Titlu proiect: Atmosferă controlată pentru depozitarea fructelor și legumelor: soluție multidisciplinară și cost redus
Acronim: CASTOL
Domeniu: Bioeconomie
Categoria de proiect: Proiect experimental - demonstrativ
PN-III-P2-2.1-PED-2019-5248
Perioada de desfăşurare: 10.11.2020 - 09.11.2022
Rezultate
Rezultate 2022 | Rezultate 2021 | Rezultate 2020 |
Rezultate 2022 – planificate și realizate
În etapa a 3-a a proiectului au fost realizate:
- teste de anduranță (stabilitate și timp de răspuns) a senzorilor de umiditate dezvoltați în cadrul proiectului, în condiții de atmosferă controlată specifică fructelor și legumelor studiate și a fost optimizată funcționarea platformei hardware cu privire la integrarea elementelor de detectare, respectiv pentru achiziția (stocare cloud) și prelucrarea datelor
- 8 demonstratori de laborator pentru monitorizarea atmosferei controlate de depozitare fructe și legume proaspete, dotați cu platformă hardware inteligentă multi-senzor (testare condiții specifice de atmosferă controlată fructe / legume proaspete, pe durate diferite și în condiții diferite de circulație a aerului (spații închise, spații cu ventilație prin convecție naturală sau forțată).
- straturi senzitive optimizate pe substraturi rigide/flexibile pentru senzori rezistivi de oxigen cu nanohornuri de carbon oxidate, caracterizare stabilitate pe termen lung
- aplicare și optimizare protocoale specializate pentru evaluare calitate fructe proaspete depozitate în atmosferă controlată, cu evaluare caracteristici fitochimice și beneficiu nutrițional optime
- colectare și comparare date monitorizare atmosferă controlată cu senzori nou-dezvoltați și comerciali, respectiv date privind caracteristici senzoriale și fitochimice ale fructelor și legumelor studiate, la diferite momente din timpul depozitării
- realizare analiză cost-beneficiu privind utilizarea dispozitivelor de tip IoT în spații de depozitare cu atmosferă controlată
- 6 participări la conferințe naționale/internaționale
- 7 cereri de brevete depuse
- 1 articol BDI
_______________________________
Rezultate 2021 – planificate și realizate
În etapa a II-a a proiectului CASTOL a fost urmărită maximizarea răspunsului senzorilor de umiditate nou creați si scăderea timpului de răspuns. Experimentele implică sinteza stratului de detectare a umiditatii (cu accent deosebit pe asigurarea omogenității soluției); caracterizarea structurală; depunere pe suporturi (flexibile, rigide) folosind metoda drop-casting. Testarea senzorului de umiditate în mediu controlat a fost urmarita prin evaluarea senzorilor de umiditate într-o atmosferă controlată (azot umed). De asemenea s-a urmărit realizarea de demonstratori experimentali de laborator - testare umiditate relativa - precum și evaluarea proprietăților lor de stabilitate pe termen lung, în conditii diferite de atmosfera controlata - condiții de depozitare a fructelor și legumelor proaspete. De asemenea, s-au realizat investigații preliminare privind utilizarea nanocompozitelor pe bază de nanohornuri de carbon pentru straturi sensibile la variatii ale concentratiei de oxigen.
Activitatea de stabilire a problemelor specifice pentru depozitarea pe termen lung a fructelor și legumelor proaspete are ca scop selectarea a 4 tipuri de fructe / legume din diferite categorii în ceea ce privește rata de respirație (climacteric / non-climacteric) și alte proprietăți specifice. Au fost elaborate și aplicate protocoale specializate pentru evaluarea calității fructelor și legumelor studiate la început, după depozitare pentru o anumită perioadă de timp în condiții selectate de atmosfera controlata și la sfârșitul perioadei de depozitare..
