Elektronika.lt
 2021 m. balandžio 16 d. Projektas | Reklama | Žinokite | Klausimai | Prisidėkite | Atsiliepimai | Kontaktai
Paieška portale
EN Facebook RSS

 Kas naujo  Katalogas  Parduotuvės  Forumas  Tinklaraščiai
 Pirmas puslapisSąrašas
 NaujienosSąrašas
 StraipsniaiSąrašas
 Vaizdo siužetaiSąrašas
 Nuolaidos, akcijosSąrašas
 Produktų apžvalgosSąrašas
 Naudingi patarimaiSąrašas
 Vykdomi projektaiSąrašas
 - Elektronika, automatika
 - Kompiuterija
 - Telekomunikacijos
 - Organizaciniai
 Schemų archyvasSąrašas
 Teorija, žinynaiSąrašas
 Nuorodų katalogai
 Įvairūs siuntiniai
 Bendravimas
 Skelbimai ir pasiūlymai
 Elektronikos remontas
 Robotų kūrėjų klubas
 RTN žurnalo archyvas






 Verta paskaityti
Balandžio 16 d. 11:50
KTU mokslininkai sukūrė inovatyvų greičio matuoklį ir sistemą
Balandžio 16 d. 08:20
„Sony“ turi naujienų taupantiems: pristatė paslaptimi apgaubtą „Xperia 10 III“
Balandžio 15 d. 20:29
„Telia“ ir „Teltonika Networks“ kuria pirmuosius lietuviškus 5G produktus
Balandžio 15 d. 17:30
Paspirtukų vairuotojai patiria nuostolius, kurie viršija 60 tūkst. eurų
Balandžio 15 d. 14:12
Elektroninių sukčiavimų mastas Lietuvoje per pandemiją išaugo kartais
Balandžio 15 d. 11:33
Elektrinis ir efektyvus: „Audi Q4 e-tron“ ir „Q4 Sportback e-tron“
Balandžio 15 d. 08:23
Interneto planai, skambučių ir žinučių kaina: kodėl seniems klientams paslaugos brangesnės? (4)
Balandžio 14 d. 20:15
Ateityje virtualiai galėsite jausti viską – kaip atrodys pojūčių internetas?
Balandžio 14 d. 18:26
4 būdai, kaip užtikrinti vaikų saugumą naudojantis telefonu
Balandžio 14 d. 16:58
LSS prezidentas: vidutinė studentų stipendija Lietuvoje 3 kartus mažesnė nei skurdo ribos lygis
FS19 Mods
FS19 Courseplay, FS19 Maps, FS19 Seasons
GTA 5 Mods
GTA 5 Cheats, GTA 5 vehicle mods, GTA 5 Map mods
FS 19 Tractors
Farming Simulator 19 Mods, FS 19 Maps, FS 19 Trucks
ETS2 Mods
ETS2 Trucks, ETS2 Bus, Euro Truck Simulator 2 Mods
FS19 Combines
Farming Simulator 19 Mods, FS19 Trucks, FS 19 Mods
VAT calculator
VAT number check, What is VAT, How much is VAT
LS19 Mods
Fs19 modhub, fs19 maps, FS19 Seasons
FS19 Mapy
Farming Simulator 19 mody, FS19 Tractor, FS19 Truck
MSFS2020 Liveries
Flight Simulator 2020 Mods, MSFS2020 Scener, MSFS2020 Airports
Sims 4 Mods
Sims 4 cheats, Sims 4 money cheat, Sims 4 careers
Lastenvaunut
Turvaistuin, Matkarattaat, Lasten vaatteet
Paskola internetu
Vartojimo paskola, paskola automobiliui, paskola būsto remontui
„TFBank“ paskolos
Vartojimo paskola, auto paskola, paskolos refinansavimas
Reklama
 Vykdomi projektai » Elektronika, automatika Dalintis | Spausdinti

Lietuvių inovacija: sukūrė galingą prietaisą, naikinantį maiste esančias kenksmingas bakterijas

Publikuota: 2021-04-02 14:32
Tematika: Elektronika, automatika
Vykdytojai: Profesionalai
Inf. šaltinis: LRT.lt

Lietuvos mokslininkų komanda sukūrė inovatyvų prietaisą – galingą elektrinių impulsų generatorių, elektroporatorių, leidžiantį pasterizuoti maisto produktus, panaudojant impulsinio elektrinio lauko technologijas ir atveriantį kelius naujų, pranašesnių technologijų proveržiui maisto pramonėje.

