核技術在民生領域的應用,消毒滅菌、新冠疫情防控。
二、項目介紹
1. 痛點問題
進口冷鏈產品外包裝表面檢測出新冠病毒陽性,亟待建立“人物同防”疫情防控體系。2020年10月起,我國多地檢出進口冷鏈產品包裝新冠病毒陽性。11月8日,國務院聯防聯控機制組發布“關于印發進口冷鏈食品預防性全面消毒工作方案的通知”,推動全國建立進口冷鏈食品疫情防控體系。
現行的化學消毒方法存在諸多不足,消毒效果不能保證。化學消毒劑處理冷鏈食品包裝面臨著諸多適用性新問題:現場人員長期接觸的健康風險;人工消毒效率低、作業不規范,消毒效果難保證,監管壓力大;化學消毒劑在低溫表面消毒能力下降;紙質包裝箱受潮破裂,增加食品衛生污染風險,嚴重影響產品銷售。
傳統輻照技術用于冷鏈食品包裝消毒的適用性有待驗證。直線加速器或鈷源產生的伽瑪射線,穿透深度大,不可避免會對包裝內部食品造成影響。并且進口冷鏈產品多種多樣,對輻照的耐受劑量范圍不同,直接處理有可能引起品質劣化,技術適用性仍待驗證。
2. 解決方案
核心技術:
1)首次實驗證明了電離輻射(伽馬射線和電子束)能夠有效殺滅新型冠狀病毒,獲取了輻照劑量與病毒滅活之間的定量關系; 并在P3實驗室驗證了低能電子束輻照殺滅新冠病毒的可行性和可靠性。
2)發明了電子束殺滅新冠病毒的方法,提出了獨具特色的電子束殺滅新冠病毒的整體技術方案,已申請發明專利;
3)發明了低能(120-300 keV)電子簾加速器殺滅病毒的裝置,并用于殺滅冷鏈食品包裝材料外表面的新型冠狀病毒,已申請發明專利;
核心產品:推出首臺適用于進口冷鏈食品包裝表面新冠病毒滅活的電子束消毒裝置。
2021年3月29日,本項技術成果通過專家評審,專家組成員包括中國科學院原副院長詹文龍教授、中國疾病預防控制中心首席消毒專家張流波研究員等。
3. 競爭優勢分析
1)綠色環保:不使用化學藥劑,無化學殘留、不產生二次污染。
2)處理效果好:在設定的吸收劑量下,電子束能徹底殺滅新冠病毒、大腸桿菌等致病性微生物。實驗表明,對活體新冠病毒消殺后,可實現三代盲傳不顯陽性。
3)處理效率高:處理瞬間完成,單件貨物過機約需2秒。單臺設備最大設計處理能力可達40000件/天。
4)穿透能力可控:設備采用低能電子束和自屏蔽設計,電子束主要針對冷鏈食品外包裝消毒,不會穿透冷鏈食品外包裝,不對包裝箱內的食品產生任何影響,也不會對設備運行現場環境產生任何影響。
5)自動化程度高:設備可最大程度保證表面照射劑量的均勻性和一致性,且徹底解決人工消毒的不穩定因素。
6)邊際運營費用低:邊際運行成本只有電力和少量運行人員。
7)食品安全:本項目研發的冷鏈食品外包裝電子束消毒設備,設定的電子束穿透能力不超過0.1毫米(以水密度計算,對應紙箱的厚度約0.3毫米),不存在對冷鏈食品的照射影響。
4. 市場應用前景
本項目技術/產品目前主要用于冷鏈倉、監管倉及口岸倉庫的冷鏈食品包裝消毒。據統計,我國每年進口冷凍食品(僅肉類)有1000萬噸,約合50萬個標準箱,有巨大的處理需求。
遠期可用于高風險地區的行郵包裹包裝消毒、玩具、水果等表面滅菌及部分醫用品消毒,市場應用范圍巨大。
5. 發展規劃
本項目已開發出低能電子束消毒方法及裝置,成為一種新的消毒技術手段,重點推向進境冷鏈食品包裝消毒,預期實現億元級年產值。未來拓展技術應用場景和范圍,大力拓展行郵包裹、玩具、醫用品等物品消毒,同時作為物品立體表面消毒、處理、加工技術應用體系進行發展,開拓百億級電子束應用新市場。
6. 知識產權
電子束殺滅新冠病毒的方法及裝置已分別申請發明專利。
三、合作需求
1)與有相關消毒需求的企業、監管部門合作;
2)與行業會員單位合作,共同推動電子束消毒技術納入行業指引性文件。
四、團隊介紹
本項技術為涉及多個單位共同合作的研究成果,研究團隊包括:
1)清華大學核能與新能源技術研究院團隊,負責人王建龍教授現任核研院副院長,主要研究領域為核技術應用、核廢物處理、環境技術等。
2)清華大學醫學院研究團隊,負責人張林琦教授為教育部長江學者特聘教授,重點研究領域為病毒與免疫系統相互作用關系。
3)中科院近代物理所研究團隊,研究所在原子核物理、加速器研究等領域積累了豐富的研究成果。在本項成果中負責低能電子加速器的研究及改進。
4)中廣核核技術發展股份有限公司研究團隊,中廣核是中國核技術應用產業領頭企業,國內最大電子加速器制造、輻照加工、應用服務商。在本項成果中負責加速器的生產及產業化應用。
5)國家感染性疾病臨床醫學中心研究團隊,中心為依托深圳市第三人民醫院、由科技部、國家衛健委等四部委聯合認定的國家臨床醫學研究中心。在本項成果中負責提供研究所用的新冠病毒,以及新冠病毒的滅活效果檢測。