E-nos do oceny rodzaju i intensywności woni lub złowonności

Z uwagi na wzrastające standardy funkcjonowania zakładów przemysłowych oraz nowe regulacje prawne przygotowywane w związku z dbałością o jakość powietrza i środowiska naturalnego, pojawiła się potrzeba szybkiego i skutecznego wykrywania przyczyn złowonnych zapachów w jednostkach produkcyjnych, oczyszczalniach ścieków czy wysypiskach odpadów.

Zatrudnianie ekspertów i pracowników lub firm specjalizujących się w czasochłonnej analizie zapachów w/g istniejących oficjalnych norm olfaktometrii (nauka o pomiarach woni/złowonności) wiąże się z podwyższeniem kosztów funkcjonowania firmy. Problemem jest również zjawisko przyzwyczajania się ludzkiego węchu do otaczającego go zapachu (tzw. „poziomu tła”), co wiąże się z niekończącą się rotacją pracowników, wznowieniem cyklu szkoleń i kolejnymi stratami czasu. W przypadku krótkotrwałych okresów występowania "brzydkich" zapachów wymagany jest ciągły monitoring powietrza, czego nie da się wykonać bez odpowiednich urządzeń.

Cyfryzacja ludzkich zmysłów, podpowiedziała celowość stworzenia elektronicznych nosów, które mogą służyć do identyfikacji rodzaju woni /złowonności oraz do pomiaru różnic w intensywności zapachów. Urządzenia te wymagają zastosowania czujników o bardzo wysokiej czułości. Przy większym stężeniu w powietrzu składników powodujących zapach, ulegają one jednak nasyceniu i przestają działać  na stosunkowo długi okres czasu.

Problemem tym zajęli się Naukowcy z Katedry Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Gdańskiej. Stworzyli oni wieloczujnikowy elektroniczny nos, który nie ulegnie awarii przy wysokich stężeniach wonnego powietrza, a jednocześnie będzie tańszym substytutem stosowanych obecnie czułych technik pomiaru jakości powietrza w zakresie woni/złowonności.

– W rozwiązaniu wprowadziliśmy rozwiązania techniczne oraz algorytm, który zabezpiecza czujniki przed przesyceniem, dzięki czemu nie występują długotrwałe przerwy w  działaniu E-nosa. Zebrane z powietrza dane ulegają analizie odpowiednią metodą, która umożliwia przypisanie odebranego sygnału konkretnemu zapachowi. Po zakończeniu każdej analizy czujniki wracają ze stanu pobudzenia do stanu równowagi. – tłumaczy prof. dr hab. inż. Marian Kamiński – współtwórca technologii.

Rozpoznanie zapachu polega na odczytaniu specyficznych właściwości pobranej próbki powietrza. Odczyt ten dokonuje się na drodze analizy komputerowej, z wykorzystaniem wbudowanego systemu mikroprocesorowego. Sygnały poszczególnych czujników gromadzone i przetwarzane są w postaci cyfrowej, a następnie uśredniane, obliczane są ich wzajemne proporcje i tworzony jest „profil zapachowy” danej próbki.

Możliwości zastosowania naszego urządzenia są bardzo duże. Sprawdzi się w przemyśle rafineryjno-petrochemicznym, chemicznym, biotechnologicznym jak również spożywczym np. przy sprawdzaniu stopnia świeżości i jakości żywności. Jest doskonałym rozwiązaniem dla komunalnych oczyszczalni ścieków oraz wysypisk śmieci.– dodaje prof. dr hab. inż. Marian Kamiński.

Zastosowanie e-nosa w sposób znaczący skróci czas dotychczasowych analiz woni/złowonności, które dokonywane były  techniką olfaktometryczną czy z zastosowaniem sprzężenia chromatografii gazowej i spektrometrii mas (GC-MS). Badanie z wykorzystaniem wymienionych wyżej technik trwa do kilku godzin. Analiza z wykorzystaniem e-nosa zajmuje natomiast około jednej minuty.

Twórcy pracują obecnie nad stworzeniem wzbogaconego o nowe cechy prototypu ,,specjalistycznego”, kilkuczujnikowego elektronicznego nosa. Trwają również intensywne poszukiwania innych kierunków zastosowań urządzenia (m.in. diagnostyka medyczna, kontrola jakości produktów).