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मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर डॉ. पल्लब सिन्हा महापात्रा के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने आईआईटी मद्रासने एक पोर्टेबल उपकरण विकसित किया है जो 30 सेकंड के भीतर दूध में मिलावट करने वाले एजेंटों के रूप में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कई पदार्थों का पता लगा सकता है।

इस दिलचस्प प्रयास में डॉ. महापात्रा के साथ शोध विद्वान सुभाशीष पटारी और डॉ. प्रियंकन दत्ता सहयोग कर रहे हैं। साथ में, उन्होंने एक शोध पत्र का सह-लेखन किया है जो हाल ही में प्रतिष्ठित सहकर्मी-समीक्षा पत्रिका में प्रकाशित हुआ था, प्रकृति वैज्ञानिक रिपोर्ट.

शोधकर्ताओं का दावा है कि यह “त्रि-आयामी (3डी) पेपर-आधारित पोर्टेबल डिवाइस” दूध में मिलावट करने वाले एजेंटों के रूप में इस्तेमाल होने वाले पदार्थों का पता लगाने की क्षमता रखता है, जिसमें यूरिया, डिटर्जेंट, साबुन, स्टार्च, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, सोडियम-हाइड्रोजन-कार्बोनेट और नमक शामिल हैं। अन्य।

इन शोधकर्ताओं का तो यह भी दावा है कि यह परीक्षण घर पर भी किया जा सकता है। दूध में इन मिलावटी एजेंटों का परीक्षण करने के लिए, केवल एक मिलीलीटर दूध की आवश्यकता होगी।

इसके अलावा, संस्थान द्वारा हाल ही में जारी एक प्रेस विज्ञप्ति में तर्क दिया गया है कि, दूध की शुद्धता का परीक्षण करने के लिए महंगी और समय लेने वाली पारंपरिक प्रयोगशाला-आधारित विधियों के विपरीत, “यह नई तकनीक सस्ती है और इसका उपयोग अन्य तरल पदार्थों का परीक्षण करने के लिए भी किया जा सकता है।” मिलावट के निशान के लिए पानी, ताजा जूस और यहां तक ​​कि मिल्कशेक भी।” (एलआर: डॉ. पल्लब महापात्रा की ऊपर की छवि और एक प्रतीकात्मक छवि)

दूध में मिलावट: एक समस्या जिसका समाधान आवश्यक है

भारतीय खाद्य सुरक्षा और मानक प्राधिकरण (FSSAI) की एक रिपोर्ट के अनुसार, 2019 में, भारत में उत्पादित 41% (2018 में, 70%) दूध मिलावटी था।

“दूध में मिलावट के दर्ज मामलों की कुल संख्या प्रति वर्ष लगभग 15,000 है। आजकल दूध को दूषित करने के लिए उसमें यूरिया, मेलामाइन, डिटर्जेंट, बोरिक एसिड, फॉर्मेलिन, अमोनियम सल्फेट, कास्टिक सोडा, स्टार्च, शर्करा, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, साबुन, कारमेल और कई अन्य हानिकारक पदार्थ मिलाए जाते हैं। इस मुद्दे को हल करने में प्रमुख बाधाएँ सख्त प्रवर्तन कानूनों की कमी और त्वरित और आसान पहचान तकनीकों की अनुपलब्धता हैं, ”डॉ. पल्लब महापात्रा ने बातचीत में कहा। बेहतर भारत.

इन महत्वपूर्ण मुद्दों ने उन्हें इस समस्या को हल करने के लिए प्रेरित किया। उन्होंने वर्तमान स्थिति का अध्ययन किया, उपलब्ध सुविधाओं की जांच की और मिलावट का पता लगाने वाला अपना उपकरण विकसित किया।

“भारत जैसे विकासशील देश के लिए लागत और प्रयोगशाला कौशल प्रमुख बाधाएं हैं। इसलिए, कीमत कम रखने और डिवाइस को उपयोगकर्ता के अनुकूल बनाने के लिए, हमने रंग-कोडिंग अवधारणा के साथ कागज-आधारित डिवाइस का प्रस्ताव रखा। हमने दूध में यूरिया, डिटर्जेंट, साबुन, नमक, H2O2, बोरिक एसिड और न्यूट्रलाइज़र जैसी मिलावटों का पता लगाने के लिए विभिन्न प्रयोगशाला प्रयोग किए हैं और एक ही परीक्षण में उन्हें सफलतापूर्वक पहचान लिया है, ”वह बताते हैं।

