Fund af mikrobobler kan reducere kemikalier, vandforbrug i fødevareforarbejdning

Rengøring og desinficering af udstyr til fødevareforarbejdning kræver brug af kemikalier og rigelige mængder vand til skylning af disse kemikalier. Det er muligt - hvis det kan gøres korrekt - at oprettelse af mikroskopiske bobler i vand kan reducere eller eliminere behovet for disse kemikalier.

En undersøgelse fra Purdue University kan indeholde nøglen til præcist og konsekvent at producere mikrobobler, der kan bruges til rengøring, samt skum, der bruges i fødevarer, hurtige DNA- og proteinvurderinger, ødelægge farlige bakterier og mere. I journalen Videnskabelige rapporter , Carlos Corvalan, lektor i fødevarevidenskab, og Jiakai Lu, en tidligere postdoktor i Corvalans laboratorium, beskrive den hastighed, hvormed porerne i film lukker, hvilket kan sammenlignes med lignende processer, når der dannes bobler.

"Når der sprøjtes luft fra en nål ind i en boble, boblehalsen bliver tyndere og boblen dannes, "sagde Lu, som nu er adjunkt i fødevarevidenskab ved University of Massachusetts Amherst. "At forstå sammenbruddet af en pore vil hjælpe os med at forstå boblegenereringens klemningspunkt."

Når der dannes en pore eller et hul i en væske, den har to muligheder og vil gå i retning af den, der bruger mindst mulig energi. Hvis hullet er stort, det fortsætter med at udvide. Mindre huller falder sammen, lukker sig selv.

At forstå den hastighed, hvormed disse porer lukker, har været undvigende, fordi, som et hul falder sammen, dens krumning bliver uendelig, og der dannes en singularitet.

"Dette berører et dybt problem inden for fysik, "Corvalan sagde." Når denne singularitet dannes, de ligninger, der styrer processen, virker ikke længere. Vi fandt måder at omgå dette problem for at forudsige, hvornår hullet kommer til at kollapse, og bruge det til at forudsige mængden af ​​mikrobobler og den tid, det vil tage at danne dem. "

I viskøse væsker, porerne lukker med en konstant hastighed. Men i vand, som en pore lukker, hastigheden, hvormed den lukker, fortsætter med at accelerere. For væsker med mellemviskositet, poren begynder at lukke i en stadig stigende hastighed, men på et bestemt tidspunkt bliver denne hastighed konstant, indtil poren lukker.

Ved hjælp af high-fidelity beregningsmodeller, Corvalan og Lu forudsagde det punkt, hvor hastigheden ændres fra stadigt stigende til konstant. Ved hjælp af disse oplysninger, Corvalan og Lu kan informere om design af pumper, der skaber den rigtige størrelse bobler.

"Selvom vi har en egenart, hastigheden for sammenbruddet bliver i det væsentlige konstant, "Sagde Corvalan." Hvis vi vil kontrollere mængden af ​​mikrobobler, vi skulle bestemme, hvornår boblens hals ville falde sammen. Nu er vi i stand til at forudsige, hvornår det vil kollapse, og vi kan kontrollere deres dannelse. "