07 Mai Rückblick der Woche
Die SENSOR+TEST 2021 konnte als Digital-Messe besucht werden. Außerdem: Sensorik in der Lebensmittelproduktion – vom Bierbrauen bis zum Schokoladengeschmack.
In dieser Woche drehte sich alles um die Sensorik – von Dienstag bis Donnerstag fand die digitale SENSOR+TEST 2021 statt, auf der sich laut Veranstalter 188 Aussteller in ihren virtuellen Hallen präsentierten. Etwa 2500 Besucher nutzen den digitalen Zugang, um sich direkt aus dem Firmenbüro oder dem Homeoffice an den virtuellen Messeständen zu informieren und über Chatfunktionen direkt mit Unternehmen in Kontakt zu treten. Vor allem die Vortragreihen waren laut Veranstalter bei den Besuchern beliebt: In 50 Technologievorträgen und 91 Kurzpräsentationen zeigten die Aussteller ihre neuesten Lösungen und Trends aus Sensorik und Messtechnik. Ebenfalls hat der Gemeinschaftstand ‚Junge Innovative Unternehmen‘ ein digitales Pendant zur Präsenzmesse gefunden. Die zehn teilnehmenden Start-Ups haben ihre Ideen dem Fachpublikum über die Messeplattform präsentieren können.
Gärprozess lückenlos überwachen
Im Rahmen der parallel stattgefundenen SMSI Sensor and Measurement Science International Conference verlieh der AMA Verband für Sensorik und Messtechnik den AMA Innovationspreis 2021. Die Auszeichnung teilten sich ein Entwicklerteam von General Electric und ein Team von Endress + Hauser. Die Entwickler des Schweizer Unternehmens Endress + Hauser erhielten den Preis für ein Multisensorsystem, das beim Bierbrauen den gesamten Gärprozess überwacht und protokolliert. Lesen Sie dazu auch unseren Forumsbeitrag AMA Innovationspreis 2021.
: Das Entwicklerteam von Endress + Hauser Level+Pressure: (v.l.) Dr. Sergey Lopatin, Julia Rosenheim, Dr. Tobias Brengartner, Jan Schleiferböck und Pablo Ottersbach. Bildquelle AMA
Brauanlage im Institut für Mess- und Sensortechnik
Nicht nur industriell wird der Brauprozess überwacht, auch im Studium kann bereits die Teilautomatisierung des Bierbrauens erlernt werden. An der Hochschule Ruhr West wurde dazu im April eine Bierbrauanlage in Betrieb genommen. Umgesetzt wird die Anlage im Modul Automatisierungstechnik von Studierenden der Studiengänge Mechatronik und Elektrotechnik. Nach dem Aufbau und der Einrichtung der Anlage wird mit viel Mess- und Verfahrenstechnik Schritt für Schritt gezeigt, was zu tun ist: Erhitzen des Wassers, Zugeben der Zutaten, Auslesen bestimmter Sensorwerte wie der Temperatur im Kessel. Die Brauer müssen die Arbeitsschritte bestätigen und auf mögliche Probleme reagieren. Die Automatisierung sorgt dabei für ein höheres Maß an Prozessstabilität. Unterstützt wird das Projekt unter anderem vom Ingenieurbüro Hebmüller, von Siemens in Essen, von Greatech, das die Umsetzung der IoT-Kommunikation unterstützt und von ifm electronic, die Sensorkomponenten beisteuert.
Malte Hering, Student Elektrotechnik, arbeitet am Aufbau der Bierbrauanlage – ein Praxisprojekt für Mechatronik und Eleltrotechnik-Studenten. Bildquelle: Charlotte Chapuis, HRW
Sensorik in der Küche
Sensorik spielt zudem in der heimischen Küche eine immer größere Rolle. Im April feierte beispielsweise die Kooperation zwischen der Fachhochschule Bielefeld und Miele ihr 10-jähriges Jubiläum. Im April 2011 wurde das Mieletec-Labor ins Leben gerufen. Die Partner hatten sich zum Ziel gesetzt, an Innovationen für Hausgeräte zu arbeiten und Grundlagenforschung insbesondere zum Phänomen des induktiven Garens zu betreiben.
