Lebensmittellogistik: Forscher setzen auf digitalen Zwilling für Früchte

Ein neues Forschungsprojekt hat sich auf die Fahnen geschrieben, den Verderb von frischen Lebensmitteln während der Lagerung zu reduzieren.

Verderb vermeiden: Der Sensor misst Sauerstoff und Kohlendioxid, um die Atmungsaktivität der Früchte zu bestimmen. (Foto: Foltan/ATB)
Verderb vermeiden: Der Sensor misst Sauerstoff und Kohlendioxid, um die Atmungsaktivität der Früchte zu bestimmen. (Foto: Foltan/ATB)
Matthias Pieringer

In dem neuen Forschungsprojekt „Fruity Twin - Digitaler Zwilling zum Management von Kondensation auf Früchten in Kühllagern“ geht es darum, den Verderb von frischen Lebensmitteln wie Äpfeln während der Lagerung zu verringern. Koordiniert wird das auf drei Jahre angelegte Forschungsvorhaben durch das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) in Potsdam, Partner ist die Universität Bremen.

Um die Konsumenten-Nachfrage nach frischem Obst das ganze Jahr über bedienen zu können, werden Äpfel bei geregelter Atmosphäre über mehrere Monate maschinell gekühlt. Dabei verderben den Angaben zufolge jedoch bis zu zehn Prozent aller Früchte. Das richtige Management der Luftfeuchte sei wichtig, so Dr. Pramod Mahajan, Projektleiter am ATB in Potsdam. „Die Kühlung wird zyklisch ein- und ausgeschaltet, um Energie zu sparen. Sind die Schwankungen der Temperatur und Luftfeuchte zu groß, wirkt sich dies nachteilig auf die Qualität der Früchte aus: Ist die Luftfeuchte zu hoch, kondensiert Wasser auf den Früchten und Mikroorganismen finden ideale Wachstumsbedingungen.“ Ist die Luftfeuchte hingegen zu niedrig, verlieren die Früchte Gewicht durch Verdunstung.

Günstiger Grad an Kondensation

Das Projekt Fruity Twin hat sich auf die Fahnen geschrieben, optimale Lagerbedingungen mit einem günstigen Grad an Kondensation zu erreichen. Dazu wollen Dr. Reiner Jedermann, Post Doc in der Elektrotechnik an der Uni Bremen, und Dr. Pramod Mahajan das Konzept des Digitalen Zwillings auf die Lagerung von Lebensmitteln übertragen. Reiner Jedermann vom Institut für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme (IMSAS) an der Universität Bremen: „Digitale Zwillinge bieten jetzt die Möglichkeit, alle Modelle und Softwarekomponenten in einer gemeinsamen Plattform zu implementieren.“

Virtuelle Experimente

„Mit der Entwicklung eines digitalen Zwillings sieht das Projekt eine Zukunft vor, in der virtuelle Experimente und vorausschauende Fähigkeiten die Qualität von Früchten schützen“, so Pramod Mahajan. „Die virtuellen Experimente erlauben es, Auswirkungen von Änderungen an den Kühlparametern zuerst im Computer zu testen, bevor Einstellungen am ‚echten‘ Kühlaggregat vorgenommen werden.“ Die Kühlzyklen lassen sich so dynamisch an den aktuellen Zustand der Früchte anpassen und die Wasserkondensation auf den Früchten lässt sich steuern, um Warenverluste zu verringern.

Das Projekt „Fruity Twin - Digitaler Zwilling zum Management von Kondensation auf Früchten in Kühllagern“, das vom 1. September 2023 bis zum 31. August 2026 läuft, wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 600.000 Euro gefördert.