वैज्ञानिकों ने बिजली से उत्पन्न खाद्य स्वच्छता के लिए यूवी-सी उपकरण विकसित किया है

ट्राइबो-सैनिटाइज़र एक स्व-संचालित उपकरण है जो ताजा उपज, खाद्य पैकेजिंग और सतहों पर खाद्य जनित बीमारी का कारण बनने वाले बैक्टीरिया को निष्क्रिय करने के लिए यूवीसी लैंप का उपयोग करता है।

फोटो फ्रेड ज़्विकी द्वारा

शैंपेन, इलिनोइस - इलिनोइस विश्वविद्यालय अर्बाना-शैंपेन के वैज्ञानिकों ने ट्राइबो-सैनिटाइजर नामक एक पोर्टेबल, स्व-संचालित पराबैंगनी-सी उपकरण विकसित किया है जो कई खाद्य जनित बीमारियों और मौतों के लिए जिम्मेदार दो जीवाणुओं को निष्क्रिय कर सकता है।

टीम में बाएं से, डॉक्टरेट छात्र ज़ाचरी (झेनहुई) जिन, खाद्य सुरक्षा और इंजीनियरिंग प्रोफेसर यी-चेंग वांग और स्नातक छात्र लॉन्गवेन ली शामिल थे।

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ट्राइबो-सैनिटाइज़र का यूवीसी लैंप ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करके संचालित होता है - बिजली जो तब उत्पन्न होती है जब दो भिन्न सामग्री संपर्क में आती हैं। जर्नल नैनो एनर्जी में प्रकाशित निष्कर्षों के अनुसार, परीक्षणों में ट्राइबो-सैनिटाइजर ने मुख्य रूप से उनके डीएनए को नुकसान पहुंचाकर दो संभावित घातक खाद्य जनित बैक्टीरिया, एस्चेरिचिया कोली O157:H7 और लिस्टेरिया मोनोसाइटोजेन्स को सफलतापूर्वक निष्क्रिय कर दिया।

परीक्षण लक्ष्य के रूप में चुने गए बैक्टीरिया अमेरिका में गंभीर खाद्य जनित बीमारी के फैलने के सबसे आम कारणों में से दो हैं एस्चेरिचिया कोली विषाक्त पदार्थों का उत्पादन करता है जो गंभीर पेट में ऐंठन, बुखार, खूनी दस्त और गुर्दे की विफलता का कारण बन सकता है, और लिस्टेरिया मोनोसाइटोजेन्स लिस्टेरियोसिस का कारण बन सकता है, जिसमें किसी भी खाद्य जनित बीमारी के कारण अस्पताल में भर्ती होने और मृत्यु दर की उच्चतम दर।

टीम ने तरल पदार्थ और तीन ठोस पदार्थों में बैक्टीरिया के साथ ट्राइबो-सैनिटाइज़र की परिशोधन क्षमता का आकलन किया - ताजा सेब के छिलके, रोमेन लेट्यूस और पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट, जिसे आमतौर पर पीईटी के रूप में जाना जाता है, जो भोजन और पेय पैकेजिंग के लिए एक लोकप्रिय सामग्री है।

परिणामों ने संकेत दिया कि ट्राइबो-सैनिटाइज़र में खाद्य एवं औषधि प्रशासन के स्वच्छता मानकों को पूरा करने की मजबूत क्षमता थी। खाद्य सुरक्षा और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, संबंधित लेखक यी-चेंग वांग ने कहा, विशेष रूप से, डिवाइस ने "बफर समाधान और पीईटी में ई. कोली तनाव पर कम से कम 99.999% की कटौती हासिल की, जो ट्राइबो-सैनिटाइज़र की उत्कृष्ट परिशोधन क्षमता को प्रदर्शित करता है।" .

उत्पादन पर, डिवाइस ने ई. कोली बैक्टीरिया के लिए लगभग 99.98% और सेब के छिलकों पर एल. मोनोसाइटोजेन्स के लिए 99.9%, और रोमेन लेट्यूस पर ई. कोली के लिए 99.8% और एल. मोनोसाइटोजेन्स के लिए 98% की छोटी लेकिन फिर भी उपयोगी कटौती हासिल की। , पेपर के अनुसार।

डॉक्टरेट छात्र ज़ाचरी (झेनहुई) जिन, जो पूर्व छात्र फुजुंझू के साथ पेपर के सह-प्रथम लेखक थे, ने कहा, "ये परिणाम अन्य अध्ययनों में रिपोर्ट किए गए परिणामों के बराबर हैं, जिसमें ताजा उपज के परिशोधन के लिए वाणिज्यिक शक्ति स्रोत के साथ यूवी प्रकाश का उपयोग किया गया था।" झाओ. स्नातक छात्र लोंगवेन ली ने भी अध्ययन में भाग लिया।