दूध में मिलावट परीक्षण किट आईआईटी-मद्रास द्वारा विकसित की गई है
बाएं: आईआईटी मद्रास के शोधकर्ताओं ने 30 सेकंड में दूध में मिलावट का पता लगाने के लिए एक पॉकेट-फ्रेंडली उपकरण विकसित किया है; दाएँ: प्रतीकात्मक छवि

यह कैसे काम करता है?

यह कागज-आधारित उपकरण कैसे काम करता है, इस पर विस्तार से बताते हुए, डॉ. महापात्रा ने कहा कि उनके विचार के पीछे की तकनीक माइक्रोफ्लुइडिक्स और कैलोरीमेट्रिक प्रतिक्रिया का संयोजन है।

“हमारा उपकरण मूल रूप से एक अवशोषक कागज है, जिसमें माइक्रोप्रोर्स होते हैं जिसके माध्यम से केशिका क्रिया के कारण तरल आसानी से प्रवाहित हो सकता है। डिवाइस में एक शीर्ष और निचला कवर और एक सैंडविच संरचना 3डी पेपर-आधारित माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस शामिल है। 3डी डिज़ाइन में हाइड्रोफिलिक चैनल और गोलाकार पहचान क्षेत्र हैं। शीर्ष आवरण पर छोटे उद्घाटन में नमूने जोड़े जाते हैं, और अंतर्निहित केशिका क्रिया के कारण इसे हाइड्रोफिलिक चैनलों के माध्यम से डिटेक्शन ज़ोन में स्थानांतरित किया जाता है। रासायनिक प्रतिक्रिया पहचान क्षेत्र में होती है,” वह बताते हैं।

“वर्णमिति पहचान तकनीक इन पहचान क्षेत्रों में मिलावट की पहचान करती है, और रंग तीव्रता परीक्षण का उपयोग करके मिलावट की मात्रा निर्धारित की जा सकती है। अभिकर्मक वाष्पीकरण दर को कम करने के लिए डिवाइस के बाहर एक पारदर्शी आवरण प्रदान किया जाता है। उपयोगकर्ताओं की आसानी से समझ के लिए निचले कवर के पीछे एक रंग बैंड और मिलावटी नाम दिए गए हैं, ”उन्होंने आगे कहा।

डॉ. महापात्रा कहते हैं, “प्रदान किए गए रंग बैंड के साथ, मिलावट की संख्या को अलग-अलग मिलावट के लिए 0.1% से 0.4% तक की सीमा के साथ मापा जा सकता है।”

“यह विचार लागत, नमूना मात्रा और समय के मामले में अन्य मौजूदा तकनीकों से बेहतर है। यह शून्य ऊर्जा खपत के साथ एक साथ कई मिलावटों की मात्रात्मक और गुणात्मक पहचान प्रदान करता है, साथ ही हल्का और उपयोग में आसान भी है। उत्पाद का उपयोग हर घर और किसी भी संसाधन-सीमित सेटिंग में किया जा सकता है। मौजूदा उत्पाद के संभावित ग्राहक खाद्य संग्रह केंद्र, घर, स्कूल, होटल, प्रयोगशालाएं और खाद्य उद्योग हैं।”

लेकिन यह डिवाइस महज 30 सेकेंड में दूध की शुद्धता की जांच कैसे कर लेती है?