Au fost evaluate caracteristicile fitochimice de bază ale biomasei vegetale pentru a stabili modele ale proceselor de degradare care pot fi traduse în variația compoziției atmosferei din spațiul de depozitare a fructelor și legumelor. Au fost sistematizate date privind caracteristicile bio-fizico-chimice ale fructelor și legumelor depozitate în condiții controlate care au corespondență în calitatea fructelor / legumelor proaspete.
Arhitectura platformei hardware a urmărit integrarea elementelor de detectare, și a dispus de caracteristici de comunicare pentru achiziția și prelucrarea datelor. Activitatea a presupus proiectarea și configurarea sistemelor de detectare, instalarea unei configurații selectate in laborator, colectarea datelor semnalelor senzorilor în condițiile de depozitare studiate și sistematizarea datelor măsurate ale senzorilor. Este vizată dezvoltarea modulelor electronice necesare pentru integrarea în platformă a senzorilor nou-dezvoltati.
-
straturi senzitive optimizate pe substraturi rigide/flexibile pentru senzori de umiditate chemorezistivi, caracterizare stabilitate pe termen lung
-
realizare 5 demonstratori de laborator pentru detectarea umiditatii
-
testare capacitate nanocompozite pe bază de nanohornuri de carbon oxidate pentru detecție oxigen
-
realizare protocoale specializate pentru evaluare calitate fructe proaspete depozitate în atmosferă controlată, inclusiv evaluare consum de siguranță și beneficiu nutrițional optim fructe/legume
-
realizare arhitectură platformă hardware de monitorizare inteligentă – achiziție și prelucrare date
-
colectare și comparare date monitorizare atmosferă controlată cu senzori nou-dezvoltați și comerciali
-
dezvoltare modele experimentale din componente hardware și metodologice pentru depozitare fructe / legume proaspete în medii cu atmosferă controlată, analiză cost-beneficiu
-
realizare dispozitiv low-cost cu hardware pentru monitorizarea mediilor cu atmosfera controlata și metodologia de decizie pentru depozitarea fructelor / legumelor proaspete
-
6 articole ISI publicate
-
3 participări la conferințe naționale, 1 participare la conferințp internațională
-
2 cereri de brevet depuse
_______________________________
Rezultate 2020 – planificate și realizate
În etapa I a proiectului CASTOL îsi propune, optimizarea unor retete de preparare a straturilor senzitive pentru umiditatea relativă care sa aibă niște costuri de producție reduse. Din aceasta perspectivă, a costurilor de implementare, senzorii rezistivi sunt solutia optimă. Pentru a atinge performanțele necesare utilizării lor într-o platformă de monitorizare, diferitele soluții de senzorii RH de tip rezistiv parcurg un proces de optimizare. În prezentul studiu sunt propuse rețete noi de preparare a stratului senzitiv pentru senzorii rezistivi de umiditate. Este urmărită maximizarea răspunsului nanocompozitului pe intregul domeniu de umiditate relativă.
Având în vedere că este vizată comportarea senzorilor în atmosferă controlată cu compoziție complexă au fost evaluate probleme specifice depozitarii fructelor si legumelor proaspete. Această activitate are ca scop selectarea a 4 tipuri de fructe / legume din diferite categorii referitoare la rata de respirație (climacteric / non-climacteric) și alte proprietăți specifice.
De asemenea, este vizata arhitectura platformei hardware care va integrarea elementelor senzitive, achizitia si prelucrarea datelor experimentale. Se urmareste proiectarea unei platforme hardware care poate fi utilizată pentru monitorizarea dispozitivelor experimentale cu atmosfera controlata, unde vor fi plasate și studiate cele 4 tipuri de fructe / legume.
În cadrul primei etape de realizare a proiectului a fost organizată o masă rotundă defsășurată în data de 15 decembrie 2020 la Târgoviște, cu participarea partenerilor din proiect și a unor reprezentanți locali, inclusiv companii private care acționează în domeniul depozitării și prelucrării fructelor/legumelor.