التجفيف الذكي يعد من أبرز التطورات التي تشهدها صناعة الأغذية لتحسين فعالية وكفاءة حفظ المنتجات الغذائية. إذ تعاني طرق التجفيف التقليدية من مشاكل مثل التأثيرات السلبية على الجودة والقيمة الغذائية. ومع استخدام تقنيات حديثة مثل المستشعرات البصرية والذكاء الاصطناعي، يتمكن الباحثون من إحداث تحول جذري في هذه العملية، مما يعزز الدقة ويسهم في تحسين الكفاءة.
مفهوم التجفيف الذكي
التجفيف الذكي يعتمد على المراقبة المستمرة في الوقت الفعلي باستخدام تقنيات متقدمة مثل التصوير بالألوان الثلاثية (RGB) والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR). يشير الأستاذ محمد كامروزمان من جامعة إلينوي إلى أن هذه التقنيات تُحسن من عملية التجفيف وتزيد من كفاءتها، مما يجعلها أكثر دقة وفعالية مقارنة بالطرق التقليدية التي تتطلب إزالة العينات بشكل مستمر للمراقبة.
التقنيات المستخدمة في التجفيف الذكي
- التصوير بالألوان الثلاثية (RGB): يستخدم كاميرات لالتقاط الضوء المرئي في نطاق الألوان الأحمر والأخضر والأزرق. يعتبر فعالًا في تحليل السمات السطحية مثل اللون والشكل، لكنه لا يقيس الخصائص الداخلية مثل محتوى الرطوبة.
- التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR): يقيس هذا النظام الخصائص الداخلية للأطعمة مثل مستويات الرطوبة من خلال قياس امتصاص الضوء عند أطوال موجية مختلفة. يواجه هذا النظام تحديات عندما تصبح المادة غير متجانسة أثناء عملية التجفيف.
- التصوير الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR – HSI): يجمع هذا النظام بين ميزات الأنظمة الأخرى، حيث يمسح السطح بالكامل ويستخرج بيانات مكانية وطيفية ثلاثية الأبعاد. يعتبر هذا النظام الأكثر دقة لكنه مرتفع التكلفة.
دور الذكاء الاصطناعي في تحسين التجفيف
تعتمد هذه الأنظمة على الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لمعالجة البيانات الكبيرة التي تنتجها المستشعرات. كما أن هذه التقنيات تتيح القدرة على مراقبة التجفيف في الوقت الفعلي، مما يساهم في تحسين دقة العملية وجودة الغذاء بشكل ملحوظ. يشير كامروزمان إلى أن الدمج بين التصوير البصري والذكاء الاصطناعي يمثل المستقبل الثوري لصناعة تجفيف الأغذية.
اختبار التكنولوجيا
في اختبار لإثبات فعالية هذه الأنظمة، جفف الفريق شرائح التفاح باستخدام تقنيات «RGB»، «NIR»، و«NIR – HSI». أظهرت النتائج أن دمج هذه الأنظمة مع الذكاء الاصطناعي يفتح آفاقًا جديدة لتحسين عمليات تجفيف الأغذية.
النظرة المستقبلية
من بين الأهداف المستقبلية تطوير أجهزة محمولة لنظام «NIR – HSI»، مما يسمح بالتحكم في الجودة بشكل مستمر في بيئات متعددة. هذه الأجهزة يمكن أن توسع نطاق تطبيقات التجفيف الذكي، مما يعزز جودة الأغذية ويقلل من الهدر.
خلاصة
يعد التجفيف الذكي باستخدام المستشعرات البصرية والذكاء الاصطناعي من التطورات الثورية التي ستغير وجه صناعة حفظ الأغذية. من خلال توفير رؤى دقيقة في الوقت الفعلي، يمكن للصناعات الاستفادة من كفاءة وجودة أعلى، مما يعزز الاستدامة ويقلل الهدر عبر سلسلة إمداد الأغذية.
