Bei der Produktion von Lebensmitteln geht schnell mal etwas schief. Glas, Metallspäne, Holzsplitter oder Kunststoffteile können versehentlich in die Produkte geraten und zu Rückrufaktionen führen. Das geht nicht nur mit einem wirtschaftlichen Schaden für das Unternehmen einher, sondern auch mit einem Vertrauensverlust seitens der Verbraucher.
Hersteller sind daher stark daran interessiert, ihre Produkte auf Fremdkörper zu untersuchen. Bisher nutzen sie dafür vor allem Röntgengeräte. Diese können jedoch nicht alle Fremdkörper zuverlässig aufspüren: Während Metalle gut erkannt werden, tut sich das Verfahren bei Kunststoffen, Holz und Glas oft schwer. Für die Hersteller bleibt daher trotz der Untersuchung ein gewisses Restrisiko.
Ergänzung für bisherige Metallsucher
Ein Prototyp namens „Sammi“ aus dem Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR soll diese Lücke nun schließen. „Unser System basiert auf Millimeterwellen und kann das etablierte Röntgenverfahren ergänzen“, sagt Daniel Behrendt, Geschäftsfeldsprecher am Fraunhofer FHR. „Denn es erkennt die Fremdstoffe, die Röntgenverfahren schnell übersehen – also Glassplitter, Kunststoffe und Holz.“
Nicht durchleuchten kann es dagegen Metalle, dies fangen wiederum die Röntgenverfahren auf. Ein weiterer Vorteil: Die Millimeterwellen, mit denen die Lebensmittel untersucht werden, sind gesundheitlich unbedenklich.
Ablauf des Verfahrens
Das Lebensmittel wird auf ein Band gelegt und durch das Gerät befördert. Oberhalb des Bandes rotiert die Sendeantenne und schickt ihre Wellen durch das Produkt, unterhalb fängt die Empfangsantenne die Wellen wieder auf.
Die Millimeterwellen werden durch die verschiedenen Materialien des Lebensmittels unterschiedlich abgeschwächt und spezifisch in ihrer Laufzeit verzögert. Daher lassen sich mit ihnen nicht nur Struktur und Zusammensetzung des Lebensmittels erkennen, sondern auch kleinste Abweichungen davon – wie sie etwa durch Fremdkörper hervorgerufen werden.
Wird jedem Messpunkt ein Pixel zugeordnet und die Veränderungen farblich codiert dargestellt, ist das Ergebnis ein Bild des untersuchten Gegenstands, auf dem Fremdkörper sofort zu erkennen sind. Selbst verpackte Ware soll sich auf diese Weise berührungslos und zerstörungsfrei untersuchen lassen.
Der Prototyp, den die Forscher aufgebaut haben, hat eine Größe von 40 cm x 40 cm x 30 cm. Mit ihm können bis zu 30 cm x 30 cm x 5 cm große Lebensmittel analysiert werden. „Rein technologisch gibt es hier jedoch keine Grenze“, sagt Behrendt.
Tests mit Schokoladenkeksen und Adventskalendern
Erste Machbarkeitsstudien sind bereits gelaufen. So untersuchten die Forscher mit „Sammi“ Doppelkekse, in deren Schokomasse sie zuvor jeweils einen Glassplitter positioniert hatten. Mit Erfolg: Der Prototyp erkannte die Fremdkörper zuverlässig.
Auch bei der Untersuchung eines Adventskalenders konnte Sammi punkten. In der Radaraufnahme war gut zu erkennen, dass drei Schokostückchen fehlten, alle weiteren jedoch enthalten und richtig positioniert waren. In einem weiteren Schritt will das Forscherteam nun noch die Untersuchungsgeschwindigkeit und die Genauigkeit weiter verbessern.
Die Technologie eignet sich dabei nicht nur zur Lebensmittelkontrolle. Das System soll unter anderem auch bei der zerstörungsfreien Produktprüfung Vorteile bringen. So lässt sich bei der Untersuchung eines Adventskalenders beispielsweise ebenfalls erkennen, ob die Klebepunkte, die den Kalender zusammenhalten, dick genug aufgetragen wurden. Für die Kontrolle von Briefen und kleineren Paketsendungen wird das System von der Firma Hübner Photonics bereits unter dem Namen „T-Sense“ vermarktet.
