Sensorik Minimalinvasive Messung hilft bei der effizienten Reinigung von Lebensmittelsystemen

Die Nahrungsmittelindustrie hat strenge Vorgaben, was die Reinigung geschlossener Produktionsanlagen betrifft. Dabei kommen große Mengen an Chemikalien zum Einsatz. Eine minimalinvasive Sensorik kann nun helfen, die Reinigungsprozesse zu optimieren.

Um sicher zu sein, dass die Nahrungsmittel sauber sind, gibt es hohe hygienische Standards und feste Reinigungsroutinen bei der Produktion von Lebensmitteln. Flüssige Nahrungsmittel wie Milch, Bier und Säfte lagern und transportieren die Unternehmen beispielsweise in Rohren oder anderen geschlossenen Behältern. Diese säubert man mit großen Mengen an Reinigungsmitteln, was auch einen erheblichen Verbrauch an Wasser mit sich bringt. Da die Reinigungszeit sehr lange angesetzt ist, kostet der Vorgang laut der Pressemeldung des Fraunhofer IPM zudem viel Energie. So halten Unternehmen die strengen Qualitätsvorschriften bislang ein, was sowohl ökonomisch als auch ökologisch ineffizient ist.

Verschmutzung punktuell erkennen

Das Fraunhofer IPM hat für dieses Problem eine Lösung entwickelt. Der faser-optische Fluoreszenz-Sensor F-Fiber misst Ablagerungen von Schmutz in den Behältern minimal-invasiv. Das sogenannte Cleaning in Place wird dadurch bedarfsorientiert gesteuert und an den Grad der Verschmutzung angepasst, der tatsächlich vorhanden ist. Einen Millimeter Durchmesser hat die optische Faser F-Fiber, die sich in einer Edelstahl-Hülse befindet. Sie wird entweder mithilfe eines Flansches an einen vorhandenen Stutzen im zu säubernden Rohr angebracht, oder das Faserende wird direkt in die Behälterwand integriert. Die Faser verbindet alle weiteren Hardware-Komponenten des Messsystems mit der Produktionsanlage; nur sie selbst befindet sich direkt im Behältnis.

Die Inhalte des Rohrs, in der sich der Sensor befindet, umspülen die Faserspitze. Nach und Nach lagern sich dadurch Moleküle auf dem F-Fiber und den Behälterwänden an und es bilden sich Ablagerungen. Das UV-Licht, das über die Sensorfaser gesendet wird, regt die Fluoreszenz dieses abgelagerten organischen Materials der Moleküle an. Dieselbe Faser leitet die Emission der Fluoreszenz dann zurück zu einem Detektor, der sie auswertet. Wenn die Stärke des Fluoreszenzsignals bekannt ist, lassen sich Rückschlüsse auf den Grad des sogenannten Foulings, also der Ablagerungen ziehen. Diese Messwerte bilden dann die Basis, auf der ein Reinigungsprozess ausgelöst wird. Der Prozess passt sich in Echtzeit auf unterschiedliche Produktionsprozesse für verschiedene Lebensmittel an.

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