| تسجيل براءة اختراع
(تصميم وتنفيذ منظومة ليزرية لتعقيم الحليب الخام تعمل بالذكاء الصناعي) |
|
| تضمن البحث تصميم وتصنيع منظومة ليزرية لتعقيم الحليب الخام بطريقة لا حرارية تعتمد على الضوء المتشاكه وهو الأشعة الليزرية بطول موجي 650 نانومتر (مسموح بها عالميا ) وبقدرات وازمنة مكوث اختيارية , اذ استخدمت قدرات 50 , 60 , 70 ملي واط وأزمان مكوث 0.5 ,1 ,1.5 ,2 دقيقة , يتم التحكم بتشغيل المنظومة من حيث التصريف وقدرة الاشعة و زمن المكوث ذاتيا ( الذكاء الصناعي ) بواسطة لوح الكتروني تطويري Arduino يتم تنظيمه والسيطرة عليه باستعمال الحاسوب الشخصي او اللوحي او حتى جهاز الموبايل بعد تنصيب برامج السيطرة و التي تعتمد على مجموعة برامج تعمل بلغة البرمجة C , و تتالف منظومة التعقيم من خزان للحليب الخام و اخر للحليب المعقم و قناة للتعقيم بالليزر بأبعاد( 30×5×5) سم مصنوعة من الزجاج البلاستيكي , ثبتت الرؤوس الليزرية في السطح العلوي الداخلي لهذه القناة لتعطي الاشعة باتجاه اسفل القناة بشكل عمودي تقريبا, يقابلها من الأسفل مرآة عاكسة للأشعة موضوعة بشكل مستوي , كما تحوي قناة التعقيم على مضخة لعمل الاضطراب في جريان الحليب داخل وحدة التعقيم , زودت وحدة التعقيم بمنفذين احدهما لدخول الحليب الخام و الاخر لخروج الحليب المعقم .
شغلت المنظومة و اختبرت عينات الحليب المعقمة بها عند المستويات المختلفة للقدرة وزمن المكوث و قورنت النتائج مع تعقيم الحليب الخام بالطريقة التقليدية بالحرارة 121م˚ لمدة 15 دقيقة , وكانت اهم النتائج كما يلي : تمكنت المنظومة الليزرية من تحقيق نسبة هلاكية 100% لجميع الفحوص الميكروبية كالعدد الكلي للبكتريا و البكتريا المعوية و السالمونيلا و كذلك الخمائر و الاعفان , وذلك عند قدرة 70ملي واط و زمن مكوث 1.5 و 2.0 دقيقة , متفوقة على الطريقة الحرارية في العدد الكلي للبكتريا التي سجلت 4.33×104 وحدة تكوين مستعمرة و تساوت معها في باقي الاحياء , حققت المنظومة الليزرية انتاجية 68 .0 طن /يوم وصافي ربح سنوي 61.2 مليون دينار سنويا , قياسا بالتعقيم الحراري 0.09 طن/يوم وصافي الارباح 50.3 الف دينار سنويا ولنفس نسبة الهلاكية 100% و نلاحظ الفرق الكبير بمقدار الانتاج اليومي والربح السنوي مما يدل على الكفاءة الاقتصادية العالية لمنظومة الليزر , علما ان حجم وحدة التعقيم هو المحدد لإنتاجية المنظومة الليزرية و الذي يمكن مضاعفته مرات كثيرة بسهولة عبر زيادة حجم قناة التعقيم من خلال زيادة عدد الرؤوس الليزرية المستخدمة .
وعند دراسة الخواص الفيزوكيميائية للحليب المعقم بواسطة منظومة الليزر ومقا رنتها با لحليب المعامل بالحرارة التقليدية ظهرما يلي ان امتصاصية الحليب المعامل بالليزر ذوالطول الموجي 650-700نانو متر كانت 0.0043 ملم-1وهي اقل بكثير من امتصاصية الاطوال في المنطقة تحت الحمراء وفوق البنفسجية اما لدالة الحامضية والحموضة الكلية فبلغت 6.60 و0.141% على التوالي , اما عند قياس درجة حرارة الحليب المعقم بالأشعة فكانت 24 م˚ وهي مقاربة للحليب الخام غير المعامل والبالغة 20 م˚ وعند فحص الثبات الحراري ظهرعدم وجود فروق معنوية مع عينة السيطرة وعند قياس زمن تجبن الحليب المعامل ليزريا بالمنفحة الذي يتراوح بين (336-339) ثانية بعدم وجود فروق معنوية على مستوى 5% اذا ما قورن بالمعاملة الحرارية339 ثانية , سجلت نقطة انجماد الحليب المعالج ليزريا 0.538_ م˚ وهي قريبة منها للحليب الخام 0.532 _ م˚, لم تتأثر كثافة الحليب عند استعمال الليزر و كانت 1.0263كغم/سم3 و هيتتراوح للحليب الخام بين (1.025-1026) كغم/سم3 , اما التركيب الكيمياوي للحليب المعامل بالأشعة الليزرية على طول موجي650 نانومتر والذي يشمل النسبة المئوية لبروتين لحليب التي بلغت 3.62و النيتروجين اللابروتينيىNPN اذ بلغت 0.055 والنيتروجين الذائب 0.042 %المواد الصلبة اللادهنية فبلغت 8.62 % اذما قورنت بالحليب الخام غير المعامل والبالغة ,0.040,0.055 ,3.63) 8.62)%على التوالي بينما بلغت نسبة سكر اللاكتوز4.6 %وهي الكمية ذاتها في الحليب الخام , في حين ظهر هناك تأثير واضح عند استعمال الحرارة التقليدية في التعقيم على مكونات الحليب الخام , النسبة المئوية للدهن لم تتأثر بالمعاملة الليزرية اذ بلغت 3.72 %وهي ذاتها في الحليب الخام ولكن الحرارة التقليدية اثرت بشكل واضح على كمية الدهن اذ بلغت 2.1 %. خزنت العينات المعاملة حراريا ولا حراريا في درجة حرارة الغرفة لمدة 21 يوم واصبحت الحموضة الكلية 0.36 ,0.17 % لذا الحليب المعقم بالأشعة الليزرية ذو الطول الموجي 650 نانو وقدرة 70 ملي واط حقق اطول مدة خزن ضمن الحد القياسي للحموضة اما العدد الكلي للبكتريا اثناء الخزن فتزايد بمرور الزمن في جميع المعاملات عدا النماذج المعاملة بالأشعة الليزرية ذا الطول 650 نانو متر وقدرة 70 ملي واط اذ بقي صفر طيلة فترة الخزن .
|
|
|
|
|
| |
