Cyber-Physisches System (CPS) zur thermischen Entkeimung von Lebensmitteln in Glasgebinden

Eines der wichtigsten Verfahren zur Haltbarmachung von Lebensmitteln ist die Wärmebehandlung. Feste Lebensmittel, wie Gurken, Kohl oder Früchte, können in verschlossenen Verpackungen, wie Weithalsgläsern, sehr lange vor dem Verderb durch Bakterien oder mikrobielle Pilze bewahrt werden. Durch die Erwärmung verändern sich jedoch Qualitätseigenschaften, wie Geruch und Geschmack, Textur oder Vitamingehalt. Die Wärmebehandlung bringt ein grundsätzliches Problem mit sich: aus Sicherheitsgründen erfordert sie eine „Übererhitzung“, weil es bisher nicht möglich ist, direkt zu bestimmen, welcher Abtötungseffekt bei der Erwärmung genau stattfindet. Auch ist es bisher technisch nicht möglich, die Hitzebehandlung auf jedes Produkt individuell einzustellen.

Mithilfe digitaler Techniken soll eine maßgeschneiderte Lösung für die Pasteurisation von Lebensmittelglaskonserven entstehen. Dabei soll zu jedem Zeitpunkt der genaue Abtötungseffekt bestimmt werden können, damit die Erhitzungsanlage auf eine zu intensive Behandlung sofort reagieren kann. Durch die schonendere Behandlung sollen die Produktqualität verbessert, Ressourcenverbräuche und Kosten reduziert sowie die Produktsicherheit verbessert werden.

Ziel ist, die Modellierung von Produkt und Prozess zur Erstellung eines sogenannten virtuellen Abbildes sowie der Bereitstellung von Spezialwissen über eine cloudbasierte Datenbank. Für die virtuelle Produkt- und Prozessabbildung werden mit einer innovativen Messtechnik vor und nach der Behandlung (online) kleinste chemische Veränderungen infolge der Wärmebehandlung so genau bestimmt, dass daraus zu jeder Zeit die Abtötungseffekte für Mikroorganismen abgeleitet werden können.

Fördergeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)