Bei den Dampfgarern zeigt sich ebenfalls die vorteilhafte Zusammenarbeit von Miele und der FH. Ein Beispiel ist der Feuchtesensor der Combi-Dampfgarer, bei denen Feuchtigkeit und Hitze unabhängig voneinander geregelt werden können. In der Entwicklungsphase wurde am Mieletec das Prinzip des Feuchtesensors experimentell analysiert und parallel mithilfe einer Simulationssoftware untersucht, berichtet Dr. Volker Ennen, Entwickler bei Miele. „Durch die Simulation hat das Mieletec Optimierungspotenziale in der Geometrie des Sensors und bei der Art des Sensorbetriebs aufgezeigt.“ Die Folge: Mittlerweile wird in jedem von Miele ausgelieferten Combi-Dampfgarer der optimierte Feuchtesensor verbaut, der durch seine Arbeitsweise viele Automatikprogramme unterstützt.
„Wenn wir jede Variante bauen würden, über die wir mehr erfahren möchten, müssten wir sehr viel Geld und Arbeitszeit investieren“, betont Ennen. „Stattdessen machen die Kolleginnen und Kollegen im Mieletec lediglich ein Experiment, programmieren eine Simulation, und testen dann mit ein bisschen Computerrechenzeit alle verschiedenen Größen durch.“ Jene Größe, die in der Simulation am besten abgeschnitten hat, wird daraufhin wieder im Experiment getestet – der Kreis schließt sich.
Mittels Multi-Physik-Simulationen lässt sich die Wirkungsweise der Induktion im Topfboden grafisch darstellen. Bildquelle: Patrick Pollmeier / FH Bielefeld
Schokoladengeschmack entschlüsselt
Zum Schluss eine Meldung aus der menschlichen Sensorik: Forscher der ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften haben die Aromavielfalt von Kakao aufgeschlüsselt und das erste Aromakit für Kakao und Schokolade mit 25 Referenzsubstanzen präsentiert. Dieses soll Schokoladenprofis und interessierten Konsumentinnen und Konsumenten zur Schulung ihrer sensorischen Sinne dienen.
Interessanterweise gibt es keine einzige Verbindung, die nach Kakao riecht, sondern es ist das Zusammenspiel von mehreren unterschiedlichen chemischen Verbindungen, die das Kakaoaroma ausmachen, erklären die Wissenschaftler. Um Kakaoaroma besser zu verstehen und einfacher zu beschreiben, haben die Forscher die Schlüsselkomponenten im Aromakit Kakao zusammengefasst. Die 25 Fläschchen mit den Referenzsubstanzen sind mit Farbcodes versehen, um die Aromaentwicklung entlang der gesamten Verarbeitungskette zu reflektieren – von der Kakaobohne bis zum Endprodukt. Die Farbcodes geben die jeweilige Entstehungsphase eines bestimmten Aromastoffes an, wobei vier Kategorien unterschieden werden. Zuerst sind es Aroma-Moleküle, die bereits in frisch geernteten, unfermentierten Kakaobohnen vorhanden sind. Dann folgen solche, die hauptsächlich durch die Nachernteprozesse wie Fermentation und Trocknung oder durch thermale Prozesse wie Rösten und Conchieren gebildet werden. Letztlich werden Aroma-Moleküle aufgeführt, die einen negativen Einfluss auf die sensorische Qualität ausüben. Das Aromakit Kakao lässt sich als Trainingstool für sensorische Panels sowie für interessierte Schokoladekennerinnen und -kenner einsetzen und ist an der ZHAW erhältlich.
Karin Chatelain nutzt das von ihr mitentwickelte Aromakit bei ihrer Arbeit als Sensorikforscherin. Bildquelle: ZHAW
Das Aromakit Kakao lässt sich als Trainingstool für sensorische Panels sowie für interessierte Schokoladekennerinnen und -kenner einsetzen Bildquelle: ZHAW
