Monitoren van de ethyleenconcentratie
Ethyleen speelt een belangrijke rol in het rijpingsproces van ondermeer appels, peren, bananen en mango’s. Tijdens overzees transport dient het ethyleenniveau laaggehouden te worden om te vermijden dat het fruit reeds rijpt voor het zijn bestemming bereikt. Daarnaast worden vruchten vaak onderworpen aan een geforceerd rijpingsproces tijdens opslag waarbij grote hoeveelheden (~1000ppm) ethyleen in de opslagplaats wordt gesproeid zodat ze ‘ready-to-eat’ toekomen bij de consumenten. Het opvolgen van de ethyleenconcentraties tijdens transport, opslag en distributie van fruit is dus van cruciaal belang. Goedkope en accurate ethyleensensoren zouden een betere controle van dit proces mogelijk maken en verliezen (door overrijpe vruchten) bij de distributeur en de retail helpen vermijden. Weten aan welke ethyleenconcentraties de vruchten tijdens transport werden blootgesteld kan de distributiecentra in staat stellen in te schatten welke verdere behandeling nodig is om ervoor te zorgen dat de vruchten in optimale conditie in de supermarkten terecht komen.
Innovaties
Imec en Holst Centre ontwikkelden een goedkope, elektrochemische sensor gebaseerd op een niet-zure, niet verdampende electrolyt. Deze sensor kan geproduceerd worden op goedkope substraten zoals glas of folie. Recente verbeteringen hebben aangetoond dat de ethyleensensor in concentraties beneden 1ppm concentratiewijzigingen van 100ppb kan detecteren. Deze eigenschap maakt de sensor direct toepasbaar voor gebruik in de opslag en bewaring van fruit. Volgens de onderzoekers is het de eerste keer dat een single-chip ethyleensensor is ontwikkeld die lage - industrieel relevante-detectielimieten combineert met laag energieverbruik en lage kostprijs.
Verdere optimalisaties
Om de ethyleensensor toe te passen in meet- en regelsystemen streven imec en Holst Centre naar samenwerking met componenten- en systeemleveranciers. Bovendien wordt de sensor verder verkleing en de wordt verder onderzoek verricht naar aan het verhogen van de performantie naar lagere detectielimieten (~10-20ppb). Het doel is om deze sensor ook in te zetten voor andere toepassingen zoals de monitoring van planten, groenten en vruchten in serres. Andere optimalisaties omvatten de verdere verlaging van het energieverbruik en verbetering van de uitleeselektronica om zo een minaturisatie van het volledige systeem mogelijk te maken. De ontwikkeling van deze ethyleensensor op flexibele substraten zou de weg moeten vrij maken naar gebruik in slimme verpakkingen.
Ethyleen is een vluchtig plantenhormoon dat sommige vruchten produceren tijden het rijpen. Voorbeelden hiervan zijn appels, peren, mango’s en bananen. Ethyleen is verantwoordelijk voor de veranderingen in textuur, kleur en andere processen gerelateerd aan het rijpen van fruit. Andere vruchten zoals kersen en meloen produceren zo goed als geen ethyleen dat dan ook geen effect heeft op hun rijping. |
Bron
