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Biosensoren sichern Qualität und Effizienz in der Saftproduktion

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Sie werden traditionell für die Erzeugung fermentierter Produkte eingesetzt und tragen vermutlich zum Einsetzen von Fäulnis und Verderb bei. Das Auftreten von Milchsäurebakterien bleibt häufig einige Tage lang unbemerkt, bevor sich die Bakterien dann innerhalb kürzester Zeit massenhaft vermehren.

Mit einem Sensormesssystem will das EU-geförderte Collective Research Projekt QUALI-JUICE Qualitätsverluste innerhalb von Minuten erkennen, um Gegenmaßnahmen einleiten zu können und so wirtschaftliche Verluste zu vermeiden. Die vorläufigen Testergebnisse des 2005 gestarteten Projektes präsentierten die 17 internationalen Partner aus Forschung und Industrie vor Kurzem in Padova/Italien.

Frühwarnsystem verhindert Verderb

Viele Faktoren wirken sich auf den Verbraucher-Preis von Saft aus. Die Rohstoffe sind nur eine Komponente, die Effizienz des Produktionsvorganges und die Endproduktmenge sind ebenfalls entscheidend. Die Produktionskosten um mindestens 3% zu senken und die Produktivität der Fruchtsafthersteller durch verminderten Produktionsausfall um rund 80% zu steigern ist Ziel des Projektes QUALI-JUICE, das im 6. Forschungsrahmenprogramm der EU durchgeführt wird. Dafür steht ein Gesamtbudget von 1,6 Mio. Euro zur Verfügung, davon sind 1 Mio. Euro Fördermittel der Europäischen Kommission. Wie nah die beteiligten Partner diesem Ziel nach 30-monatiger Laufzeit gekommen sind, zeigte sich bei der Ergebnispräsentation bei dem letzten Treffen. Ergebnisse aus den Testrei-hen mit drei Offline-Sensoren unter realen Bedingungen wurden verglichen, um die optimale Technologiekomponente für das Verfahren zu finden.

Die Auswahl des richtigen Sensorssystems ist ein Kernpunkt des Prozesses, da sich - bedingt durch Konstruktionsunterschiede - deutliche Unterschiede in Performance, Energieverbrauch und Preis zeigen. Die Materialkosten weisen beispielsweise eine enorme Bandbreite auf: zwischen 500 und 7.000 Euro variieren die Sensorpreise. Auch Online-Sensoren wurden ge-testet. Die Saftproduzenten bevorzugen jedoch klar die Offline-Variante aufgrund ihres geringeren Installationsaufwands. "Drei gut funktionierende Offline-Sensorsysteme sind zurzeit im Langzeittest bei den verschiedenen Saftproduzenten, die Partner im Projekt sind. Je nach Bedarf und Investiti-onskosten haben alle drei Systeme ihre Vorteile", so Projektleiter Dr. Hauke Hilz vom ttz Bremerhaven. Der Forschungsdienstleister hat im QUALI-JUICE die Rolle des Koordinators hat.

Meistens ist eine Qualitätsbeeinträchtigung des Obstes durch Lagerung, klimatische Bedingungen oder Konstruktionsmängel in der Produktion Aus-löser einer späteren bakteriellen Kontamination. Mit Hilfe der Biosensoren lassen sich Kontaminationen in wenigen Minuten erkennen. Im Vergleich: Herkömmliche Analysemethoden sind dagegen arbeitsaufwendig und liefern frühestens nach einem halben Tag Ergebnisse. In dieser Zeit kann ein Saft schon verdorben sein.

Durch diese frühzeitige Information kann der Produzent den Saft pasteurisieren und anschließen normal verwerten. Da dieser Vorgang energieintensiv ist, sollte er aufgrund der Kosten nur eingeleitet werden, wenn die Gefahr des Verderbs akut besteht. So kann höhere Sicherheit zu einem guten Preis für den Verbraucher gewährleistet werden, da eine effiziente Produktion mit wenigen Ausfällen für den Hersteller ein kostenoptimierter Prozess ist.

Das Technologie-Transfer-Zentrum Bremerhaven versteht sich als innovativer Forschungsdienstleister und betreibt anwendungsbezogene Forschung und Entwicklung. Unter dem Dach des ttz Bremerhaven arbeitet ein internationales Team ausgewiesener Experten in den Bereichen Lebensmitteltechnologie und Bioverfahrenstechnik, Analytik sowie Wasser-, Energie- und Landschaftsmanagement, Gesundheitstechnologien sowie Organisation & Software.

Britta Rollert | idw
Weitere Informationen:
http://www.qualijuice.com
http://www.ttz-bremerhaven.de

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Im Focus: Wie Graphen-Nanostrukturen magnetisch werden

Graphen, eine zweidimensionale Struktur aus Kohlenstoff, ist ein Material mit hervorragenden mechanischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Doch für magnetische Anwendungen schien es bislang nicht nutzbar. Forschern der Empa ist es gemeinsam mit internationalen Partnern nun gelungen, ein in den 1970er Jahren vorhergesagtes Molekül zu synthetisieren, welches beweist, dass Graphen-Nanostrukturen in ganz bestimmten Formen magnetische Eigenschaften aufweisen, die künftige spintronische Anwendungen erlauben könnten. Die Ergebnisse sind eben im renommierten Fachmagazin Nature Nanotechnology erschienen.

Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) können, je nach Form und Ausrichtung der Ränder, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen - zum Beispiel...

Im Focus: How to induce magnetism in graphene

Graphene, a two-dimensional structure made of carbon, is a material with excellent mechanical, electronic and optical properties. However, it did not seem suitable for magnetic applications. Together with international partners, Empa researchers have now succeeded in synthesizing a unique nanographene predicted in the 1970s, which conclusively demonstrates that carbon in very specific forms has magnetic properties that could permit future spintronic applications. The results have just been published in the renowned journal Nature Nanotechnology.

Depending on the shape and orientation of their edges, graphene nanostructures (also known as nanographenes) can have very different properties – for example,...

Im Focus: Geminiden - Die Wünsch-dir-was-Sternschnuppen vor Weihnachten

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde (VdS) und des Hauses der Astronomie in Heidelberg - Die Geminiden, die Mitte Dezember zu sehen sind, sind der "zuverlässigste" der großen Sternschnuppen-Ströme mit bis zu 120 Sternschnuppen pro Stunde. Leider stört in diesem Jahr der Mond zur besten Beobachtungszeit.

Sie wurden nach dem Sternbild Zwillinge benannt: Die „Geminiden“ sorgen Mitte Dezember immer für ein schönes Sternschnuppenschauspiel. In diesem Jahr sind die...

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Band structure map exposes iron selenide's enigmatic electronic signature

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Im Focus: Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

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Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of...