Optiferm

Un système optique à bas coût pour le contrôle automatisé en ligne des fermentations

Responsable du projet: Dr Ramón Mira de Orduña Heidinger

Partenaire: HE-ARC

Financement: HES-SO

2015 - 2018

Résumé:

Les techniques de fermentation dites en "batch" sont traditionnellement utilisées dans la production de vins et autres produits fermentés. Ces méthodes souffrent de la création de grands gradients de fermentations qui peuvent causer un stress sur les micro-organismes et affecter ainsi le succès de la fermentation. Les techniques de fermentation en continu dites "fed-batch" abordent ces problèmes. Nous avons récemment démontré qu'un certain type de fermentation continue innovante réduit le stress sur les levures et la production d'acide acétique dans les fermentations de raisins. Ce type de vinification est très innovant et offre de nouvelles opportunités d'amélioration des fermentations et de la qualité des produits. Cependant, une analyse automatique de la concentration des sucres est nécessaire afin de réguler le taux d'alimentation du système. Récemment, nous avons démontré que la spectroscopie proche-infrarouge à transformation de Fourier (FTNIR) est capable de fournir une analyse en ligne et continue de la concentration des sucres pendant le processus de fermentation. Cette méthode fournit une preuve de concept nécessaire, cependant une technologie alternative au FTNIR doit être explorée puisque le coût actuelle de ~50'000-70'000.- pour l'équipement constitue une grande barrière à un succès commercial.

Pour cela, nous avons formé un partenariat de recherche interdisciplinaire composé de des HES de CHANGINS et HE-ARC pour couvrir les expertises nécessaires en microbiologie industrielle, automatisation, ingénierie optique et électronique. Les partenaires ont identifié plusieurs approches synergiques afin de réduire les coûts du système. Cela comprend une optimisation de la manipulation des liquides dans le système de mesure ainsi que des alternatives analytiques moins coûteuses incluant d'autres méthodes de spectrophotométries.

Par conséquent, nous proposons de développer et implémenté un système optique multiplexé à faible coût pour la quantification des paramètres clés qui permettent un contrôle en ligne des fermentations de raisins dans des conditions pratiques. Le projet sera conduit grâce à l'expertise de l'HES-ARC pour le hardware optique et l’établissement de modèles de calibration et grâce aux connaissances de HES-CHANGINS en matière de processus de fermentation et de technologies d'automatisation. Compte tenu des opportunités pour les fabricants d'équipements optiques et d'automatisation des processus en Suisse, ainsi que pour l'amélioration de la qualité des vins grâce à des méthodes de vinification modernes, nous sommes convaincu que ce projet a un fort potentiel de réussite et de partenariat.