Lebensmittelforschung: Schweizer Forscher entwickeln Sensor in Fruchtform mit Hülle aus dem 3D-Drucker

In der Schweiz haben Ingenieure der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) einen Sensor in Fruchtform entwickelt. Der Sensor soll zur Überwachung und Optimierung der Kühlkette bei Obsttransporten dienen. 3D-Drucker halfen bei der Entwicklung des Sensors.

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Die Ingenieure legten vor allem hohen Wert auf die originalgetreue Nachbildung der Sensor-Früchte. Ein 3D-Drucker fertigte die Fruchthüllen und eine Mischung aus Wasser, Polystyrol und Kohlehydraten imitiert das Fruchtfleisch. In der Mitte der Frucht wird der Sensor verbaut.

Nach Angaben des Projektleiters Thijs Defraeye würde für jede Frucht ein eigener Sensor entwickelt und beinhalte sogar die Unterarten. Er nannte beispielhaft die Apfelsorten Jonagold und Braeburn, der Kent-Mango, Orangen und der klassischen Cavendish-Banane. Zur Nachbildung der einzelnen Sensoren würden die Früchte geröntgt und im Anschluss per Computeralgorithmus die durchschnittliche Form sowie Beschaffenheit der Frucht ermittelt.

Die Schweizer Forscher erwarten genauere Messergebnisse bezüglich Temperaturschwankungen im Fruchtinneren mit Hilfe der Sensoren. Besonders die Kerntemperatur spiele eine wichtige Rolle für die Obstqualität beim Eintreffen der Früchte am Zielort.

Fruchtsensor
Der Fruchtsensor soll bei der Optimierung der Lieferung von Früchten helfen. Seine Hülle stammt aus einem 3D-Drucker (Bild © Empa).

Zur Zeit kann die Kerntemperatur nur mit einem Messfühler ermittelt werden, der von einem Mitarbeiter in die Obstschale hineingestochen wird. Die Messung erfolge vorwiegend mit Früchten am vorderen Ende der Container, was zu Verfälschungen der Ergebnisse führe. Jene Früchte, die an der Containerwand liegen, seien besser gekühlt als Obst, welches sich tief im Inneren befindet.

Erste Feldversuche wurden gestartet, wie die Ingenieure erklärten. Der Zeitpunkt der Marktreife der Sensoren in Fruchtform sei unbekannt. Die Kosten pro Sensor bezifferten die Forscher mit umgerechnet rund 47 Euro. Aufgrund der Herstellung mit einem 3D-Drucker konnten Kosten für Prototypen und Endprodukte stark reduziert werden. Aktuell bestehe nicht die Möglichkeit, ein Datenabruf in Echtzeit durchzuführen. Künftige Versionen des Geräts sollen mit einer Funktechnik wie Bluetooth ausgestattet werden.

Fruchtsenor Mango
Auch eine Mango ging schon für Testzwecke mit auf Reise (Bild © Empa).

In der industriellen Lebensmittelfertigung und -verarbeitung setzen weitere Unternehmen auf den 3D-Druck. En Beispiel ist der Süßwarenhersteller Katjes, der 3D-Drucker in seiner „Magic Candy Factory“ zur Herstellung individueller Fruchtgummis einsetzt. Im Jahr 2014 kündigte das britische Unternehmen Dovetailed die Entwicklung eines 3D-Lebensmitteldruckers zur Fertigung von Früchten an. Der Chemiekonzern WACKER Chemie präsentierte im Dezember 2016 einen 3D-Drucker zur Kaugummi-Herstellung.

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