ट्राइबो-सैनिटाइज़र का ट्राइबोइलेक्ट्रिक पावर स्रोत परिवेशीय वातावरण से यांत्रिक ऊर्जा को परिवर्तित कर सकता है - उदाहरण के लिए, मानव गति और हवा से - जो अन्यथा बर्बाद हो जाएगा, यही कारण है कि अनुसंधान टीम इसे "स्व-संचालित" के रूप में वर्णित करती है, वांग ने कहा।

एक वायु अंतराल जिसे टीम ने अपने ट्राइबोइलेक्ट्रिक पावर स्रोत की नकल के डिजाइन में शामिल किया

इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से हवा को तोड़कर बिजली गिरना। अध्ययन के अनुसार, इस नवाचार ने ट्राइबो-सैनिटाइज़र के आउटपुट को 4,{2}} वोल्ट से अधिक तक बढ़ा दिया और इसके यूवीसी लैंप की चमक में उल्लेखनीय वृद्धि की।

जबकि ट्राइबो-सैनिटाइज़र लैंप जैसी प्रकाश-आधारित प्रौद्योगिकियाँ "जब सतहें सीधे प्रकाश स्रोत के संपर्क में आती हैं तो बहुत प्रभावी हो सकती हैं," वांग ने कहा कि वे उन क्षेत्रों को पर्याप्त रूप से कीटाणुरहित नहीं कर सकते हैं जो सीधे तौर पर प्रकाशित नहीं होते हैं जैसे कि लेट्यूस और सेब के छिलकों पर असमान या खुरदरी सतहें .

उन्होंने कहा, "अन्य परिशोधन विधियों को शामिल करके या विभिन्न कोणों पर कई प्रकाश स्रोतों का उपयोग करके इसे संबोधित किया जा सकता है।" "यह भविष्य की उन दिशाओं में से एक है जिस पर हम काम कर रहे हैं। और अगर परिवहन या भंडारण इकाइयों जैसी मौजूदा सुविधाओं में ठीक से शामिल किया जाए, तो ट्राइबो-सैनिटाइज़र संभावित रूप से वाणिज्यिक बिजली की आवश्यकता के बिना आपूर्ति श्रृंखला में निरंतर परिशोधन प्रदान कर सकता है।"

यद्यपि ई. कोलाई बैक्टीरिया में 99.999% कमी प्राप्त करने के लिए आवश्यक समय की अवधि लंबी थी - वर्तमान में 90 मिनट - जिन ने कहा कि डिवाइस की निरंतर परिशोधन प्राप्त करने की क्षमता, जैसे कि राजमार्ग पर ट्रकों के भीतर, का मतलब है कि यह विस्तारित समय नहीं होना चाहिए एक बड़ी कमी के रूप में देखा जा सकता है। उन्होंने कहा, टीम ट्राइबो-सैनिटाइज़र को बेहतर बनाने के अपने प्रयास जारी रखे हुए है, और "भविष्य में इस समय के बहुत कम होने की उम्मीद की जा सकती है।"

विश्व स्वास्थ्य संगठन के अनुसार, खाद्य जनित बीमारी सालाना लगभग 600 मिलियन लोगों को प्रभावित करती है, जिसके परिणामस्वरूप 420,{2}} मौतें होती हैं। अमेरिकी कृषि विभाग और डब्ल्यूएचओ के अनुमान के अनुसार, खाद्य संदूषण के परिणामों से निपटने की आर्थिक लागत अमेरिका में प्रति वर्ष 15.6 अरब डॉलर से अधिक और निम्न और मध्यम आय वाले देशों में 110 अरब डॉलर से अधिक है। वांग ने कहा कि ट्राइबो-सैनिटाइज़र इन समस्याओं को कम करने का एक नया साधन प्रस्तुत करता है।

उपभोक्ता घर पर सतहों, खाद्य पदार्थों और अन्य चीजों को साफ करने के लिए ट्राइबो-सैनिटाइज़र का उपयोग कर सकते हैं क्योंकि "डिवाइस को बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री की अनुमानित लागत $ 70 से कम है," जिन ने कहा।

डिवाइस का स्व-संचालित चरित्र इसे "प्राकृतिक आपदा क्षेत्रों और संघर्ष क्षेत्रों जैसे कम-संसाधन सेटिंग्स में उपयोग के लिए उत्कृष्ट क्षमता प्रदान करता है जहां बिजली अनुपस्थित या अविश्वसनीय है," ली ने कहा।

वांग ने कहा, खाद्य सुरक्षा समस्याओं को कम करने के साथ-साथ, ये उपकरण सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्याओं, जैसे नई महामारी की तैयारी और प्रतिक्रिया देने में भी उपयोगी हो सकते हैं।

अनुसंधान को आंशिक रूप से यूएसडीए के राष्ट्रीय खाद्य और कृषि संस्थान, इलिनोइस जल संसाधन केंद्र और उत्तर मध्य क्षेत्रीय सन ग्रांट केंद्र द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

विश्वविद्यालय द्वारा स्टार्टअप सहायता प्रदान की गई; कृषि, उपभोक्ता और पर्यावरण विज्ञान महाविद्यालय; और खाद्य विज्ञान और मानव पोषण विभाग।

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