Intelligenter Container: Überwachung von Kühltransporten

Seit zehn Jahren arbeiten Forscher der Universität Bremen interdisziplinär am „intelligenten Container“. Eine genaue Überwachung von Kühltransporten soll dafür sorgen, dass Verluste in der Lebensmittelkette deutlich reduziert werden können.

Die Bremer Wissenschaftler haben nun eine seltene wissenschaftliche Ehre erfahren: Die „Philosophical Transactions A“ der Londoner Royal Society, eine der renommiertesten und ältesten wissenschaftlichen Zeitschriften, widmet dem Thema der Lebensmittellogistik eine ganze Ausgabe und hat die Bremer Teams mit der Herausgabe betraut.

An dem Projekt „intelligenter Container“ sind unter der Leitung des Instituts für Mikrosensoren-, aktoren und –systeme (IMSAS) des Fachbereichs Physik/Elektrotechnik das Microsystems Center Bremen (MCB) und der Forschungsverbund Bremen Research Cluster for Dynamics in Logistics (LogDynamics) beteiligt.

Die Zeitschrift Philosophical Transactions ist eine wichtige Lektüre für Mathematiker, Physiker, Ingenieure und andere Naturwissenschaftler und erscheint seit 1665.

„Nach Abschluss eines aufwändigen Industrie-Projektes im vergangen Jahr war es nun endlich an der Zeit, die aufgezeichneten Daten noch einmal gründlich wissenschaftlich aufzuarbeiten und mit internationalen Experten zu diskutieren“, so Reiner Jedermann, Forscher im Bremer LogDynamics Verbund.

Herausgekommen ist ein Heft mit zehn Beträgen – zur Hälfte aus dem Projekt der Universität Bremen, zur anderen Hälfte mit Artikeln von Lebensmitteltechnologen und Sensoranwendern aus den USA, Schweden, Belgien, Frankreich und Südafrika. Die vorgestellten Fallstudien umfassen den Transport von Bananen, Brombeeren und verschiedener Fleischprodukte auf dem Land- und Seeweg.

Das Heft ist ab sofort online verfügbar unter http://rsta.royalsocietypublishing.org/site/2014/2017.xhtml, die Druckversion erscheint am 13. Juni 2014.

Hintergrund zum „Intelligenten Conatiner“:

Weltweit verderben ein Drittel aller Lebensmittel, bevor sie zum Verbraucher gelangen. Ein erheblicher Anteil davon entfällt auf Verluste entlang der Lieferkette. Eine durchgängige Temperaturüberwachung ist bisher nur eingeschränkt möglich. Gemessen wird nur die Luft-, aber nicht die Warentemperatur. Mit Barcodes und Funkchips können zwar der Lieferweg und die korrekte Zustellung der Waren überwacht werden, aber nicht deren Zustand. Aufgrund von unterschiedlichen Erntebedingungen, dem Zeitpunkt bis zum Beginn der Kühlung und lokalen Abweichungen im Kühlcontainer oder Fahrzeug, sind Veränderungen der Qualität bei frischen Lebensmitteln unvermeidbar. Durch ein Netzwerk aus bis zu 20 Funksensoren ist es nun möglich, die Temperatur direkt in der Verpackung zu messen. Anhand biologischer Modellrechnungen kann auf die Resthaltbarkeit geschlossen werden. Spezialsensoren für das Gas Ethylen liefern zusätzliche Informationen zur Warenqualität.

Während der Projektlaufzeit wurde die Funktionsfähigkeit des Systems durch mehrere Testtransporte in einem Prototyp des „Intelligenten Containers“ belegt. Ein Beispiel, das auch im aktuellen Heft der „Philosophical Transactions A“ nachzulesen ist, ist der Seetransport von Bananen im Container von Costa Rica nach Europa. Dabei wurden Hunderte von Temperaturkurven aufgezeichnet. „Durch ein Modell des Kühlvorganges verstehen wir jetzt besser, welche Bedingungen zu einer Gefährdung führen“, so Jedermann. „Die entstehende Wärme kann dann nicht mehr abgeführt werden und die Bananen fangen vorzeitig an zu reifen.“

Anhand eines biologischen Modells kann der Container berechnen, wie viele Tage verbleiben, bis die Bananen spätestens in die Reifekammer müssen und eine entsprechende Nachricht per Satellit versenden. Somit können die Prozesse an Land besser geplant werden. „Zukünftig werden Fruchtcontainer mit Ethylen-Sensoren ausgestattet sein,“ so Steffen Janssen, Experte für Gassensorik am Microsystems Center Bremen (MCB). Gegenwärtig konkurrieren drei unterschiedliche Messprinzipien um die erste kommerzielle Anwendung von hochauflösender Ethylen-Messung. „Wir sind sehr zuversichtlich, dass eine technische Lösung in Kürze verfügbar sein wird. Wir hoffen natürlich, dass es unser miniaturisierter Gas-Chromatograph sein wird, der als erster den Durchbruch schafft.“

Neues Projekt: Schimmelpilz

Es gibt aber auch neue wissenschaftliche Herausforderungen. „Die nächste ungelöste Messaufgabe werden Schimmelpilze sein“, sagt Professor Walter Lang, Sprecher des Microsystems Center Bremen (MCB). In einer neuen Initiative, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) unterstützt wird, entwickelt das Microsystems Center Bremen derzeit ein Sensorsystem, das während des Transports auf See den beginnenden Befall von Lebensmitteln mit Schimmelpilzen feststellen wird.

Weitere Informationen:

Universität Bremen,
Fachbereich Physik / Elektrotechnik
Institut für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme (IMSAS)
Dr. Reiner Jedermann
Tel.: 0421 218 62603
E-Mail: rjedermann@imsas.uni-bremen.de

www.intelligentcontainer.com
http://rsta.royalsocietypublishing.org/site/2014/2017.xhtml