Accurate fermentation monitoring through multi sensorial approach
FERMENT
Finanziamento del: MUR
Calls: PRIN 2022
Data inizio: 2023-09-28 Data fine: 2025-09-27
Budget totale: EUR 261.600,00 Quota INO del budget totale: EUR 58.100,00
Responsabile scientifico: UNIVERSITA DI SALERNO Responsabile scientifico per INO: Ponzoni Andrea
Calls: PRIN 2022
Data inizio: 2023-09-28 Data fine: 2025-09-27
Budget totale: EUR 261.600,00 Quota INO del budget totale: EUR 58.100,00
Responsabile scientifico: UNIVERSITA DI SALERNO Responsabile scientifico per INO: Ponzoni Andrea
Principale Organizzazione/Istituzione/Azienda assegnataria: UNIVERSITA DI SALERNO
altre Organizzazione/Istituzione/Azienda coinvolte:
Università di Salerno
Abstract: La fermentazione è una reazione biochimica complessa che può essere innescata in modo autonomo o controllato in sostanze organiche sottoposte a determinate condizioni e/o ad opportuni catalizzatori. L’innesco controllato viene utilizzato nella produzione di alcune bevande alcoliche come vino e birra, partendo da mosti di origini diverse ma che hanno in comune un contenuto di zuccheri (glucosio, fruttosio, maltosio ecc.) che, fermentando, vengono trasformati in alcol.
Il monitoraggio dei prodotti di reazione durante il processo di fermentazione consente ai produttori di intervenire tempestivamente per modificare i parametri di processo con l’obiettivo di ottimizzarne le diverse fasi e massimizzare la qualità finale del prodotto finale, prevenendo l’insorgenza di fenomeni indesiderati come l’ostruzione o fermentazione lenta.
Il progetto di ricerca “Monitoraggio accurato della fermentazione attraverso un approccio multisensoriale” mira a studiare l’integrazione tra biosensori, sensori di gas e sensori di densità per valutare un’ampia gamma di marcatori della fermentazione, come la concentrazione di etanolo, acido lattico e glicerolo nella fase liquida, la densità della soluzione e la composizione della fase volatile (in particolare acido acetico e CO2). Poiché nessuno di questi parametri fisico/chimici da solo è pienamente rappresentativo del processo di fermentazione, una fusione di dati da questa vasta gamma di sensori/parametri verrà utilizzata per caratterizzare accuratamente i processi di fermentazione delle bevande alcoliche.
Verranno ottimizzati nuovi sensori e verranno realizzati anche circuiti di condizionamento ad hoc. L’integrazione tra unità di condizionamento e pre-elaborazione porterà alla creazione di trasduttori intelligenti con interfacce sia cablate che wireless in grado di effettuare e trasmettere misurazioni in tempo reale. Opportuni layer di edge e fog computing consentiranno di fondere i dati acquisiti al fine di ottenere misurazioni più accurate e una conoscenza approfondita del processo monitorato. L’architettura così progettata e realizzata verrà testata rispetto ad un reale processo di fermentazione.
Il monitoraggio dei prodotti di reazione durante il processo di fermentazione consente ai produttori di intervenire tempestivamente per modificare i parametri di processo con l’obiettivo di ottimizzarne le diverse fasi e massimizzare la qualità finale del prodotto finale, prevenendo l’insorgenza di fenomeni indesiderati come l’ostruzione o fermentazione lenta.
Il progetto di ricerca “Monitoraggio accurato della fermentazione attraverso un approccio multisensoriale” mira a studiare l’integrazione tra biosensori, sensori di gas e sensori di densità per valutare un’ampia gamma di marcatori della fermentazione, come la concentrazione di etanolo, acido lattico e glicerolo nella fase liquida, la densità della soluzione e la composizione della fase volatile (in particolare acido acetico e CO2). Poiché nessuno di questi parametri fisico/chimici da solo è pienamente rappresentativo del processo di fermentazione, una fusione di dati da questa vasta gamma di sensori/parametri verrà utilizzata per caratterizzare accuratamente i processi di fermentazione delle bevande alcoliche.
Verranno ottimizzati nuovi sensori e verranno realizzati anche circuiti di condizionamento ad hoc. L’integrazione tra unità di condizionamento e pre-elaborazione porterà alla creazione di trasduttori intelligenti con interfacce sia cablate che wireless in grado di effettuare e trasmettere misurazioni in tempo reale. Opportuni layer di edge e fog computing consentiranno di fondere i dati acquisiti al fine di ottenere misurazioni più accurate e una conoscenza approfondita del processo monitorato. L’architettura così progettata e realizzata verrà testata rispetto ad un reale processo di fermentazione.