Publisher

UPIUPI

Journal Indonesian Journal of Science and TechnologyIndonesian Journal of Science and Technology Abstract

Teknologi ultrasonik memanfaatkan kawitasi untuk menghasilkan gelombang suara bertekanan tinggi guna merusak sel bakteri. Penelitian ini mengkaji efektivitas perangkat ultrasonik frekuensi tunggal dalam inaktivasi sel bakteri. Sebuah perangkat ultrasonik berbiaya rendah dengan frekuensi tunggal, yaitu 22 kHz untuk aplikasi skala laboratorium, pertama kali dikembangkan; prototipe kemudian dirancang secara mekanis dan dianalisis menggunakan metode elemen hingga untuk memastikan frekuensi alami yang ditargetkan dapat dicapai. Prototipe tersebut diuji pada sel bakteri Escherichia coli (E. coli) dan Bacillus subtilis (B. subtilis) dalam media sederhana maupun sistem makanan, kemudian hasilnya dibandingkan dengan sistem komersial. Waktu perlakuan hingga 15 menit berhasil mengurangi sel E. coli dan B. subtilis sebesar 3,3 log dan 2,8 log, secara konstan seperti yang diperoleh dari sistem komersial. Efektivitas inaktivasi sel bakteri menggunakan perangkat ultrasonik frekuensi tunggal yang dikembangkan kemudian dibahas. Temuan ini berguna untuk merancang perangkat ultrasonik berbiaya rendah guna aplikasi di industri makanan.

Conclusion

Pengujian prototipe ultrasonik frekuensi tunggal 22 kHz menunjukkan bahwa perangkat ini dapat menginaktivasi sel bakteri Escherichia coli dan Bacillus subtilis di media sederhana maupun dalam sistem pangan (susu), dengan efektivitas yang setara bila dibandingkan dengan probe komersial.Optimasi geometri tabung—dengan penyesuaian diameter dalam—memungkinkan penyesuaian frekuensi alami tanpa mengganti transduktor, sehingga prototipe ini berpotensi dikembangkan menjadi sistem berarus kontinu.Penelitian selanjutnya perlu meneliti variasi intensitas dan parameter ultrasonik serta dampaknya pada bahan pangan kompleks guna memahami faktor yang mengurangi efektivitas di media susu.

Future Research

Pengujian lebih lanjut harus dimulai dengan memeriksa bagaimana prototipe 22 kHz berperforma pada bahan makanan yang memiliki kandungan protein tinggi, seperti susu, yogurt, dan jus buah, karena protein dapat menutupi atau memblokir proses kawitasi.. Sementara itu, difokuskan pada variabel waktu perlakuan dan intensitas daya, sehingga dapat ditentukan kombinasi optimal yang mengurangi jumlah bakteri tanpa menurunkan kualitas nutrisi produk.. Dua penelitian selanjutnya dapat membandingkan sistem batch seperti model yang digunakan dalam studi ini dengan sistem alir kontinu yang menggunakan tabung serupa; perbandingan ini dapat mengevaluasi konsistensi distribusi energi dan kontrol suhu dalam proses industri.. Jika sistem alir terbukti lebih efisien, maka desain prototipe selanjutnya dapat dioptimalkan dengan menambah kunci penyesuaian diameter dan penutup cangkir agar lebih fleksibel untuk skala produksi.. Penelitian ketiga akan mencakup penggunaan pelapis berbasis nano pada transduktor untuk meningkatkan resonansi frekuensi dan mengurangi penurunan energi; pelapis ini dapat terbuat dari bahan logam ringan atau komposit polimer.. Perubahan ini diharapkan menambah jarak resonansi antar partikel dan mempermudah pembentukan gelembung kawitasi yang lebih homogen.. Uji laboratorium dengan berbagai ketebalan gelas kaca serta tingkat suhu dapat menilai seberapa stabil desain pelapis ini di bawah penglihatan mikroedi.. Hasil-hasil tersebut akan diintegrasikan ke dalam model numerik elemen hingga yang sudah ada, sehingga dapat mengkorelasikan parameter mekanis dengan tingkat inaktivasi bakteri.. Kesimpulannya, kombinasi antara studi klien terstruktur, pengembangan pelapis, dan evaluasi sistem alir dapat memperluas aplikasi prototipe listrik ini ke industri makanan yang lebih luas dan meningkatkan keberlanjutan serta keamanan produk.

Metadata

File size	1.07 MB
Pages	16
DMCA	Report