CoACh
About This Project
PROGRAMMA FINANZIAMENTO
Progetto cofinanziato dalla Regione Emilia-Romagna nell’ambito del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale Por Fesr 2014-2020, Asse 1, Azione 1.2.2 – Contributi per raggruppamenti di laboratori di ricerca e dal Fondo per lo Sviluppo e la Coesione (FSC)
CUP del progetto: D41F18000060009
DURATA
2019 – 2022
BUDGET PROGETTO
€ 1.064.940,95
CONTRIBUTO REGIONALE
€ 762.033,67
DESCRIZIONE PROGETTO
Il surgelato vede un continuo incremento di consumo, sia in Italia (842 000 t nel 2017) sia in Europa, dove cresce ad un ritmo del 2.7 % annuo rappresentando un mercato di oltre 100 G€. Fondamentale per questo comparto è la gestione della catena del freddo, che deve mantenere efficienza di processo e qualità di prodotto lungo tutto il percorso, dalle fasi di lavorazione, surgelazione, conservazione, fino all’esposizione sui banchi di vendita.
Attraverso il progetto CoACh si vuole sviluppare un sistema integrato per la gestione intelligente della catena del freddo. Per il conseguimento di questo obiettivo, CoACh integrerà le competenze di cinque laboratori (SITEIA.PARMA, CIRI-AGROALIMENTARE, CIRI-ICT, CRAST e ROMAGNA TECH) in ambiti che vanno dalla biologia all’ingegneria meccanica, dalla chimica all’ingegneria dell’informazione. Nell’ambito del progetto saranno inoltre coinvolte quattro aziende individuate in modo da avere nel partenariato un need-owner (Orogel, interessata ad implementare la soluzione sviluppata per la gestione intelligente della catena del freddo nei propri stabilimenti), un technology provider (DNAphone, interessata ad ampliare il campo di applicazione delle proprie tecnologie) e due service provider (Onit e Siram, interessate alle metodologie di ottimizzazione sviluppate all’interno del progetto).
OBIETTIVI
Il progetto ha come obiettivo finale lo sviluppo di un prototipo di un sistema integrato per la gestione ottimizzata della catena del freddo in un processo di trasformazione di prodotti vegetali e la sua validazione in ambiente industriale. Tale prototipo ha una componente innovativa sia nell’hardware (essendo basato su una rete IoT per l’acquisizione di misure online sul processo e sullo stato dei prodotti e su sensoristica offline integrata mediante piattaforma cloud) sia sul software (essendo la gestione sia del processo, sia della rete di trasmissione dati basata su algoritmi che ne ottimizzino le prestazioni).
Il percorso per l’ottenimento di questo prototipo darà inoltre risultati intermedi che possono trovare un impiego autonomo in altre applicazioni. Questi risultati sono classificabili come metodologie e prototipi.
Le metodologie riguarderanno:
- l’analisi del processo e la capacità di individuare le criticità in relazione al rapporto tra produzione e catena del freddo;
- lo sviluppo di modelli per la simulazione del processo di trasformazione e del processo e degli impianti di refrigerazione e surgelazione;
- lo sviluppo di algoritmi di ottimizzazione della gestione del freddo;
- lo sviluppo di algoritmi di ottimizzazione della gestione delle reti.
I prototipi invece saranno:
- una rete IoT con un livello di maturità tecnologica TRL7;
- un dispositivo portatile per analisi di parametri di interesse alimentare.
ATTIVITA’ DI PROGETTO
Il perseguimento degli obiettivi di progetto richiede l’integrazione di diverse competenze, difficilmente individuabili in un unico settore scientifico:
- Competenze relative alle scienze degli alimenti necessarie alla individuazione delle caratteristiche dei prodotti che possano essere interessate dal processo di refrigerazione e surgelazione;
- Competenze relative ai processi e agli impianti di trasformazione necessarie alla loro descrizione e modellazione;
- Competenze relative alle macchine e ai sistemi di conversione dell’energia necessarie allo studio e modellazione degli impianti di generazione del freddo;
- Competenze relative all’informatica e alle telecomunicazioni necessarie a gestire l’acquisizione, la trasmissione e l’elaborazione dei dati.
Queste competenze espresse dai partner del progetto saranno valorizzate in un programma di attività che prevede fasi di studio, simulazione e sperimentazione.
La fase di studio sarà caratterizzata da attività di analisi di prodotti vegetali surgelati e dei processi coinvolti al fine di individuare i parametri da monitorare durante il processo di trasformazione e refrigerazione. Alcuni parametri potranno essere oggetto di rilevazione online, mentre altri necessiteranno di analisi offline.
Le attività di simulazione riguarderanno lo sviluppo dei modelli matematici dei processi di trasformazione, refrigerazione e surgelazione e il loro utilizzo all’interno di algoritmi di ottimizzazione del processo e lo sviluppo di algoritmi di gestione efficiente delle reti di acquisizione, trasmissione ed elaborazione dati. In particolare verranno sviluppati e validati: (i) modelli matematici del processo e dei sistemi energetici e dell’effetto che questi processi hanno sui prodotti nei termini dei parametri individuati nella fase precedente; (ii) algoritmi di ottimizzazione per la gestione del processo e per la gestione della rete. Questi algoritmi una volta implementati nel prototipo utilizzeranno i dati acquisiti mediante la sensoristica che costituirà la rete IoT e i modelli matematici sviluppati per simulare il processo.
La sperimentazione verrà effettuata su scala laboratoriale sui componenti della rete di acquisizione, trasmissione ed elaborazione dati e sulla sensoristica per analisi offline e successivamente in ambiente industriale per quanto riguarda la validazione del prototipo integrato. Nel dettaglio le attività di viluppo porteranno alla realizzazione di (i) un sistema di monitoraggio della catena del freddo che consiste nella raccolta dati da sensori e archiviazione su cloud (ii) dispositivi di analisi portatili tramite spettrofotometro operante nel vicino UV-VIS che possano interfacciarsi al suddetto cloud. Il progetto terminerà con la sperimentazione in ambiente operativo delle tecnologie di gestione intelligente del freddo e di monitoraggio sviluppate.
Le attività coinvolgeranno 19 tecnici, ricercatori e docenti strutturati e 10 ricercatori appositamente reclutati per il progetto CoACh.
PARTENARIATO
- SITEIA.PARMA – Centro Interdipartimentale sulla Sicurezza Tecnologie Innovazione Agroalimentare dell’Università degli Studi di Parma (coordinatore)
- CIRI Agroalimentare – Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale Agroalimentare dell’Università di Bologna
- CIRI-ICT – Centro Interdipartimentale di ricerca Industriale ICT dell’Alma Mater Studiorum – Università di Bologna
- CRAST – Centro di Ricerca Analisi geoSpaziale e Telerilevamento dell’Università Cattolica del Sacro Cuore
- Romagna Tech S.C.p.A
PARTENARIATO INDUSTRIALE
- Orogel Società Cooperativa Agricola
- DNAPhone srl
- Onit Group srl
- Siram SpA
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