Большое количество производимой пищи попадает не в наши желудки, а отправляется в утилизацию. По данным ООН, в 2022 году такая судьба постигла 1,05 млрд тонн продовольствия, которые превратились в пищевые отходы, что соответствует примерно 132 кг на душу населения в мире. Молоко - один из продуктов, значительная часть которого идет в отходы.
Исследование ученых Эдинбургского университета показывает, что один из шести литров молока, произведенного в мире, идет в отходы. Первопричину можно найти на ранней стадии процесса производства.
Ежедневно каждая молочная ферма в мире выливает в среднем около 10 000 литров молока в канализацию, но не потому, что молоко испортилось - наоборот, оно совершенно свежее. Это происходит, когда молоко используется для промывки труб, по которым молоко транспортируется по производственному предприятию и в картонные коробки. Таким образом молочные заводы обеспечивают, чтобы любые излишки чистящей жидкости, используемые для очистки труб между производственными циклами, полностью смывались вместе с молоком в канализацию до начала нового производства.
В консорциуме Nexus исследователи из Технического университета Дании (DTU) и три технологические компании объединили усилия, чтобы предоставить альтернативу слива молока в канализацию, пишет Магнус Стенаа Йенсен в релизе DTU.
Вместе они разработали сверхкомпактный оптический спектрометр в форме микрочипа, который позволяет видеть количество жидкости, жира и белков в трубах. Так можно определить, присутствуют ли остатки молока от предыдущего производственного цикла или чистящие средства и в каком количестве.
Наличие остатков старого молока от предыдущего производственного цикла в трубах неприемлемо. Согласно строгим правилам очистки на молочных заводах, все трубы тщательно промываются чистящей жидкостью и водой перед началом нового производства, и вот тут-то и возникает проблема.
Причина в том, что невозможно увидеть, остались ли остатки в трубах после очистки, которые, конечно, не должны загрязнять новое производство. Чтобы избежать любых сомнений, большие объемы готового к употреблению молока сливаются через трубы в канализацию до начала нового производства.
Процедура не только отнимает много времени, но и является дорогостоящей и неблагоприятной для климата. Когда дело доходит до климата, на самом деле есть все основания плакать над пролитым молоком: метан от производства крупного рогатого скота является одним из главных виновников климата, и хотя говядина связана со значительно более высокими выбросами, чем молоко, данные Our World in Data показывают, что на один литр молока приходится в среднем 3,15 кг эквивалента CO 2 во всем мире.
Эквиваленты CO 2 представляют собой перевод парниковых газов в одну и ту же «валюту», чтобы их можно было сравнивать. Это необходимо, поскольку существуют различия в том, насколько парниковые газы от разных продуктов способствуют глобальному потеплению. Для сравнения, данные из Our World in Data показывают, что эквиваленты CO 2 для миндального и соевого молока составляют 0,70 кг и 0,98 кг на литр соответственно.
3,15 кг эквивалента CO2 для коровьего молока можно умножить на 10 000 каждый день для каждой молочной фермы в мире, что в сумме приводит к огромным выбросам парниковых газов, от которых мы получаем только отходы.
«Мы хотим создать продукт, который будет экономически выгоден для нас и молочных ферм, а также полезен для нашей планеты», - говорит Сёрен Стоббе, профессор DTU Electro и руководитель проекта Nexus.
Если вы посмотрите на молочный завод, то, как правило, обнаружите установку с трудами и датчиками. Здесь работники молочного завода могут очень точно контролировать скорость потока молока, а также температуру и давление. Но когда дело доходит до определения того, что именно течет по трубам, это становится для работников молочного завода гораздо более сложной задачей. Это связано с тем, что существующие спектрометры очень большие и слишком дорогие, чтобы быть конкурентоспособными.
«Спектрометры, используемые сегодня на молочных заводах, стоят около 100 000 евро каждый. Поэтому вы не можете просто установить 100 точек измерения, это слишком дорого. Идея нашего решения заключается в создании небольших, компактных и недорогих спектрометров, что означает, что вы можете включить гораздо больше точек измерения и, таким образом, точно знать, когда трубы готовы к следующему производственному циклу», - говорит Стоббе.
Новый спектрометр основан на передовой нанотехнологии, которая предоставляет уникальные возможности для уменьшения размера и стоимости технологии. Однако необходимо учитывать ряд факторов.
«Среди прочего, мы должны гарантировать, что наши чипы не содержат редких материалов и что их можно производить в надлежащих условиях. Кроме того, наша технология должна иметь возможность работать круглосуточно, не потребляя много энергии. Мы считаем, что это станет возможным с нашим решением», - поясняет Стоббе.
В настоящее время технология проходит тестирование, но команда возлагает на нее большие надежды и рассчитывает, что она будет полезна и в других областях, не связанных с пищевыми отходами.
«Я настроен очень оптимистично в отношении проекта. В рамках проекта предстоит проделать большую работу по фактической коммерциализации нашего спектрометра. Сейчас мы продемонстрировали концепцию нашего спектрометра, и она работает достаточно хорошо. И, к счастью, похоже, что мы сможем преодолеть оставшиеся проблемы», отметил исследователь.
Команда проекта надеется, что оптический спектрометр станет полезным инструментом в странах, где меньше внимания уделяется безопасности и контролю пищевых продуктов. Если некоторые из этих стран начнут использовать это дешевое решение с использованием микрочипов, чтобы можно контролировать производство продуктов питания и определять ингредиенты, которым не место в производстве, уровень защиты здоровья потребителей повысится.
