غلامحسین روشنی

ارزیابی کیفیت و سلامت شیر، به عنوان یکی از مواد غذایی ضروری در تغذیه انسان، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. روش‌های سنتی تشخیص کیفیت شیر، عمدتاً بر پایه آزمون‌های شیمیایی استوارند که علی‌رغم قابلیت اطمینان، با معایبی همچون هزینه بالا، زمان‌بر 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 کم‌هزینه، غیرمخرب و بلادرنگ را داراست. این سنسورها با تحلیل تغییرات پاسخ فرکانسی ناشی از خصوصیات دی‌الکتریک ماده تحت آزمایش، امکان شناسایی تغییرات کیفیت، از جمله فساد را فراهم می‌کنند. 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 نرم‌افزار ADS طراحی و ساخته شد. ده نمونه شیر تجاری با شرایط یکسان، در ده روز متوالی تهیه و در دمای کنترل‌شده (℃21) نگهداری شدند. در روز آزمایش، پارامتر پراکندگی (S21) برای هر نمونه با حجمml 180 با استفاده از تحلیل‌گر شبکه برداری (VNA) اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که تغییرات محسوسی در پارامتر S21 در ناحیه گذردهی اول (MHz 1807 تا MHz 2466) با افزایش عمر نمونه‌ها رخ می‌دهد. بیشترین حساسیت و تفاوت معنادار در فرکانسMHz 2166 مشاهده شد؛ در این فرکانس، اختلاف دامنه بین تازه‌ترین (سالم‌ترین) و کهنه‌ترین (فاسدترین) نمونهdB 02/7 بود. این میزان اختلاف، حدود 105 برابر انحراف استاندارد (0.067 دسی‌بل) بود، که نشان‌دهنده تفکیک‌پذیری بالا و معناداری نتایج است. فرکانس‌های دیگری مانند MHz 1807 نیز روند مشابه و قابل اتکایی را نشان دادند. سنسور مایکرواستریپ ارائه‌شده، ابزاری کارآمد، دقیق و سریع برای پایش غیرمخرب و بلادرنگ فساد شیر است و جایگزینی مناسب برای روش‌های آزمایشگاهی پرهزینه و زمان‌بر در صنایع غذایی محسوب می‌شود.