به گزارش فیز، محققان دانشگاه کیس وسترن رزرو آمریکا در حال توسعه یک سیستم بسته‌بندی هوشمند برای کنترل نوسانات دما، تغییرات رطوبت و عوامل بیماری‌زا در محصولات غذایی فاسدشدنی در طول حمل‌ونقل هستند.

رویکرد مصرف انرژی آنان ممکن است زنجیره تامین مقرون‌به‌صرفه‌تری برای توزیع‌کنندگان، صرفه‌جویی برای تولیدکنندگان مواد غذایی و مواد غذایی با کیفیت بالاتر برای مصرف‌کنندگان ارائه دهد.

چانیونگ (چیز) کائو، استادیار مهندسی مکانیک و هوافضا و مهندسی برق، رایانه و سیستم در دانشگاه کیس وسترن رزرو که سرپرستی گروه تحقیقاتی را بر عهده دارد، گفت: اگر این رویکرد به‌خوبی عمل کند، همه سود خواهند برد، حدود یک سوم کل مواد غذایی تولید شده برای مصرف انسان از بین می‌رود یا هدر می‌شود که حدود ۱.۳ میلیارد تن غذا در سال است. راه‌حل ما می‌تواند به‌طور قابل توجهی فساد را کاهش دهد، هزینه‌ها را کم و ایمنی غذا را تضمین کند.

نظارت خود تامین و خودکار

یکی از ویژگی‌های اصلی این سیستم یک دستگاه نظارتی کوچک و خودکار متشکل از حسگرهای انعطاف‌پذیر و یک برداشت‌کننده انرژی است که از خشک‌کننده‌ها (بسته‌های کوچک گلوله‌های سیلیکاژل موجود در بسته‌بندی برای جذب رطوبت) برای مهار و ذخیره انرژی محیط استفاده می‌کند. در این سیستم، انرژی از ارتعاشات خود کامیون تحویل غذا تولید می‌شود.

این انرژی به یک سیستم کنترل زمان واقعی نیرو می‌دهد تا داده‌های دیجیتالی در مورد دما، رطوبت و شرایط فساد مواد غذایی بسته‌بندی شده را در اختیار تولیدکنندگان مواد غذایی و کارکنان حمل‌ونقل قرار دهد.

برای تحقق این امر، کائو و گروه تحقیقاتی وی چیزی را ارائه کردند که آنان نانوژنراتور تریبوالکتریک مبتنی بر خشک‌کننده  می‌نامند تا سپری شدن زمان سیستم حسگر را افزایش دهند. نانو ژنراتورهای تریبوالکتریک وسیله جمع‌آوری انرژی هستند که انرژی مکانیکی را اغلب بین دو جسم که روی هم می‌لغزند، به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.

این گروه یک قاب لانه زنبوری بر پایه مقوا را برای ذخیره مواد خشک‌کننده طراحی کردند که اکنون برای ایجاد الکتریسیته حین جهش آنها در داخل لانه زنبوری استفاده می‌شود.

کائو اظهار کرد: در حالی که برخی از شرکت‌های حمل‌ونقل مدرن در حال حاضر از حسگرها برای ثبت دما، رطوبت و دی‌اکسیدکربن استفاده می‌کنند، باتری‌های سنتی مورد نیاز برای راه‌اندازی این سیستم‌ها پرهزینه و سنگین هستند و می‌توانند در آلودگی محیطزیست دخیل باشند.

وی افزود:  بسیاری از این سیستم‌ها داده‌های زمان واقعی را برای تشخیص فساد مواد غذایی ارائه نمی‌دهند. سیستم‌های کوچک و قابل حمل موجود تنها می‌توانند شرایط محیطی را در مدت زمان بسیار محدودی شناسایی کنند.

مراحل بعدی، دسترسی بالقوه

رویکرد این گروه با راه‌حل‌های پیشنهادی بانک جهانی برای ضایعات مواد غذایی که شامل فناوری بهتر برای ذخیره‌سازی و تازه نگهداری مواد فاسد شدنی در زنجیره تامین می‌شود، همسو است. در حالی که کائو و گروه وی در این پروژه به چگونگی خنک کردن بهتر مواد غذایی فاسد شدنی حین حمل‌ونقل نپرداخته‌اند، با اولین وظیفه شناسایی زمان و آنچه ممکن است اشتباه باشد، دست و پنجه نرم می‌کنند.

این گروه اکنون در حال مونتاژ یک نمونه اولیه کارآمد است. کائو گفت که امیدوار است تولید خود را افزایش دهد و بازاریابی آن را در پنج سال آینده آغاز کند.

کائو و گروه تحقیقاتی وی روی شناسایی و پیشگیری از فساد مواد غذایی تمرکز می‌کنند اما وی معتقد است که این فناوری می‌تواند مزایایی برای حمل‌ونقل واکسن‌ها نیز داشته باشد. این سیستم می‌تواند به شرکت‌ها و سازمان‌های دولتی اطلاعات دقیق در زمان واقعی درباره دمای آن محموله‌های حیاتی ارائه دهد.

یافته‌های تحقیقات این گروه به‌تازگی به‌صورت آنلاین در مجله Nano Energy منتشر شده است.

انتهای پیام