Nowe narzędzie sensoryczne daje przemysłowi do myślenia

Partnerzy finansowanego ze środków UE projektu MUSE-TECH opracowali innowacyjny system do monitorowania w czasie rzeczywistym przetwórstwa żywności w zakładach przemysłowych, łącząc trzy czujniki w jedno praktyczne narzędzie. Pozytywne wyniki testów sugerują, że urządzenie może wspomóc przetwórców żywności z wielu sektorów w osiąganiu wyższej wydajności i zapewnianiu wyższych standardów bezpieczeństwa.

Bodźcem do podjęcia prac nad tym trzyletnim projektem, którego realizacja rozpoczęła się w październiku 2013 r., było poszukiwanie sposobów, by pomóc przedsiębiorcom spożywczym w odchodzeniu od tradycyjnych strategii kontrolowania procesu – w ramach których żywność jest badana dopiero na końcu, a wadliwe partie oraz przerabianie są na porządku dziennym – w kierunku większego nacisku na aspekt prognostyczny. To tutaj właśnie jest miejsce na automatyczną kontrolę surowców w czasie rzeczywistym oraz rozwiązywanie wszelkich problemów ze zmiennością składu w trakcie procesu produkcji.

Zespół projektu ustalił, że jednym ze skutecznych sposobów na automatyczną kontrolę jest zintegrowanie trzech nowatorskich czujników w tak zwane urządzenie wieloczujnikowe (MSD). MSD opiera się na elastycznej architekturze wtykowej, umożliwiając odbiór dodatkowych sygnałów wejściowych z innych czujników już zamontowanych na liniach technologicznych.

Urządzenia MSD zostały zbudowane i następnie przetestowane na skalę przemysłową w dwóch zakładach pilotażowych w ramach trzech studiów przypadku: produkcja pieczywa, chipsów ziemniaczanych i piwa. Pierwsza technologia – rozproszone pomiary temperatury (DTS) – sprawdziła się we wszystkich trzech przypadkach, umożliwiając precyzyjne monitorowanie złożonych profili temperaturowych w trudnych warunkach, jak np. w czasie fermentacji ciasta.

Drugi czujnik – quasi obrazowanie w zakresie widzialnym bliskiej podczerwieni (QIVN) – z powodzeniem gromadził dane równocześnie z różnych punktów linii technologicznych. Wreszcie czujnik spektroskopii fotoakustycznej (PAS) był w stanie jednocześnie monitorować poziom CO2, etanolu i wilgotności w czasie wypieku.

Nieprzetworzone dane zbierane przez MSD były następnie przetwarzane w czasie rzeczywistym za pomocą nowych narzędzi statystycznych i udostępniane użytkownikom końcowym za pośrednictwem łatwego w użyciu interfejsu. Zespół przeanalizował odpowiednie systemy komunikacyjne i oprogramowanie, które następnie zostały wdrożone, aby wspomóc integrację MSD.

Zespół projektu MUSE-TECH, którego realizacja właśnie dobiegła końca, jest przekonany, że narzędzie MSD pomoże w zaspokojeniu rosnącego zapotrzebowania przedsiębiorców, decydentów i konsumentów na zwiększoną przejrzystość globalnego łańcucha dostaw żywności. Konsumenci chcą wiedzieć, skąd pochodzi ich żywność i w jaki sposób została przetworzona. Z perspektywy producentów żywności, problem z którymś z ogniw tego łańcucha – na przykład partia złej jakości składników lub skażenie przez niedozwolone związki chemiczne – może wstrzymać produkcję i doprowadzić do strat, jeżeli nie zostanie sprawnie i skutecznie rozwiązany.

Sukces tego projektu zwraca uwagę także na potencjał rynkowy sektora spożywczego dla projektantów technologii sensorycznych. Otwiera się także przez producentami urządzeń do przetwórstwa żywności możliwość opracowywania i wprowadzania na rynek innowacyjnego sprzętu ze specjalnie dostosowanymi urządzeniami MSD do monitorowania i kontrolowania konkretnych procesów.

Na tym etapie potrzebne są dalsze prace badawczo-rozwojowe, aby opracować opłacalne urządzenie MSD ze szczególnym naciskiem na solidne i skuteczne sondy do monitorowania ciasta w czasie mieszania i udoskonalenie czujnika PAS na potrzeby smażenia czy produkcji piwa.

Więcej informacji:
witryna projektu MUSE-TECH