Non-destructive and real-time monitoring techniques are crucial for quality assessment of food, facing the industry 4.0 approach. This PhD project aims to develop customized optical devices to fulfil these needs of agrifood chains. In wine production, the grape quality evaluation is critical. Thus, optical-simplified IoT devices for real-time grape monitoring were designed, built, and tested. The informative wavelengths in the vis/NIR range which better describe the grape maturation were identified to combine LEDs and photodiodes to predict grapes ripeness parameters. Finally, lab-scale and field experimental campaigns were performed to verify reliability and limits of this new generation of stand-alone optical sensors.

In ottica 4.0, le tecniche di monitoraggio non distruttive e in tempo reale sono fondamentali per la valutazione della qualità nell'industria alimentare. Questo progetto di dottorato mira a sviluppare dispositivi ottici customizzati per soddisfare tali esigenze. In vinificazione, conoscere il grado di maturazione delle uve è indispensabile. Pertanto, è stato sviluppato e testato un dispositivo ottico per il monitoraggio in tempo reale della maturazione dell'uva. Sono state individuate specifiche lunghezze d’onda nel vis/NIR per combinare LED e fotodiodi per prevedere i parametri di maturazione dell'uva. Infine, è stata eseguita una campagna sperimentale in campo e laboratorio per verificare affidabilità e limiti di questa nuova generazione di sensori ottici autonomi.

Feasibility studies and engineering of optical simplified and stand-alone devices for agri-food applications / A. Tugnolo (ATTI E CONVEGNI). - In: First Virtual Workshop on the Developments in the Italian PhD Research on Food Science, Technology and Biotechnology[s.l] : Palermo university press, 2021. - ISBN 978-88-5509-315-6. - pp. 448-452 (( convegno First Virtual Workshop on the Developments in the Italian PhD Research on Food Science, Technology and Biotechnology tenutosi a Palermo nel 2021.

Feasibility studies and engineering of optical simplified and stand-alone devices for agri-food applications

A. Tugnolo
Primo
2021

Abstract

In ottica 4.0, le tecniche di monitoraggio non distruttive e in tempo reale sono fondamentali per la valutazione della qualità nell'industria alimentare. Questo progetto di dottorato mira a sviluppare dispositivi ottici customizzati per soddisfare tali esigenze. In vinificazione, conoscere il grado di maturazione delle uve è indispensabile. Pertanto, è stato sviluppato e testato un dispositivo ottico per il monitoraggio in tempo reale della maturazione dell'uva. Sono state individuate specifiche lunghezze d’onda nel vis/NIR per combinare LED e fotodiodi per prevedere i parametri di maturazione dell'uva. Infine, è stata eseguita una campagna sperimentale in campo e laboratorio per verificare affidabilità e limiti di questa nuova generazione di sensori ottici autonomi.
Non-destructive and real-time monitoring techniques are crucial for quality assessment of food, facing the industry 4.0 approach. This PhD project aims to develop customized optical devices to fulfil these needs of agrifood chains. In wine production, the grape quality evaluation is critical. Thus, optical-simplified IoT devices for real-time grape monitoring were designed, built, and tested. The informative wavelengths in the vis/NIR range which better describe the grape maturation were identified to combine LEDs and photodiodes to predict grapes ripeness parameters. Finally, lab-scale and field experimental campaigns were performed to verify reliability and limits of this new generation of stand-alone optical sensors.
real-time monitoring, effective wavelengths, vis/SWNIR spectroscopy, simplified system, ripening, chemometrics, industry 4.0
Settore AGR/09 - Meccanica Agraria
Settore AGR/15 - Scienze e Tecnologie Alimentari
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