Un sistema ottico a basso costo per il controllo automatizzato della fermentazione in linea
Le tecniche di fermentazione in batch sono tradizionalmente utilizzate nella produzione di vini e altri prodotti fermentati. Questi metodi soffrono della creazione di ampi gradienti di fermentazione che possono causare stress ai microrganismi e quindi compromettere il successo della fermentazione. Le tecniche di fermentazione continua in batch affrontano questi problemi. Abbiamo recentemente dimostrato che un certo tipo di fermentazione continua innovativa riduce lo stress dei lieviti e la produzione di acido acetico nelle fermentazioni dell'uva. Questo tipo di vinificazione è altamente innovativo e offre nuove opportunità per migliorare le fermentazioni e la qualità del prodotto. Tuttavia, è necessaria un'analisi automatica della concentrazione di zucchero per regolare la velocità di alimentazione del sistema. Recentemente abbiamo dimostrato che la spettroscopia nel vicino infrarosso con trasformata di Fourier (FTNIR) è in grado di fornire un'analisi in linea e continua della concentrazione di zucchero durante il processo di fermentazione. Questo metodo fornisce un'indispensabile prova di concetto, ma è necessario esplorare una tecnologia alternativa all'FTNIR, poiché l'attuale costo di ~50.000-70.000 per l'apparecchiatura costituisce un ostacolo importante al successo commerciale.
A tal fine, abbiamo costituito un partenariato di ricerca interdisciplinare che comprende le università di scienze applicate CHANGINS e HE-ARC per coprire le competenze necessarie in microbiologia industriale, automazione, ingegneria ottica ed elettronica. I partner hanno identificato diversi approcci sinergici per ridurre i costi del sistema. Questi includono l'ottimizzazione della gestione dei liquidi nel sistema di misura e alternative analitiche meno costose, tra cui altri metodi spettrofotometrici.
Pertanto, proponiamo di sviluppare e implementare un sistema ottico multiplexato a basso costo per la quantificazione di parametri chiave che consentano il monitoraggio on-line delle fermentazioni dell'uva in condizioni pratiche. Il progetto si avvarrà dell'esperienza di HES-ARC nell'hardware ottico e nei modelli di calibrazione, e della conoscenza di HES-CHANGINS dei processi di fermentazione e delle tecnologie di automazione. Considerate le opportunità per i produttori di apparecchiature ottiche e di automazione dei processi in Svizzera, nonché per il miglioramento della qualità del vino attraverso i moderni metodi di vinificazione, siamo convinti che questo progetto abbia un grande potenziale di successo e di partnership.
2015 - 2018
Partner: HE-ARC
Finanziamento: HES-SO