 Rodyti komentarus (0)
Įvertinimas:  1 2 3 4 5 

Lietuvos mokslininkų komanda sukūrė inovatyvų prietaisą – galingą elektrinių impulsų generatorių, elektroporatorių, leidžiantį pasterizuoti maisto produktus, panaudojant impulsinio elektrinio lauko technologijas (IEL) ir atveriantį kelius naujų, pranašesnių technologijų proveržiui maisto pramonėje, rašoma Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) siųstame pranešime.

Elektroporatorius / FTMC nuotr.
Elektroporatorius / FTMC nuotr.

FTMC mokslininkų grupė, vadovaujama Funkcinių medžiagų ir elektronikos skyriaus vadovės prof. dr. Nerijos Žurauskienės, neseniai su verslo partneriais baigė įgyvendinti kelerius metus trukusį, ES struktūrinių fondų remiamą projektą. Jo metu stipriausio Baltijos šalyse mokslinių tyrimų ir inovacijų kūrimo centro mokslininkai sukūrė unikalią inovaciją – elektrinius impulsus generuojančio elektroporatoriaus pramoninį prototipą. FTMC mokslininkų išvystytą aukštųjų technologijų projektą bei jo galimus taikymus įvairiose srityse pristatė Bioelektrinių reiškinių laboratorijos vadovas dr. Arūnas Stirkė ir projekto koordinatorė prof. dr. Nerija Žurauskienė.

– Kaip veikia prietaisas, vadinamas elektroporatoriumi? Kokiose srityse aktualiausi šio projekto metu jūsų tirti elektrinio lauko impulsų valdymo ir pritaikymo procesai?

– Elektroporatorius – tai elektrinių impulsų generatorius, kurį naudodami stipraus elektrinio lauko impulsais galime paveikti augalų, gyvūnų ar mikroorganizmų ląsteles. Šio proceso metu ląstelių membranose gali susiformuoti poros, kurios pakeičia ląstelių gyvybingumą, aktyvumą bei įvairias kitas ląstelių savybes.

Viena iš jautrių sričių, kurioje itin aktualu gebėti kontroliuoti ir įtakoti įvairius biologinius procesus ląstelėse – maisto pramonė. Todėl maisto apdorojimas neterminiu būdu, kai išsaugoma daugiau vertingųjų medžiagų, yra labai svarbi elektrinio lauko impulsų taikymo sritis.

Trumpai kalbant, elektropasterizacija – maisto apdorojimas elektroporatoriumi – vyksta patalpinant skystį ar pusiau kietą maistą tarp dviejų elektrodų ir sukuriant trumpą (μs trukmės) 5-50 kV/cm elektrinį lauką. Tokiu būdu, apdorodami maisto produktus impulsinio elektrinio lauko technologija (IEL), sukuriame trumpus elektros impulsus, kurie sunaikina mikrobus, tačiau padaro labai minimalų poveikį maisto kokybei. Svarbiausia, kad lyginant su tradiciniu terminiu maisto apdorojimu, IEL yra žymiai pranašesnė: mikroorganizmus elektra nužudo, tuo tarpu maisto spalva, skonis, struktūra bei maistinės vertės – išlieka.

