我们生产的大量食物最终并没有进入我们的胃，而是进入了垃圾填埋场、下水道或其他地方。根据联合国的数据，2022年，有10.5亿吨食物的命运就是如此，它们最终变成了食物垃圾——相当于全球人均约132公斤。

牛奶是浪费率相当高的食物之一。爱丁堡大学的一项研究表明，全球生产的牛奶中，每六升就有一升被浪费。这种浪费的根源可以在生产过程的早期就找到。每天，全球每家乳品厂平均都会将大约10,000升牛奶倒入下水道。

这种浪费每天都在发生。这并不是因为牛奶变质了，相反，牛奶是完全新鲜的。当牛奶被用来冲洗将牛奶输送到生产车间和纸箱中的管道时，就会发生这种情况。通过这种方式，乳品厂确保在生产运行之间用于清洁管道的任何多余清洁液在开始新生产之前与牛奶一起完全冲入排水管。

在Nexus联盟中，来自丹麦技术大学和三家科技公司的研究人员联手重新思考如何控制牛奶生产(以及其他食品生产)。他们共同开发了一种微型形式的超紧凑光谱仪，可以查看管道中的液体、脂肪和蛋白质的含量。因此，它可以识别是否存在上一次生产过程中的牛奶残留物或清洁产品。

为打翻的牛奶哭泣的理由

管道中留有上一轮生产过程中的牛奶残渣可不是件好事。根据牛奶厂严格的清洁规定，在开始新一轮生产之前，所有管道都要用清洗液和水彻底冲洗，而问题就出在这里。

原因是无法看到清洁后的管道中是否还有残留物，当然这些残留物不能污染新的生产。为了避免任何疑问，在开始新的生产之前，大量的即饮牛奶会通过管道倒入下水道。

这个过程不仅耗时，而且成本高昂，不利于气候。谈到气候，其实有充分的理由为打翻的牛奶哭泣：牛肉生产产生的甲烷是最大的气候元凶之一，尽管牛肉的排放量远高于牛奶，但OurWorldinData的数据显示，全球每升牛奶平均排放3.15公斤二氧化碳当量。

二氧化碳当量是将温室气体转换为同一种“货币”，以便进行比较。这是必要的，因为不同产品产生的温室气体对全球变暖的贡献程度不同。为了进行比较，OurWorldinData的数据显示，杏仁奶和豆奶的二氧化碳当量分别为每升0.70公斤和0.98公斤。

牛奶会产生3.15公斤的二氧化碳当量，而世界上每个奶牛场每天会产生10,000倍的二氧化碳，这就会产生大量的温室气体排放，而我们得到的只是废物。

丹麦技术大学电子工程系教授、Nexus项目负责人SørenStobbe表示：“我们希望创造一种对我们和奶牛场都有经济意义的产品，并且对我们的地球也有好处。”

取代昂贵的替代品

如果你去参观一家乳品厂，你通常会发现里面满是管道和传感器。在这里，乳品厂工人可以非常精确地控制牛奶的流速以及温度和压力。但是，当要确定管道中到底流淌着什么时，这对乳品厂工人来说是一项更加困难的任务。这是因为现有的光谱仪非常庞大，而且——尽管牛奶浪费程度很高——价格过于昂贵，缺乏竞争力。

“目前乳品厂使用的光谱仪每台售价约10万欧元。因此，您不能只建立100个测量点，因为成本实在太高。我们的解决方案旨在构建小型、紧凑且价格较低的光谱仪，这意味着您可以整合更多测量点，从而确切知道管道何时可以投入下一次生产，”Stobbe说道。

新型光谱仪采用先进的纳米技术，为减小技术尺寸和降低成本提供了独特的可能性。然而，还需要考虑许多因素。

“除其他事项外，我们必须确保我们的不包含稀有材料，并且能够在适当的条件下生产。此外，我们的技术必须能够全天候运行而不会消耗大量能源。我们相信，我们的解决方案可以实现这一点，”Stobbe说道。

提高食品安全

目前，该技术正在测试中，但团队对此抱有很高的期望，他们还希望该技术能够在与食物垃圾无关的其他领域发挥作用。

“我对这个项目非常乐观。在实际将我们的光谱仪商业化方面，该项目背后还有很多工作要做。目前，我们已经展示了我们的光谱仪概念，而且它运行得相当好。幸运的是，我们似乎能够克服剩下的挑战，”斯托布说。

该项目团队希望光谱仪能成为那些不太重视食品安全和食品控制的国家的有用工具。在最坏的情况下，这会导致人员亡。因此，我们希望其中一些国家将开始使用这种便宜得多的微解决方案，以便监控食品生产，识别生产中不应出现的成分。