{"id":4513,"date":"2022-05-20T12:18:48","date_gmt":"2022-05-20T10:18:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.gmbu.de\/?p=4513"},"modified":"2023-04-04T10:58:09","modified_gmt":"2023-04-04T08:58:09","slug":"entwicklung-eines-ultraschall-messsystems-zur-qualitaetsueberwachung-von-lebensmittelprodukten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/fachsektionen\/entwicklung-eines-ultraschall-messsystems-zur-qualitaetsueberwachung-von-lebensmittelprodukten\/","title":{"rendered":"Entwicklung eines Ultraschall-Messsystems zur Qualit\u00e4ts\u00fcberwachung von Lebensmittelprodukten"},"content":{"rendered":"\n

Motivation<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Exakte Qualit\u00e4tsstandards, streng geregelte Produktionspl\u00e4ne, wechselnde Vorlieben \u2013 Getr\u00e4nkehersteller sehen sich mit vielf\u00e4ltigen Anforderungen konfrontiert. Kontrollverfahren sind jedoch oft zeitintensiv. Hier besteht Bedarf an verl\u00e4sslichen und zeitsparenden Messverfahren zur Sicherung der Qualit\u00e4t in der Lebensmittelindustrie.<\/p>\n\n\n\n

Dichte und Schallgeschwindigkeit sind gute Beispiele daf\u00fcr, wie die Physik der Messprinzipien funktioniert: So erh\u00f6ht beispielsweise Alkohol die Schallgeschwindigkeit und verringert die Dichte. Der Extraktgehalt erh\u00f6ht haupts\u00e4chlich die Dichte, hat aber nur leichten Einfluss auf die Schallgeschwindigkeit. Alle Zuckerarten beeinflussen die Dichte gleicherma\u00dfen und erm\u00f6glichen eine hochgenaue Messung des Gesamtextrakts. Die einzigen Prozessparameter, die Dichte und Schallgeschwindigkeit beeinflussen, sind Temperatur und Druck.<\/p>\n\n\n\n

Ultraschallsensoren verwenden Schall anstelle von Licht. Daher spielt die Beschaffenheit des Zielobjekts \u2013 Material, Farbe, Struktur, Form \u2013 keine Rolle. Egal ob der Gegenstand nun transparent, spiegelnd oder gl\u00e4sern ist, metallisch oder h\u00f6lzern, fest, fl\u00fcssig oder pulverf\u00f6rmig, in all diesen F\u00e4llen erm\u00f6glichen Ultraschallsensoren eine sichere und ber\u00fchrungslose Detektion. Diese Vielf\u00e4ltigkeit ist es auch, die sie von anderen Technologien unterscheidet. Wo beispielsweise induktive Sensoren nur Metallobjekte erfassen k\u00f6nnen und optische Sensoren M\u00fche mit transparenten, hochgl\u00e4nzenden, fl\u00fcssigen oder schwarzen Objekten haben, erkennen Ultraschallsensoren nahezu jeden Gegenstand.<\/p>\n\n\n\n

Neben ihrer Vielseitigkeit ist es aber auch die hohe Schmutztoleranz, die Ultraschallsensoren einen Vorteil gegen\u00fcber anderen Detektionstechnologien verschafft und selbst einen Einsatz in rauen Industrieumgebungen erm\u00f6glicht. Und auch hier ist es der Schall, der h\u00f6rt, nicht sieht, der den Unterschied macht. Denn weder Staub, Nebel noch Rauch beeintr\u00e4chtigen die Funktionsf\u00e4higkeit von Ultraschallsensoren. Selbst in feuchten Umgebungen arbeiten die Sensoren zuverl\u00e4ssig und pr\u00e4zise. Zum Vergleich: Bei optischen Sensoren k\u00f6nnen die genannten Umwelteinfl\u00fcsse zu fehlerhaften Messergebnissen f\u00fchren. Schlie\u00dflich besteht bei Feuchte, Nebel- oder Staubbildung immer auch die Gefahr, dass der Lichtstrahl absorbiert oder gebrochen wird.<\/p>\n\n\n\n

