Elektroniczny nos "wyczuje" dobry spirytus

fot. PAP

Nowoczesne urządzenia mogą zastąpić człowieka nawet w tak "ludzkich" sprawach jak ocena smaku, zapachu i wyglądu substancji. Elektroniczne języki zastępują zmysł smaku, elektroniczne nosy zmysł węchu. Te, które stosuje się w przemyśle, są jednak drogie. Nad zdecydowanie tańszym, niż dostępne komercyjnie, prototypem elektronicznego nosa do analizy frakcji lotnej destylatu rolniczego pracuje Tomasz Dymerski, doktorant w katedrze chemii analitycznej Politechniki Gdańskiej nagrodzony w projekcie stypendialnym "Innodoktorant". 

 Destylaty rolnicze stanowią surowiec w produkcji spirytusu oraz napojów alkoholowych. Obecnie ocena jakości surowca spoczywa na wykwalifikowanym pracowniku destylarni. 

"Jeśli do destylarni przyjeżdża cysterna, wówczas pracownik nalewa do próbnika nieprzerobiony spirytus i według uznania ocenia, czy surowiec jest dobry do dalszej przeróbki, czy też nie, bądź oddaje próbkę do laboratorium (co niestety opóźnia proces przerobu destylatu). Jeżeli surowy spirytus jest nieodpowiedniej jakości, wówczas po etapie rektyfikacji może się okazać, że nadal nie spełnia on oczekiwań. A przecież wspomniany proces wiąże się z dużą ilością nakładów energetycznych i wkładem pieniężnym. Kluczowe jest to, żeby przyjąć do destylarni dobry spirytus surowy, ponieważ po etapie rektyfikacji produkt powinien mieć odpowiednio dobrą jakość" - tłumaczy Dymerski.

Jego urządzenie powinno ocenić, czy destylat jest dobry, w taki sam sposób, jak człowiek. Ale człowiek, jak zaznacza badacz, jest urządzeniem zawodnym. Na ocenę pracownika destylarni może mieć wpływ wiele czynników - od zaburzeń węchu związanych ze stanem zdrowia, poprzez kwestie hormonalne, a nawet fakt, czy przeszedł on rano obok piekarni i jaki ma humor danego dnia. Nawet bardzo rzadka pomyłka człowieka wiąże się z dużymi kosztami, dlatego potrzebne jest urządzenie, które zawsze jest niezawodne.

Z tego powodu Tomasz Dymerski postanowił wykorzystać tą nowoczesną technikę instrumentalną do identyfikacji lotnej frakcji destylatów rolniczych. Jego oferta jest kierowana do zakładów zajmujących się produkcją wyrobów alkoholowych. Jak przekonuje chemik, elektroniczny nos to innowacyjne rozwiązanie dla kluczowego etapu - akceptacji lub odrzucenia surowca dostarczonego do destylarni - w produkcji spirytusów i napojów spirytusowych.

Podczas badań prowadzonych pod kierunkiem prof. Waldemara Wardeńskiego innodoktorant współpracuje z destylarnią Sobieski SA, skąd otrzymuje próbki. Obecnie ma już wykonany prototyp analizatora gazów, który otrzymał jako urządzenie do opracowane innego celu. Jego zadaniem jest przerobienie go na elektroniczny nos.

Zwykły analizator "po wciśnięciu guzika pokazuje stężenie gazów". Natomiast elektroniczny nos to urządzenie oparte na sztucznej inteligencji. Dużą role pełni tu statystyka, to urządzenie będzie potrafiło się uczyć na podstawie wcześniej przebadanych próbek. Wprowadzając do komputera informację określającą jakość próbki, można powiązać tą informację z odpowiedzią sygnałów czujników i urządzenie sobie to zapamięta. Kilkaset takich pomiarów pozwoli, by na podstawie algorytmu sztucznych sieci neuronowych urządzenie to nauczyło się poprawnie rozpoznawać jakość destylatów - opisuje chemik.

W przyszłości badacz chciałby opatentować swój pomysł. Obecnie komercyjnie dostępne urządzenia są stosunkowo drogie. Pan Dymerski wierzy, że jego skonstruowanie jest możliwe stosunkowo niskim kosztem. Jego zdaniem, największy problem w realizacji takich projektów to czas.

"Praca naukowa to praca twórcza, której celem jest istotny wkład w daną dziedzinę życia. Często dzięki niej powstają się nowe rozwiązania techniczne czy nawet nowe produkty. Choć elektroniczne nosy są znane w praktyce przemysłowej, mój projekt jest nowatorski i będzie dopracowany pod konkretne zastosowanie. Dzięki dofinansowaniu z grantu ministerialnego i stypendium "Innodotorant" mogę skoncentrować się na pracy badawczej i nie szukać dodatkowych źródeł utrzymania" - przyznaje Dymerski.

Projekt "InnoDoktorant - stypendia dla doktorantów" jest realizowany w ramach Poddziałania 8.2.2 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki 2007-2013. Stypendia w wysokości 30 tys. zł przyznano w 2010 roku już po raz trzeci.

PAP - Nauka w Polsce