Misurazioni ottiche in linea per il monitoraggio del processo di essiccazione

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L’automazione dei processi alimentari costituisce un campo tecnologico ancora complesso a causa della mancanza di metodi adeguati per ottenere le informazioni critiche dal processo stesso. In uno studio recente, effettuato da un gruppo di ricercatori tedeschi (Groβ et al., 2011), viene utilizzato un approccio fuzzy per controllare l’essiccazione della pasta con lo scopo di migliorarne l’efficienza, diminuendone al tempo stesso i consumi energetici. In particolare, nel lavoro è stato sviluppato un sistema di misurazione ottica in grado di acquisire, in linea, dati relativi a colore, temperatura superficiale ed umidità del prodotto. Queste informazioni vengono, quindi, implementate in un umico ambiente MATLAB in cui vengono analizzate dal controllo fuzzy, fornendo, come output, i valori dei parametri operativi dell’essiccatore (i.e., temperatura ed umidità). Per prima cosa è stato osservato che, per diminuire il rumore di fondo della misurazione, è necessario utilizzare un angolo compreso tra 50 e 70° tra la sorgente di luce e il sensore del detector. Inoltre, per quantificare i dati registrati dallo strumento, sono state effettuate anche misurazioni di riferimento come quelle gravimetriche per determinare il contenuto di umidità del prodotto. Una volta calibrato, impiegando il metodo dei minimi quadrati parziali (PLS), il sistema è stato testato in una camera climatica in condizioni di temperatura e di umidità definite. Durante questi test, è stato osservato che il sistema sviluppato permette di mantenere il colore del prodotto stabile durante l’intero processo di essiccazione. Ciò evidenzia il fatto che il controllo fuzzy limita il manifestarsi di indesiderate reazioni di Maillard. Inoltre, è stato osservato che il sistema è in grado di reagire ai cambiamenti delle condizioni iniziali, come, ad esempio, ad un aumento del contenuto di umidità del prodotto. In quest’ultimo caso, il controllo imposta un gradiente di temperatura inferiore, rallentando il processo di essiccazione. Infine, per limitare i consumi energetici, una volta raggiunto il limite legale di umidità del prodotto essiccato (i.e., 13%), il sistema interrompe immediatamente il processo di essiccazione.

Riferimenti bibliografici

F. Groβ et al., Procedia Food Science, 1, 2011, 1301-1308

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