طراحی و ساخت یک سنسور الکترونیکی جدید به منظور تشخیص فساد در ماده غذایی شیر

ارزیابی کیفیت و سلامت شیر، به عنوان یکی از مواد غذایی ضروری در تغذیه انسان، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش های سنتی تشخیص کیفیت شیر، عمدتا بر پایه آزمون های شیمیایی استوارند که علی رغم قابلیت اطمینان، با معایبی همچون هزینه بالا، زمان بر بودن و نیاز به تخریب نمونه همراه هستند. در مقابل، فناوری سنجش مایکروویو، به ویژه با استفاده از سنسورهای مایکرواستریپ، به عنوان یک رویکرد نوین، پتانسیل ارائه روشی کم هزینه، غیرمخرب و بلادرنگ را داراست. این سنسورها با تحلیل تغییرات پاسخ فرکانسی ناشی از خصوصیات دی الکتریک ماده تحت آزمایش، امکان شناسایی تغییرات کیفیت، از جمله فساد را فراهم می کنند. این پژوهش با هدف طراحی، ساخت و ارزیابی یک سنسور مایکرواستریپ جدید برای تشخیص روند فساد در شیر با استفاده از امواج مایکروویو انجام شده است. یک سنسور مایکرواستریپ با دو ناحیه گذردهی در نرم افزار ADS طراحی و ساخته شد. ده نمونه شیر تجاری با شرایط یکسان، در ده روز متوالی تهیه و در دمای کنترل شده (℃۲۱) نگهداری شدند. در روز آزمایش، پارامتر پراکندگی (S۲۱) برای هر نمونه با حجمml ۱۸۰ با استفاده از تحلیل گر شبکه برداری (VNA) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که تغییرات محسوسی در پارامتر S۲۱ در ناحیه گذردهی اول (MHz ۱۸۰۷ تا MHz ۲۴۶۶) با افزایش عمر نمونه ها رخ می دهد. بیشترین حساسیت و تفاوت معنادار در فرکانسMHz ۲۱۶۶ مشاهده شد؛ در این فرکانس، اختلاف دامنه بین تازه ترین (سالم ترین) و کهنه ترین (فاسدترین) نمونهdB ۰۲/۷ بود. این میزان اختلاف، حدود ۱۰۵ برابر انحراف استاندارد (۰.۰۶۷ دسی بل) بود، که نشان دهنده تفکیک پذیری بالا و معناداری نتایج است. فرکانس های دیگری مانند MHz ۱۸۰۷ نیز روند مشابه و قابل اتکایی را نشان دادند. سنسور مایکرواستریپ ارائه شده، ابزاری کارآمد، دقیق و سریع برای پایش غیرمخرب و بلادرنگ فساد شیر است و جایگزینی مناسب برای روش های آزمایشگاهی پرهزینه و زمان بر در صنایع غذایی محسوب می شود.

کلیدواژه ها:

سنسور مایکرواستریپ ، فساد شیر ، سنجش مایکروویو ، کیفیت شیر ، پارامتر S۲۱ ، امواج الکترومغناطیس