Spektroskopie erkennt matschige Früchte

Pfirsiche, Aprikosen und Äpfel müssen am Obstregal prüfende Blicke überstehen, bevor sie in Plastiktüten verpackt und zur Kasse getragen werden. Haben sie auch keine fauligen Stellen? Nur Früchte, die frisch aussehen und keine braunen Macken haben, lassen sich verkaufen – Obst mit Faulstellen wandert in den Mülleimer.

Für Zulieferer birgt das eine Herausforderung: Haben die Früchte Druckstellen, ist dies oft nicht zu erkennen. Nach einigen Tagen fangen diese Stellen jedoch an zu faulen. Mit der ortsauflösenden Spektroskopie kann der Zulieferer solche Druckstellen aufspüren, solange die Früchte noch genießbar sind. Beschädigtes Obst lässt sich so gezielt zu Saft- oder Joghurtproduzenten liefern, wo es zügig verarbeitet wird.

Die ortsauflösende Spektroskopie ist bislang allerdings noch sehr teuer. Forscher am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden haben nun eine erschwingliche Variante dieses Spektrometers entwickelt. Das Prinzip üblicher Spektrometer: Breitbandiges Infrarotlicht – also Licht mit verschiedenen Wellenlängen – wird auf die Probe, etwa eine Aprikose, gestrahlt und dort reflektiert. Es trifft auf einen Microscanner-Spiegel mit aufgebrachtem Beugungsgitter, der das Licht in die einzelnen Wellenlängen zerlegt – wie bei einem Prisma.

Der Detektor, auf den das Licht anschließend trifft, ist üblicherweise flächig: Wie bei einem Schachbrett werden in der einen Richtung die verschiedenen Wellenlängen des Lichts aufgetragen, in der anderen Richtung die Stellen der Aprikose, die untersucht wurden. Die Neuerung: »Unser Mikroscannerspiegel ist nicht starr, sondern bewegt sich und lenkt das Licht verschiedener Wellenlängen in unterschiedliche Richtungen. Daher kommen wir mit einem linienförmigen Detektor aus, der nur rund ein Zehntel des normalerweise üblichen Preises kostet. Da der Detektor das teuerste Element am Spektrometer ist, macht das beim Gesamtpreis viel aus«, sagt Dr.-Ing. Michael Scholles, Geschäftsfeldleiter am IPMS.

Eine weitere Anwendung des Spektrometers ist die Sortierung von Plastikflaschen. Handelt es sich um PET oder Polystyrol? Das System erkennt, aus welchem Kunststoff die Flasche besteht und hilft so bei der automatischen Sortierung. Einen Prototypen des ortsauflösenden Spektrometers gibt es bereits. Auf der Messe Electronica vom 11. bis 14. November in München demonstrieren die Forscher ihn live – bei der Analyse von Plastikflaschen (Halle A2, Stand 420).