Naso elettronico: botta e risposta.

a cura di Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Il Naso Elettronico è un dispositivo di analisi che permette di caratterizzare un Alimento e valutarne le qualità
Per che cosa è usato un Naso Elettronico?
E’ usato come strumento di screening nel controllo di qualità. Screening significa trovare un modo rapido per sapere se un prodotto è fuori specifica o meno, cioè se esso differisce o no dallo standard. Se lo fosse questo indicherebbe una disfunzione nel processo produttivo. Una volta che il problema è stato rilevato, le appropriate azioni possono essere prese. Bloccando un processo malfunzionante il prima possibile, si salveranno tempo e denaro.

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Come è ottenuta questa informazione?
Questa informazione è ottenuta misurando l’odore del prodotto. L’odore è la proprietà sensoriale percettibile dal sistema olfattivo, quando si annusano i composti volatili rilasciati dalle sostanze. E’ così che le sostanze volatili rilasciate dalle sostanze sono misurate dal Naso Elettronico; essi formano una immagine del prodotto. Solo misurando questa “immagine”, molte informazioni possono essere ottenute. Noi possiamo, per esempio, riconoscere una aroma di caffè senza vederlo o assaggiarlo.

Di cosa consiste un Naso Elettronico?
Un parallelo può essere fatto tra un Naso Elettronico ed il nostro Naso, per capire il principio generale operativo, anche se il Naso Elettronico non simula esattamente il Naso Umano. Così come il sistema sensoriale umano, esso comprende
– I sensori chimici, cioè i recettori olfattivi per l’uomo
– Un sistema di processo dei dati, cioè il cervello per l’uomo

L’aspetto fondamentale da chiarire è che tali sensori, dovendo essere
inseriti in una matrice, non dovranno possedere specificità nei confronti di una determinata specie chimica ma, selettivita’ parziale ottenendo in tal modo una risposta mirata ad un gruppo oppure ad una classe di gas; perciò sarà la sovrapposizione delle diverse sensibilità e selettività a fornire informazioni sufficienti per riconoscimento degli odori

Un naso elettronico è costituito da:
– un hardware, nella forma di sensori a gas specifici e strumenti elettronici associati ;
– un software, per il trattamento delle risposte dei sensori periferici
(paragonando, infatti , quest’ultime con i dati immagazzinati nella memoria, è possibile l’identificazione prima e l’interpretazione poi in termini simili a quelli adottati da un vero naso umano).

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Come funziona?
Ogni sostanza che ha un aroma, ad esempio il caffè, produce una nuvola di composti chimici volatili.

Naso Umano:
Questi composti chimici entrano nel nostro naso e reagiscono con la nostra regione olfattiva. Le reazioni che avvengono nei nostri sensori nervosi mandano messaggi al cervello. Questi messaggi sono poi decodificati, in quello che noi conosciamo come aroma. Noi possiamo paragonarlo agli altri aromi memorizzati nella nostra memoria, e trovare se esiste una qualche differenza, o associarlo ad uno dei conosciuti.

Naso Elettronico:
Questi composti chimici entrano nella cella dei sensori. Ogni sensore genera un segnale. I segnali di tutti I sensori formano un modello, che e’ la firma dell’ odore. Un appropriato metodo di processo dei dati, abilita ad interpretare la firma, per paragonarla con le firme già conosciute.

Come viene eseguita la misura?

Il prodotto e’ posto in una vial, che e’ sigillata ermeticamente con una membrana. Il campione libera i composti nell’aria della vial. Questo rilascio dei composti volatili può essere aumentato riscaldando il campione fino a 65°C. Un ago buca la membrana della vial, e scende in essa. L’ aria e’ aspirata attraverso l’ ago, e passa sopra i sensori. I segnali elettrici provenienti dalla serie di sensori sono registrati dal Computer, che e’ connesso al Naso Elettronico. I segnali dei sensori sono poi analizzati con appropriati metodi di processo dei dati (PCA, PCH, PLS, ANN). Il metodo di lavoro prevede due passi:
– Costruzione della memoria olfattiva – Lo strumento non conosce alcun aroma. Il primo passo e’ quello di insegnare al Naso Elettronico a riconoscere i nostri aromi di riferimento. Questa memoria può essere costruita per Classi, cioè associando all’ aroma una descrizione, o per Quantità, cioè indicando la quantità che può essere, ad esempio, una concentrazione o un peso di un descrittore.
– Predizione degli incogniti – Proiettando la misura di un incognito sulla memoria olfattiva costruita, si avrà una predizione di Classe o Quantità dell’aroma incognito. I risultati possono essere facilmente visualizzati in modo grafico o tabellare.

Da quanto detto si intuisce come il naso elettronico possa dare luogo ad una serie di devices sperimentali diversi ed inoltre come sia in grado di soddisfare molte applicazioni :

1. controlli di qualità per prodotti di largo consumo : generi alimentari
2. monitoraggio nelle applicazioni biotecnologiche
3. analisi della presenza di sangue nelle urine
4. monitoraggio inquinamento ambientale : trattamento delle acque di scolo
5. applicazioni in campo biomedico
6. utilizzo per la ricerca degli esplosivi , nella difesa militare
7. ricerca di tracce di odori in una matrice odorosa es: cocaina in un sacco di caffè

Lo scopo del futuro lavoro di ricerca sara’ quello di ottenere una fingerprint attraverso un naso elettronico costituito da un unico sensore e non da array come detto in precedenza, in cui variano i parametri sperimentali.( temp. ;lunghezza d. irradiante, etc )

One thought on “Naso elettronico: botta e risposta.

  1. Salve, ho letto con interesse le potenzialità di questo naso elettronico.
    Intanto mi presento, mi chiamo Fabrizio Cirillo e ho una società di assistenza tecnica nel campo delle cappe da laboratorio.
    Nello specifico mi occupo di validare e verificare che le cappe chimiche ad esempio riescano a contenere efficacemente le sostanze chimiche tossiche e cancerogene manipolate.

    detto questo,
    vi scrivo perché mi interessa capire se in futuro sarà possibile creare un piccolo naso elettronico da poter montare al di fuori di una cappa chimica e che sia un campanello di allarme dal momento in cui dovesse avvertire una fuoriuscita delle sostanze chimiche dalla cappa durante le manipolazioni.

    Come dicevo, si utilizzano sostanze chimiche cancerogene e tossiche e quindi spesso gli operatori si ammalano senza neanche saperlo.
    Non ho ben capito se voi stessi utilizzate delle cappe chimiche e se così fosse, immaginate quanto potrebbe essere utile per prevenire e garantire la sicurezza delle persone.

    Il sito della mia azienda è http://www.technosrl.it
    ma ho aperto un portale proprio sulle cappe chimiche e biohazard per aiutare gli operatori a salvaguardarsi al meglio e imparare a utilizzarle a dovere.
    http://www.assistenzacappechimichebiohazard.com

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