Technologie

Per Fluoreszenz unerwünschte Ablagerungen in Lebensmittel-Behältern aufspüren

24.08.2022 - Faseroptischer Fluoreszenz-Sensor misst Ablagerungen minimalinvasiv.

Bei der Produktion von Lebens­mitteln gelten hohe hygienische Standards. Die Reinigung von Produktions­anlagen muss absolut zuverlässig sein, um die Unbedenk­lich­keit der Nahrungs­mittel zu garantieren. Für geschlossene Behälter oder Rohre, in denen zum Beispiel Milch, Bier oder Säfte gelagert oder transportiert werden, gelten feste Reinigungs­routinen. „Viel hilft viel“ ist hier in der Regel das Motto: Reinigungs­mittel, Wasser, Energie und auch die Reinigungs­zeit sind sehr großzügig bemessen, um die strengen Qualitäts­vorschriften einzuhalten. Dieser Sicherheits­zuschlag ist nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch fragwürdig, denn er verursacht unnötige Verzögerungen im Produktions­prozess.

Der am Fraunhofer-Institut für physi­ka­lische Messtechnik entwickelte Sensor „F-Fiber“ ermöglicht es, die Reinigung geschlos­sener Behälter an den tatsäch­lichen Grad der Verschmutzung anzupassen. F-Fiber besteht aus einer optischen Faser mit einem Millimeter Durchmesser, die in eine Edelstahl-Hülse eingebettet ist. Das Faserende wird direkt in die Behälter­wand eines Lebens­mittel­tanks oder lebensmittel­führenden Rohrs integriert. Alternativ kann es mithilfe eines Flansches an einen vorhandenen Stutzen angebracht werden. Alle weiteren Hardware-Komponenten des Mess­systems befinden sich außerhalb der Anlage und sind über die Faser mit der Produktions­anlage verbunden.

An der Innenwand des Tanks oder Rohrs wird die Faserspitze vom Tank- oder Rohrinhalt umspült. Mit der Zeit lagern sich Moleküle auf Sensorspitze und Behälter­wand an. So bildet sich eine unerwünschte Ablagerung. Bei der Messung wird die Fluoreszenz des abgelagerten organischen Materials über die Sensor­faser mit UV-Licht angeregt. Die Fluoreszenz­emission wird über dieselbe Faser zu einem hochempfind­lichen Detektor rückgeführt und ausgewertet. Aus der Stärke des Fluoreszenz­signals lassen sich Rückschlüsse auf den Grad des Foulings, also der Ablagerungen ziehen. Auf Basis dieser Messwerte kann der Reinigungs­prozess ausgelöst und in Echtzeit angepasst werden – und das bei vielen verschiedenen Produktions­prozessen für ganz unter­schiedliche Lebensmittel.

FG / RK

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Werkzeuge für die multiphysikalische Optiksimulation

Im Web Seminar erhalten Sie einen Überblick über die Möglichkeiten, die multiphysikalische Optiksimulation bietet und eine Einführung in die praktische Umsetzung eines strahlenoptischen Simulationsprojekts.

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The first part of the webinar will provide an overview of the fundamentals and challenges of the welding process and the features of the CIVAN CBC laser. The second part of the webinar will discuss approaches to take advantage of fast, arbitrary beam shaping to control process problems.

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