Vertingų biokomponentų išskyrimas (ekstrakcija) iš įvairių ląstelių – elektroekstrakcija, tai dar viena aktuali sritis, kur naudojama impulsinio elektrinio lauko technologija. Šiuo metu pasaulyje stipriausiai vystomos ir didžiausią potencialą atsinaujinančioje energetikoje, žaliojoje chemijoje bei medicinoje turi mikrodumblių technologijos. Mokslininkai ieško įvairių būdų, kaip iš gėlavandenių mikrodumblių išgauti nepolinius riebalus, omega rūgštis, astaksantiną, karotenus ir kitus naudinguosius komponentus. Dar didesne įvairove ir bioaktyvių komponentų kiekiais pasižymi jūros dumbliai.

– Kuo ypatingas yra šis, inovatyvus prietaisas, sukurtas FTMC mokslininkų komandos? Sakėte, kad esate pirmieji, sukūrę tokį prototipą Lietuvoje.

– Siekiant efektyviai atlikti elektropasterizaciją/elektroekstrakciją, svarbu pasirinkti tinkamus IEL generavimo įtaisus. Pagrindinis impulsinio elektrinio lauko (IEL) technologijos principas yra trumpų impulsų, kurių elektrinio lauko stipris siekia 3 – 100 kV/cm ir trukmė nuo mikrosekundžių iki milisekundžių, panaudojimas. Projekto metu turėjome tikslą išanalizuoti, sukurti, pagaminti bei ištirti impulsinio lauko generatorių įtaisus, kuriuos naudodami galėtume ištirti technologinius režimus, įgalinančius valdyti procesus, vykstančius ląstelėse.

Dauguma šiuo metu plačiai naudojamų komercinių elektroporacijos prietaisų leidžia dirbti tik su mažo tūrio (mililitrų) talpomis (kiuvetėmis). Tai apsunkina ir trikdo pramonės procesus, kadangi negalima elektroporatoriumi vienu metu apdoroti didelio kiekio biologinių medžiagų. Unikalus didelės galios impulsų generatorius/elektroporatorius atveria duris į didesnės nei litro skalės tyrimus. Tai reikšmingas pasiekimas šioje srityje, mūsų žiniomis – tokio analogiško prototipo Lietuvoje dar nėra sukurta.

Galia, taip pat platus impulsų trukmės ir amplitudės ruožas – pagrindinės, išskirtinės šio elektroporatoriaus prototipo ypatybės. FTMC jau dešimt metų mūsų komandos vykdomi unikalūs tęstiniai moksliniai tyrimai atskleidė naujų žinių apie elektroporacijos panaudojimo sritis. Per šį laikotarpį atlikome daug eksperimentinės plėtros darbų su Lietuvos įmonėmis, kurie parodė, kad siekiant įdiegti šį metodą gamyboje, reikalingas inovatyvus prietaisas, elektroporatorius, gebantis apdoroti medžiagų kiekius, didesnius nei laboratorinės skalės mėginiai. Keletą metų intensyviai ieškojome partnerių tokiam projektui. Ir prieš dvejus metus pavyko: subūrėme inžinierių, mokslininkų komandą iš Funkcinių medžiagų ir elektronikos skyriaus bei UAB „Geozondas“, gavome MITA finansavimą projektui ir įgyvendinome šią idėją – sukūrėme inovatyvų elektroporatoriaus prototipą, kokio Lietuvoje iki šiol nebuvo.

– Kokiomis išskirtinėmis techninėmis ypatybėmis, galimybėmis pasižymi jūsų sukurtas prietaisas? Kiek tam tikrus procesai tampa efektyvesniais, spartesniais: pvz., greičiau atliekami tam tikri matavimai, pateikiami tikslesni rezultatai ar kt.?

– Šis prietaisas – tarpinis variantas tarp mokslininkų laboratorijose naudojamo elektroporatoriaus ir pramoninio prietaiso. Pagrindinis tikslas, kurio su komanda siekėme kurdami šį prototipą: pereiti nuo laboratorinės skalės eksperimentų (maža srovė ir įtampa, mažos talpos kiuvetės ir pan.) prie didesnės skalės – didesnė srovė, įtampa ir talpų tūris.

