110 milijard dolarjev v državah z nizkim in srednjim dohodkom, po ocenah ameriškega ministrstva za kmetijstvo oziroma WHO. Wang je dejal, da Tribo-sanitizer predstavlja novo sredstvo za lajšanje teh težav.

Potrošniki bi lahko uporabljali Tribo-sanitizers doma za razkuževanje površin, živil in več, ker je "ocenjeni strošek materialov, uporabljenih za izdelavo naprave, nižji od 70 USD," je dejal Jin.

Naprava z lastnim napajanjem daje tudi "odličen potencial za uporabo v okoljih z malo virov, kot so območja naravnih nesreč in konfliktna območja, kjer elektrike ni ali je nezanesljiva," je dejal Li.

Poleg blažitve težav z varnostjo hrane bi te naprave lahko bile koristne tudi pri reševanju problemov javnega zdravja, kot je priprava na nove pandemije in odziv nanje, je dejal Wang.

Raziskavo so delno financirali Nacionalni inštitut za prehrano in kmetijstvo USDA, Center za vodne vire Illinoisa in North Central Regional Sun Grant Center.

Podporo startupom je zagotovila univerza; Visoka šola za kmetijske, potrošniške in okoljske vede; in oddelek za živilstvo in človeško prehrano.

/Objava za javnost. To gradivo izvorne organizacije/avtorja(-ev) je lahko časovno naravnano in urejeno zaradi jasnosti, sloga in dolžine. Mirage.News ne zavzema institucionalnih stališč ali strani in vsi pogledi, stališča in zaključki, izraženi tukaj, so izključno avtorjev(-ov).