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Um un réacteur capable de décontaminer les légumes a été développé dans le cadre d'une recherche menée à l'Institut de physique de São Carlos (IFSC) de l'USP. L'équipement, qui a été fabriqué à l'aide d'une technologie totalement brésilienne, utilise la lumière ultraviolette (UV) pour désactiver les micro-organismes nocifs pour la santé humaine. Un article sur l'étude a été publié dans la revue scientifique Journal de chimie appliquée en décembre 2019.
L'idée de construire le réacteur est venue de la demande d'une entreprise alimentaire au Mexique appelée La Hacienda, qui avait des problèmes dans le domaine de la contamination. Les difficultés, qui comprenait l'utilisation excessive d'agents chimiques, compromettait les exportations vers l'Europe, par exemple. Ensuite, un groupe d'hommes d'affaires a invité le professeur Vanderlei Bagnato, du groupe IFSC Optics, et l'ingénieur alimentaire Bruno Pereira de Oliveira à visiter l'usine de production de l'entreprise et à former un partenariat.
"Nous sommes allés au Mexique à la fin de mon master, en décembre 2016, pour visiter l'usine qui travaille avec du brocoli. Ils avaient un problème de contamination croisée, c'est-à-dire d'un endroit à un autre. La principale source de cette contamination provenait de la ferme, car le processus de récolte implique la terre et la manipulation manuelle des aliments, ce qui augmente la charge microbienne. Et cela, lorsque vous passez à un autre processus, augmente le risque d'infections, de maladies et même d'autres problèmes de santé plus graves », explique Pereira à Journal de l'USP.
En guise de proposition, les scientifiques ont suggéré le développement d'un réacteur à lumière UV, une technique propre dans laquelle il n'y a pas de génération de résidus chimiques et une diminution de la concentration de produits chimiques résiduels dans les aliments. «Entrepreneurs acceptés. Nous sommes retournés au Brésil et j'ai commencé à développer ce projet en tant que doctorant, sous la direction du professeur Bagnato », explique le chercheur.
Comment fonctionne le réacteur?
Actuellement, dans la littérature, tous les réacteurs qui utilisent la lumière UV ont la lampe au centre pour que le fluide puisse la contourner. Cependant, le volume doit être faible. Selon Pereira, ce faible volume limite le processus de candidature dans les grandes industries. "Alors qu'est ce qu'on a fait? Nous nous sommes inversés! Nous mettons le tube coulant avec de l'eau au milieu et autour des lampes, modifiant ainsi la configuration optique de l'ensemble de la situation. Nous avons réussi à construire quelque chose qui est reproductible et qui a une garantie d'efficacité de stérilisation.
Pour développer le réacteur, les chercheurs ont d'abord décrit à quoi ressemblait le flux de processus de l'industrie. Après avoir compris toute la chaîne de production, de l'arrivée du brocoli au moment de l'emballage, la partie optique a été développée. Ensuite, les scientifiques ont fait des simulations optiques pour prouver que l'énergie de la lumière UV pouvait atteindre le point central du tuyau.
Les étapes finales ont consisté en la construction mécanique et électrique et l'assemblage du système de réacteur, réalisé à une plus petite échelle mais reproduisant tous les aspects de la grande industrie. «Quand il était prêt, nous avons développé une simulation du processus. De la compréhension le phénomène physique, et basé sur lui, il est possible de l'appliquer dans plusieurs zones pour la décontamination », détaille Pereira.
Le choix de la lumière ultraviolette
Parce qu'elle a une longueur d'onde plus courte, la lumière ultraviolette peut transporter plus d'énergie. Selon le chercheur, les micro-organismes absorbent l'énergie de la lumière UV, provoquant la rupture de la paroi cellulaire. "LESLes dommages à l'ADN courent, ce qui est responsable de la prolifération de ces micro-organismes et, avec cela, ils commencent à mourir et cessent de se répliquer. L'efficacité de la décontamination a été certifiée par des tests microbiologiques avec des échantillons pendant le fonctionnement du réacteur.
Publié: 26/06/2020
Publié: 25/06/2020
La technologie développée a la capacité de décontaminer non seulement le brocoli, mais aussi l'eau qui le transporte. Parce qu'il est sensible, ce légume ne peut pas être chargé sur des convoyeurs. Par conséquent, l'industrie utilise des conduites d'eau pour le charger. Au bout du tube, l'eau revient au début du processus et le brocoli est congelé et emballé. Cependant, des agents chimiques sont ajoutés à l'eau de retour, qui doit être jetée à la fin de la journée. «Notre système a la capacité de laver l'eau, le brocoli, ou simplement l'eau de retour pour pouvoir être réutilisé», souligne le chercheur.
Le contrôle de la contamination dans la zone alimentaire est primordial. «Nous devons migrer le contrôle microbiologique vers des techniques physiques en conjonction avec des techniques chimiques, dans le but de réduire l'abus d'agents chimiques et les effets sur la santé», conclut-il.
Le réacteur n'a pas encore été mis en pratique, à grande échelle. Mais Pereira dit que la société C4 Científica a déjà acheté les droits de brevet pour l'équipement et sera responsable de la commercialisation.
La recherche doctorale qui a généré l'article Réacteur UV distribué périmétrique et sa validation et la décontamination du brocoli frais sera finalisé fin 2020.
Plus d'informations: e-mail: pereirabrunno1@gmail.com; avec Bruno Pereira