Sukūrėme prietaisą, kuris veikia pagal Markso generatoriaus principą ir yra sudarytas iš dviejų modulių. Pirmame modulyje gali būti sukaupta energija iki 25 J, antrame iki 100 J. Priklausomai nuo apkrovos, pirmas modulis gali generuoti elektrinius impulsus su įtampos amplitude iki 20 kV, srovės amplitude iki 1 kA ir impulsų trukme nuo 5 μs ir daugiau (impulsas turi gęstančios eksponentės formą).

Antro modulio parametrai: įtampos amplitudė iki 30 kV, srovės amplitudė iki 2 kA, impulsų trukmė nuo 20 μs ir daugiau. Generatorius taip pat gali generuoti pavienius elektros impulsus, nustatytą impulsų kiekį arba generuoti neribotą impulsų kiekį.

Taip pat pagrindinė unikali šio prietaiso ypatybė – su juo galima nepriklausomai atlikti tyrimus ne tik su mažo tūrio laboratorinėmis talpomis (kelių ml kiuvetėmis), bet ir su didesniais indais ar netgi pratekančia sistema, galinčia apdoroti didesnius mėginio kiekius.

Dar labai svarbus yra prietaiso elektronikos komponentų ir kiuvetės elektrodų tyrimas: kaip jie dėvisi, koks jų ilgaamžiškumas, saugumas ir pan. Tokie tyrimai būtini dėl naujų žinių šioje srityje, taip pat – tokiu būdu kyla naujų mokslinių iššūkių. Atlikę šiuos tyrimus, įgyvendinsime kitą mūsų tikslą – įdiegti elektroporacijos metodą įvairiose pramonėse.

– Supažindinkite su komanda: kiek mokslininkų, kitų sričių specialistų dirbo kurdami šį unikalų eksperimentinį elektroporatorių?

– Įrenginio prototipą kūrė FTMC mokslininkų komanda, kurioje daug jaunų specialistų: dr. Voitech Stankevič, Aldas Dervinis, Dalius Augustinas, dr. Skirmantas Keršulis, dr. Arūnas Stirkė ir dr. Povilas Šimonis. Projekto vadovė ir koordinatorė – FTMC Funkcinių medžiagų ir elektronikos skyriaus vadovė prof. dr. Nerija Žurauskienė.

Elektroporatorių sukūrusi mokslininkų komanda / FTMC nuotr.
Elektroporatorių sukūrusi mokslininkų komanda / FTMC nuotr.

V. Stankevič pasiūlė inovatyvaus elektroporatoriaus veikimo principą ir pagrindinę elektrinę schemą, kontroliavo jos įgyvendinimą, simuliavo ir skaičiavo pagrindines prietaiso charakteristikas. A. Dervinis buvo atsakingas už įrenginio dizainą, elektroninio valdymo bloko projektavimą ir gamybą bei už elektrinių impulsų parametrų matavimo modulį. D. Augustinas rūpinosi šio prietaiso galios bloko projektavimu ir montavimu, dr. S. Keršulis ir dr. P. Šimonis atlikdavo eksperimentinius bandymus su skirtingo tipo talpomis (kiuvetėmis) ir skirtingomis medžiagomis. Dr. A. Stirkė analizavo elektrinių impulsų poveikį tiriamoms ląstelėms, taip pat teikė pasiūlymus, kaip patobulinti kiuvetes, siekiant pagrindinių parametrų, kurie atitiktų pramoninės skalės elektroporatorių reikalavimus.

Šio prietaiso kūrimas prasidėjo nuo idėjos: siekėme elektriniu impulsiniu lauku apdoroti didelį medžiagos kiekį. Pirmame etape nustatėme pagrindinius impulsų parametrus ir atlikome elektrinės schemos veikimo simuliaciją. Pagal gautus simuliacijos rezultatus buvo apskaičiuoti pagrindinių schemos elementų parametrai: maksimali srovė, įtampa, srovės užaugimo frontai, impulsų forma bei apkrovos laidumo (kiuvetės su apdorojama medžiaga) įtaka šiems parametrams. Kitame etape buvo parenkami pagrindiniai šio prietaiso komponentai: maitinimo šaltinis, kondensatoriai, tyristoriai, tyristorių valdymo schemos ir kt. Sumontavę prietaisą, atlikome pirmuosius bandymus, po jų – buvo optimizuojama prietaiso elektrinė schema. Taip pat buvo keičiamas mieginių kiuvečių dizainas siekiant gauti reikiamą elektroporacijai/permeabilizacijai/elektroekstrakcijai srovę ir elektrinį lauką.

