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Sensori ottici per il controllo di qualità attraverso il monitoraggio e l’analisi di gas in tracce

Referente Dr. Simone Borri, CNR – INO UOS Sesto Fiorentino & LENS (European Laboratory for Nonlinear Spectroscopy)
email: simone.borri@ino.it
tel. 055-4572227
CompetenzeLe competenze della sezione INO di Sesto Fiorentino sono centrate sullo sviluppo di sensori ottici e tecniche spettroscopiche intrinsecamente selettive per l’analisi di gas in tracce. Tali metodi consentono un controllo real-time non invasivo di molte categorie di alimenti attraverso l’analisi del gas da essi prodotto.
Nutraceutici
Studiati
Lieviti, fermenti lattici, alimenti freschi di derivazione animale, frutta e verdura.
AltroLe tecniche sviluppate sono basate sull’impiego di luce coerente per l’ analisi di determinate specie molecolari. Si tratta di tecniche intrinsecamente selettive in frequenza, e quindi selettive nelle diverse specie molecolari. In particolare si sono realizzati sensori compatti e dai costi contenuti basati su tecniche di spettroscopia in celle multipasso e di spettroscopia fotoacustica. Su molecole come la CO2 si raggiungono sensibilità di rivelazione variabili da poche parti per miliardo in volume a poche parti per milione, a seconda della sensibilità richiesta dalla specifica applicazione.
BeneficiIl controllo dei gas prodotti da batteri o lieviti consente il controllo della loro popolazione e attività. Analogamente, l’analisi dei prodotti gassosi di alimenti freschi permette di monitorarne lo stato di conservazione in modalità non invasive real-time.

ApplicazioniSettori nei quali si utilizzano lieviti. Settori implicati nella conservazione di alimenti freschi (carni, derivati animali, frutta e verdura).
Ricerca Applicata su Alimenti Funzionali e NutraceuticiLo sviluppo di sensori ottici per l’analisi di gas in tracce ha implicazioni dirette sia nella ricerca su alimenti funzionali che nutraceutici.
PubblicazioniS. Borri, P. Patimisco, A. Sampaolo, M. S. Vitiello, H. E. Beere, D. A. Ritchie, G. Scamarcio and V. Spagnolo, “Terahertz quartz enhanced photo-acoustic sensor,” Appl. Phys. Lett. 103, 021105 (2013)
P. Patimisco, S. Borri, A. Sampaolo, H. E. Beere, D. A. Ritchie, M. S. Vitiello, G. Scamarcio, and V. Spagnolo, “A quartz enhanced photo-acoustic gas sensor based on a custom tuning fork and a terahertz quantum cascade laser,” Analyst (Lond.) 139(9), 2079–2087 (2014)
S. Borri, P. Patimisco, I. Galli, D. Mazzotti, G. Giusfredi, N. Akikusa, M. Yamanishi, G. Scamarcio, P. De Natale, V. Spagnolo, “Intracavity quartz-enhanced photoacoustic sensor”, Appl. Phys. Lett. 104, 091114 (2014)
M. Siciliani de Cumis, S. Viciani, S. Borri, P. Patimisco, A. Sampaolo, G. Scamarcio, P. De Natale, F. D'Amato, V. Spagnolo, “ Widely-tunable mid-infrared fiber-coupled quartz-enhanced photoacoustic sensor for environmental monitoring”, Opt. Express 22, 28222 (2014)
S. Viciani, M. Siciliani de Cumis, S. Borri, P. Patimisco, A. Sampaolo, G. Scamarcio, P. De Natale, F. D'Amato, and V. Spagnolo, “ A quartz-enhanced photoacoustic sensor for H2S trace-gas detection at 2.6 μm”, submitted to Appl. Phys. B (2014)
ProgettiProgetto Simpas - Sistemi Innovativi di Misura per la Protezione dell'Ambiente e della Salute (finanziato dalla Regione Toscana con fondi POR CREO FESR 2007-2013)
Collaborazioni con EntiCNR-IFN, Politecnico e Università di Bari
Personale
Coinvolto
dr. Simone Borri
dr. Mario Siciliani de Cumis
dr. Paolo De Natale
dr. Davide Mazzotti