Projekti / Programi
Razvoj optičnega senzorskega sistema za nedestruktivno kontrolo kvalitete embaliranih mesnih izdelkov
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.15.00 |
Tehnika |
Meroslovje |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T003 |
Tehnološke vede |
Transportna tehnologija |
optični senzorji, nedestruktivna detekcija, kvaliteta mesnih izdelkov, embaliranje
Raziskovalci (9)
Organizacije (1)
Povzetek
V zadnjem času narašča pritisk na proizvajalce prehrane v smislu zagotavljanja njene varnosti, kvalitete in zasledovanja. Pakiranje svežega mesa se izvršuje, da se prepreči njegova okužba, da se podaljša čas obstojnosti, encimatski procesi izboljšujejo mehkobo, znižuje se izguba na teži ter zagotavlja se obarvanost mesa na trgovskem ali potrošniškem nivoju. Mikroorganizmi povzročajo kvar hrane preko njihovega razmnoževanja ali indirektno s pridelavo metabolnih produktov, ki so lahko toksični. Medtem ko je pri nepakirani hrani bakterijska dekompozicija enostavno zaznana preko vonjav, pa njena detekcija v primeru pakiranih živil ni zaradi onemogočenega prodiranja plinskih produktov bakterijske dekompozicije, ki povzročajo vonj, skozi embalažo. Spremljajoči učinki pokvarjene hrane so produkcija plinov, kot so amoniak, vodikov sulfid, organski amini ali zaznane spremembe v O2 ali CO2 parcialnem tlaku. Namen predložene raziskave je razviti optični kemijski senzorski sistem, ki bo preko zaznavanja takih parametrov dal informacijo o kvaliteti mesnega proizvoda, kvaliteti in poškodbi pakirnega materiala in, ki bo obenem zadovoljil vsem zahtevam aplikacij prehrambenega pakiranja: (a) delovno območje senzorja (prilagoditev vrsti pakiranja zaradi različnih produktov, ki morajo biti pakirani v različnih modificiranih atmosferah), (b) temperaturna odvisnost (delovanje senzorja v širokem temperaturnem območju, od -20 do +30°C), (c) hiter odzivni čas (pomemben za trenutno, kontinuirano kontrolo kvalitete), (d) stabilnost (senzorji, ki so vgrajeni v mesna pakiranja, morajo delovati in biti zanesljivi do več tednov, od časa pakiranja do časa odprtja; izpostavljenost vidni svetlobi, kakor tudi UV razstavni svetlobi v trgovini lahko povzroči postopno degradacijo nekaterih barvil in staranje polimerov) in (e) netoksičnost senzorskih elementov (ki bi lahko zaradi direktnega stika s pakirano hrano le-to zastrupili).
Pomen za razvoj znanosti
Razvili smo optične kemijske senzorje za merjenja kisika, amonijaka in aminov. Pri samem razvoju senzorjev smo upoštevali zahteve prehrambnega pakiranja. Kisikov senzor ima odzivni čas 2 s in prekriva delovno območje od 0-100% O2. Senzor za amonijak ima odzivni čas 150 s in delovno območje od 1 do 20 ppm. Senzor za določanje aminov ima mejo zaznave 0,1 mmol/L , delovno območje od 0,003- 0,3 mol/L in odzivni čas 20 s. Vsi senzorji so se izkazali kot stabilni.
Z integracijo teh senzorjev v pakirani mesni izdelek v modificirani atmosferi lahko senzorji podajo informacijo o svežosti oz. kakovosti pakiranega mesnega izdelka brez, da pri tem odpremo izdelek. Optični kemijski senzorji, ki zadostijo pogojem prehrambene industrije, predstavljajo popolnoma nov znanstveni izziv in aktualen prispevek k znanosti na področju razvoja novih optičnih kemijskih senzorjev. Po drugi strani pa so ti senzorji zanimivi tudi za potrošnika, proizvajalca mesnih izdelkov, kar pa kaže na njihovo uporabno vrednost. Ocenjujemo, da prav ta dvojnost, ki jo projekt izraža s stališča znansoti kot tudi uporabnosti, je velika kvaliteta zaključenega projekta.
Pomen za razvoj Slovenije
Za Slovenijo imajo rezultati projekta predvsem uporabno vrednost, saj so kot sofinancerji bili v projket vključeni tako PP kot mesni proizvajalec in Messer, ki je proizvajalec plinov, ki se uporabljajo za modificirano atmosfero pri pakiranju perutnine.
Proizvajalcem mesnih embaliranih proizvodov bo senzorski sistem omogočil optimizacijo in kontrolo pogojev pakiranja, skladiščenja in transportiranja. Senzorski sistem jim bo prav tako omogočil natančnejšo določitev efektivnega časa uporabnosti proizvoda preko vizualnih meritev svežosti vzporedno z rokom uporabnosti in s tem znižanja možnosti napak. Znižanje odpadkov (skozi mnogo bolj natančno oceno roka uporabnosti) in zaupanje proizvodu je velikega pomena za preprodajalce in proizvajalce, saj morajo biti proizvodi po roku trajanja odstranjeni ne glede na to ali so še vedno primerni za uživanje ali ne. Bolj učinkovito zasledovanje kvalitete hrane vpliva na višjo dodano vrednost proizvoda, večji ekonomski učinek in s tem večji proizvajalčev ugled. Proizvajalci bodo lahko z uporabo optičnega kemijskega senzorskega sistema sledili na novo in v prihodnosti izdanim Evropskim in drugim direktivam na področju sledljivosti kvalitete živil in varnosti živil.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