– Kokius iššūkius teko įveikti, inovacijos kūrimo, testavimo ir kt. procesų metu?

– Kuriant prietaisą didžiausias iššūkis, matyt, buvo sugalvoti elektroporatoriaus valdymo schemą ir apsaugoti ją nuo stipraus elektromagnetinio poveikio. Taip pat sudėtinga tyrėjams problema buvo įtampos kritimo kiuvetėje ir tekančios ja elektros srovės matavimo schemos sukūrimas. Reikia pažymėti, kad taip pat susidūrėme su galios bloko dizaino problema, siekiant išvengti aukštos įtampos „pramušimo“. Dar viena aktuali problema, kurią sėkmingai išsprendėme: eksperimentinės kiuvetės parametrų parinkimas, siekiant optimalių elektroporacijos parametrų – pakankamos impulso įtampos amplitudės, srovės, impulso trukmės, o taip pat įvertinimas medžiagos tūrio, apdorojamo per vieną impulsą.

Šiuo metu labai svarbu pademonstruoti naujojo prototipo pajėgumus paveikti elektros impulsais didesnį kiekį medžiagos ir nustatyti tinkamus režimus konkretiems maisto apdorojimo bei dumblių ekstrakcijos taikymams.


LRT



Draudžiama platinti, skelbti, kopijuoti
informaciją su nurodyta autoriaus teisių žyma be redakcijos sutikimo.

www.esaugumas.lt – apsaugok savo kompiuterį!

TMS ELECTRONICS
TMS ELECTRONICS

www.rslietuva.com – nemokamas elektronikos komponentų pristatymas

„Altegra“ – elektronikos projektavimas ir gamyba

LOKMITA – įvairi matavimo, testavimo, analizės ir litavimo produkcija

Mokslo festivalis „Erdvėlaivis Žemė

„Deinavos baldai“ — šeimos baldai

ENEBA's game store

Technologijos.lt

LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina

Lietuvos mokinių neformaliojo švietimo centras

PriedaiMobiliems.lt – telefonų priedai ir aksesuarai

MRO Supply


Reklama
‡ 1999–2021 © Elektronika.lt | Autoriaus teisės | Privatumo politika | Atsakomybės ribojimas | Reklama | Turinys | Kontaktai LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina Valid XHTML 1.0!
Farming Simulator 2017 Mods, FS 17 Mods
ls2017.com
„TV programa“ – tiksli
televizijos programa

www.tvprograma.lt
Lietuvos mokinių neformaliojo švietimo centras
www.lmnsc.lt
Ilgalaikiai kreditai, paskola už automobilį, kreditų skaičiuoklė
www.mokilizingas.lt
Lietuvių kalba informacinėse technologijose
www.likit.lt
Mokslo festivalis „Erdvėlaivis žemė“
MoksloFestivalis.lt
Mokslo ir technologijų pasaulis – naujienos ir straipsniai
www.technologijos.lt
Farming Simulator 2019 Mods, FS19 Tractors, FS19 Maps
farmingsimulator19mods.fr
Optical filters, UV optics, electro optical crystals
www.eksmaoptics.com
LTV.LT – geriausių lietuviškų tinklalapių katalogas
www.ltv.lt/technologijos/
FS19 Mods, FS17 Mods, FS15 Mods
www.farming2015mods.com
Mokslo populiarinimo projektas „Mokslas verslui ir visuomenei“
www.mokslasplius.lt
Reklama


Reklama