Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
Die Rückverfolgbarkeit von Lebensmitteln oder sensiblen Gütern wie beispielsweise Pharmazeutika wird in Zeiten globalisierter Märkte immer wichtiger. Mit moderner Technik lassen sich Produktion und Logistik in der Lebensmittelindustrie effizient und lückenlos überwachen, dokumentieren und steuern. Sensoren spielen hier eine wichtige Rolle, denn sie geben Aufschluss über verschiedene Umgebungsparameter während der Herstellung oder des Transports von Lebensmitteln. Fraunhofer IPM entwickelt Sensor-Technologie speziell für die Lebensmittelüberwachung.
Drahtlose Sensorik
Sensorisch aktive RFID-Tags als intelligente Warenbegleiter ermöglichen eine lückenlose Überwachung von Parametern wie Temperatur, Feuchte, Licht oder die Konzentration bestimmter Gase. Werden die standardisierten Transportbedingungen nicht eingehalten, können Logistiker mittels GPS-Ortung aktiv in die Warenwirtschaftskette eingreifen. Im Schadensfall hilft die Protokollierung der Messwerte zu jedem Zeitpunkt des Transports dabei, den Verursacher zu ermitteln.
Fraunhofer IPM entwickelt kleine, leichte und flexible Temperatur-, Feuchte-, Licht- und Gassensoren, die sich in das dünne und flexible Substrat aufklebbarer Label integrieren lassen. Die Kommunikation und Datenübertragung mit dem Sensorsystem erfolgt drahtlos u.a. mittels RFID (Radio Frequency Identification). Bei den RFID-Tags handelt es ich um semi-aktive UHF- bzw. HF-RFID-Tags (868MHZ bzw. 13,56 MHz).
Farbumschlagsbasierte Gassensoren, die ebenfalls am Institut entwickelt werden, zeigen bereits bei Raumtemperatur eine Reaktion. Diese kolorimetrischen Gassensoren werden auf einem RFID-Label integriert und funktionieren nach dem Prinzip von Farbumschlagsmaterialien wie pH-Indikatoren. Die üblicherweise zur Gasdetektion verwendeten Metalloxid-Halbleitergassensoren arbeiten bei Temperaturen ab 350 °C und sind in Verbindung mit RFID-Technologie nicht einsetzbar. Die hohen Betriebstemperaturen erfordern zu viel Energie und würden zudem die Plastiklabel zum Schmelzen bringen.
ATR-Spektroskopie
Bei der Produktionsüberwachung in der Getränkeindustrie besteht ein starkes wirtschaftliches Interesse an der Online-Überwachung verschiedener Prozessparameter, wie zum Beispiel an der Konzentration des gelösten Kohlendioxids, des Alkohol- und Zuckergehalts. Fraunhofer IPM entwickelt optische Sensoren für die parallele Bestimmung von CO2, Alkohol und Zucker. Grundlage ist ein infrarot-optisches Messverfahren auf Basis der abgeschwächten Totalreflexion in Kombination mit miniaturisierten, spektral abstimmbaren Infrarot-Sensoren.