जैसा कि डॉ. महापात्रा बताते हैं, “जैसे ही नमूना पहचान स्थल को छूता है, वर्णमिति प्रतिक्रिया होती है। तो कुछ ही सेकंड के भीतर, हमें हाँ या ना में उत्तर मिल सकता है।

आईआईटी-मद्रास द्वारा विकसित कागज से बनी दूध में मिलावट परीक्षण किट
दूध में मिलावट का पता लगाना: मल्टीस्केल मल्टीफ़िज़िक्स ग्रुप, द्रव प्रणाली प्रयोगशाला (एफएसएल), मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग

इस उपकरण का विकास

डॉ. महापात्रा और उनकी टीम पिछले चार वर्षों से इस क्षेत्र में काम कर रही है। उन्होंने समस्या के बारे में विस्तृत साहित्य अध्ययन करके शुरुआत की।

“हमारा उद्देश्य उसी क्षेत्र के विशेषज्ञों के साथ निर्णायक बैठकें आयोजित करना, रासायनिक अभिकर्मकों का परीक्षण करना और आदर्श पहचान तकनीकों की जांच करना भी था। हमने परिवर्तनों की निगरानी के लिए विभिन्न सांद्रता के साथ प्रयोग भी किए। हमने संवेदनशीलता और पहचान की सीमा (एलओडी) में सुधार के लिए पहचान तकनीक का विस्तृत अध्ययन किया,” वह याद करते हैं।

“हमने अभिकर्मक के स्थायित्व, विशिष्टता और विदेशी पदार्थों के साथ इसके हस्तक्षेप का गहन परीक्षण किया। हमने कई अलग-अलग प्रोटोटाइप का परीक्षण किया है और डिवाइस की उचित पैकेजिंग पर पहुंचे हैं। ऐसा कहने के बाद, डिवाइस को बनाते समय हमें कई चुनौतियों का सामना करना पड़ा, जैसे एक साथ कई मिलावटों का पता लगाने के लिए डिज़ाइन तैयार करना, अभिकर्मकों का क्रॉस-संदूषण, नमूने का रिसाव और अभिकर्मक वाष्पीकरण, ”उन्होंने आगे कहा।

हम इसे शेल्फ से कब खरीद सकते हैं?

डिवाइस का एक प्रोटोटाइप लैब में विकसित किया गया है। वर्तमान आविष्कार प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर (टीआरएल) 3 पर है, जहां महत्वपूर्ण कार्य/अवधारणा का प्रमाण स्थापित किया गया है।

“हमने इस उपकरण के लिए एक पेटेंट दायर किया है और डिजाइन संशोधनों पर काम कर रहे हैं, और खाद्य मिलावट का पता लगाने के अन्य तरीके विकसित कर रहे हैं। हमारा भविष्य का लक्ष्य असामान्य/अज्ञात की भी पहचान करना है हानिकारक प्रदूषक तरल खाद्य पदार्थों में,” उनका दावा है।

इस उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रमुख उपकरण विभिन्न परियोजनाओं के माध्यम से खरीदे गए थे। उपभोग्य सामग्रियों को विभाग/परियोजना निधि के साथ-साथ सुभाशीष के पीएमआरएफ (प्रधान मंत्री अनुसंधान अध्येता) निधि के माध्यम से खरीदा गया था।

“प्रोटोटाइप एक विपणन योग्य उत्पाद के रूप में विकसित होने से पहले, हमें स्केलेबल उत्पादन विधियों, आकर्षक डिजाइन और उचित विपणन रणनीतियों पर काम करना होगा। हमें प्रदूषकों की आसान पहुंच और मात्रात्मक पता लगाने के लिए एक मोबाइल ऐप की आवश्यकता है। बाद में, जानकारी एकत्र करने और देश के मिलावट पैटर्न को जानने के लिए एक वेब-सक्षम माध्यम विकसित किया जा सकता है। हमें अंतिम उत्पाद विकास चरण में सहायता के लिए सहायक कर्मचारियों की भी आवश्यकता है। निर्माण प्रक्रिया का स्वचालन एक और चुनौती है जिसका हमें समाधान करना है,” वे कहते हैं।

दूसरे शब्दों में, इस डिवाइस को शेल्फ़ से खरीदने से पहले अभी भी कुछ रास्ता तय करना बाकी है, लेकिन स्पष्ट इरादा है कि इसका अंतिम गंतव्य बड़ा है भारतीय बाज़ार.

(प्रणिता भट्ट द्वारा संपादित; छवियाँ सौजन्य: आईआईटी मद्रास, पेक्सल्स, शटरस्टॉक)



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