Codziennie w mleczarniach ogromne ilości mleka są wylewane do ścieków Opracowany przed duńskich naukowców mikrochip fotoniczny może zmniejszyć to olbrzymie marnotrawstwo mleka.
Marnowanie żywności to ogólnoświatowy problem. Według ONZ zamiast do spożycia 1,05 miliarda ton żywności trafia na wysypiska lub do kanalizacji, co odpowiada około 132 kg na osobę na świecie. Mleko jest jednym z tych produktów spożywczych, których znaczny procent jest marnowany.
Zmarnowana rzeka mleka
Badanie przeprowadzone przez Uniwersytet Edynburski pokazuje, że globalnie to aż jeden na sześć litrów. Przyczynę tego marnotrawstwa można znaleźć już na wczesnym etapie procesu produkcyjnego. Każdego dnia każda mleczarnia na świecie wylewa średnio około 10 tysięcy litrów mleka do ścieków. Nie dlatego, że było zepsute, wręcz przeciwnie, jest ono całkowicie świeże. Dzieje się tak, gdy mleko jest używane do płukania rur, którymi surowiec jest transportowany przez zakład produkcyjny do kartonów. W ten sposób przetwórnie zapewniają sobie czystość cyklu produkcyjnego. Ale działanie to sprawia, że rzekę mleka się wylewa.
Płacz nad rozlanym mlekiem
Zgodnie z surowymi zasadami czyszczenia obowiązującymi w mleczarniach, wszystkie rury są dokładnie płukane płynem czyszczącym i wodą przed rozpoczęciem nowej produkcji i tu właśnie pojawia się problem. Nie można stwierdzić, czy po czyszczeniu w rurach nadal znajdują się pozostałości, które oczywiście nie mogą zanieczyścić nowego cyklu. Aby uniknąć jakichkolwiek wątpliwości, duże ilości mleka wlewane są do rur i płyną do odpływów, zanim nowa produkcja może się rozpocząć. Procedura jest nie tylko czasochłonna, ale również kosztowna i nieprzyjazna dla klimatu.
Mikroprocesor alternatywą
Duński Uniwersytet Techniczny i trzy firmy technologiczne połączyli siły, aby przeanalizować na nowo sposób kontrolowania produkcji mleka — a potencjalnie także produkcji innej żywności. Wspólnie opracowali ultrakompaktowy spektrometr optyczny w formie mikroprocesora, który umożliwia sprawdzenie ilości płynu, tłuszczu i białek w rurach. Dzięki temu możliwe jest określenie, czy w rurach znajdują się pozostałości mleka z poprzedniej serii produkcyjnej lub środków czyszczących.
„Chcemy stworzyć produkt, który będzie miał sens ekonomiczny dla nas i dla mleczarni, a który będzie również dobry dla naszej planety” – mówi Søren Stobbe, profesor w DTU Electro i kierownik projektu.
Spektrometr optyczny
Spektrometr optyczny to przyrząd mierzący intensywność światła w stosunku do długości fali. W mleczarni światło przepuszczane jest przez mleko i w zależności od związków chemicznych w nim obecnych, niektóre długości fal zostaną pochłonięte, podczas gdy inne zostaną rozproszone lub być może przejdą bez przeszkód. Skład chemiczny cieczy pozostawia zatem precyzyjny odcisk palca na świetle, dzięki czemu spektrometr może zapewnić precyzyjny pomiar zawartości białka, tłuszczu i wody.
Obecnie dostępne spektrometry używane obecnie przez mleczarnie kosztują około 100 000 EUR za sztukę. Zastąpienie je tańszą alternatywą byłoby przełomowe, a poziom marnotrawstwa mleka byłby znacząco niższy.
„Obecnie nie można po prostu ustalić 100 punktów pomiarowych, ponieważ jest to zbyt drogie. W naszym rozwiązaniu chodzi o budowę małych, kompaktowych i tańszych spektrometrów, co oznacza, że można włączyć znacznie więcej punktów pomiarowych i dzięki temu mieć pewność, kiedy rury będą gotowe do następnego cyklu produkcyjnego” — mówi Stobbe.
Nowy spektrometr opiera się na zaawansowanej nanotechnologii, która zapewnia wyjątkowe możliwości zmniejszenia rozmiaru i kosztów. Należy jednak wziąć pod uwagę szereg czynników.
„Musimy między innymi zadbać o to, aby nasze chipy nie zawierały rzadkich materiałów i aby mogły być produkowane w odpowiednich warunkach. Ponadto nasza technologia musi być w stanie działać przez całą dobę, nie zużywając przy tym dużo energii. Wierzymy, że dzięki naszemu rozwiązaniu będzie to możliwe” – dodaje Stobbe.
Poprawa bezpieczeństwa żywności
Obecnie technologia ta jest testowana, jednak zespół ma duże oczekiwania i spodziewa się, że mikorchipy okażą się przydatna także w innych obszarach, niezwiązanych z marnowaniem żywności.
„Jestem bardzo optymistycznie nastawiony do projektu. Jest wiele pracy do wykonania w kontekście projektu, jeśli chodzi o rzeczywistą komercjalizację naszego spektrometru. W tej chwili zademonstrowaliśmy koncepcję naszego spektrometru i działa ona całkiem nieźle. I na szczęście wygląda na to, że będziemy w stanie pokonać wyzwania, które pozostają” — ocenia kierownik projektu.
Zespół stojący za projektem ma nadzieję, że zakłady zaczną korzystać z tego znacznie tańszego rozwiązania mikroprocesorowego, dzięki czemu produkcja żywności będzie mogła być monitorowana w celu identyfikacji składników, które nie mają miejsca w produkcji, co poprawi również jej bezpieczeństwo.
Źródło: Duński Uniwersytet Techniczny:
https://www.dtu.dk/english/news/all-news/microchip-can-save-millions-of-litres-of-milk-from-going-down-the-drain?id=119c9660-e830-42e7-9656-55ddf84571fa