Stand der Technik<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Mit diesen Eigenschaften ist Ultraschallsensorik wie geschaffen f\u00fcr Anwendungen mit hoher Schmutzbelastung, f\u00fcr die F\u00fcllstands- und Abstandsmessung sowie die Detektion transparenter, spiegelnder oder fl\u00fcssiger Objekte. H\u00e4ufig werden sie daher in der Getr\u00e4nke- und Lebensmittelindustrie eingesetzt, um PET-Flaschen oder durchsichtige Kunststoffbeh\u00e4lter zu erfassen. Typische Anwendungsfelder sind aber auch die Kollisionserkennung, die H\u00f6henmessung sowie die An- und Abwesenheitspr\u00fcfung.<\/p>\n\n\n\n

Zielstellung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Ultraschall-Messsystems zur Qualit\u00e4ts- \u00fcberwachung von Lebensmittelprodukten, wie z. B. S\u00e4ften und Trinkwasser.<\/p>\n\n\n\n

Realisiert werden soll dies mittels ber\u00fchrungsloser Messung der Ultraschall-geschwindigkeit in den betreffenden Fl\u00fcssigkeiten. Unterst\u00fctzt wird das Vorhaben durch Drittleistung der SONOTEC GmbH in Halle. Mit der Messung der Ultraschall-Geschwindigkeit sollen Qualit\u00e4tsver\u00e4nderungen in fl\u00fcssigen Lebensmitteln detektiert werden. Ziel ist die Qualit\u00e4ts\u00fcberwachung durch Verpackungen hindurch, wie z.B. Saftflaschen. Das Messsystem soll flexibel hinsichtlich der Verpackungsmaterialien und -geometrie einsetzbar sein.<\/p>\n\n\n\n

Die Ultraschallgeschwindigkeit ist abh\u00e4ngig von der stofflichen Zusammensetzung des Mediums. Daher muss die Qualit\u00e4t der Fl\u00fcssigkeiten\/S\u00e4fte im Vorfeld charakterisiert werden, um Ver\u00e4nderungen hinsichtlich der Ultraschallgeschwindigkeit als Ma\u00df f\u00fcr eine Qualit\u00e4tssicherung nutzen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Saftproben werden mit herk\u00f6mmlichen Methoden analysiert und die Ergebnisse mit dem geplanten Messverfahren verglichen. Der Einfluss der Probenmatrix ist essentiell, daher sind Laboruntersuchungen mit definiert eingestellten St\u00f6rfaktoren vorgesehen.<\/p>\n\n\n\n

Es erfolgt eine Bewertung der St\u00f6reffekte und die Fixierung von Grenzbereichen (Partikel, St\u00f6rstoffe) f\u00fcr das Verfahren sowie als Hinweis f\u00fcr die Probenvorbereitung.<\/p>\n\n\n\n

Durch wechselnde Probeneigenschaften der Fl\u00fcssigkeiten ist keine eindeutige Zuordnung gegeben, so dass das Frequenzmuster des jeweiligen Zustands angelernt werden muss. Die Selbstkalibrierung des Systems bedeutet wissenschaftlich-technisches Neuland. Das damit verbundene Risiko ist hoch, aber l\u00f6sbar, da die entsprechenden Kompetenzen beim Antragsteller vorhanden sind.<\/p>\n\n\n\n

GMBU_Halle_Jahresbericht_2022_QuaLMUS<\/a><\/div>\n\n\n\n

Laufzeit des Projektes vom 01.02.2022 bis 31.12.2022<\/p>\n\n\n\n

Das Projekt wird gef\u00f6rdert durch:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Motivation Exakte Qualit\u00e4tsstandards, streng geregelte Produktionspl\u00e4ne, wechselnde Vorlieben \u2013 Getr\u00e4nkehersteller sehen sich mit vielf\u00e4ltigen Anforderungen konfrontiert. Kontrollverfahren sind jedoch oft zeitintensiv. Hier besteht Bedarf an verl\u00e4sslichen und zeitsparenden Messverfahren zur Sicherung der Qualit\u00e4t in der Lebensmittelindustrie. Dichte und Schallgeschwindigkeit sind gute Beispiele daf\u00fcr, wie die Physik der Messprinzipien funktioniert: So erh\u00f6ht beispielsweise Alkohol die Schallgeschwindigkeit […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":3349,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[31,15,16],"tags":[],"class_list":["post-4513","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-efre","category-fachsektionen","category-halle"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4513","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4513"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4513\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4874,"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4513\/revisions\/4874"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3349"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4513"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4513"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.gmbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4513"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}