KombiSCAN ermittelt Frischegrad vom Fleisch

Das kombinierte Raman-Fluoreszenz-Handmessgerät ermittelt, wie viele Bakterien sich zum Beispiel auf einem Stück Fleisch befinden. Dazu strahlen die beiden integrierten Scanner Laserlicht auf das Fleisch. Je älter es ist, umso mehr Bakterien befinden sich darauf.

Prüfung auch durch Verpackungsfolie möglich
Ebenso vermehren sich die Mikroorganismen stärker bei unzureichenden Lagerbedingungen. Je nach Zustand des Fleisches wird das Laserlicht unterschiedlich gestreut und reflektiert. Mit Hilfe der Raman- und der Fluoreszenz-Spektroskopie wird das zurückgestrahlte Licht in dem Handgerät analysiert. So lässt sich mit dem RFKombiSCAN jederzeit schnell und genau prüfen, ob ein Lebensmittel noch frisch, schon etwas älter oder gar ungenießbar ist. Dies funktioniert auch durch die Verpackungsfolie hindurch.

Eine große Herausforderung für die Wissenschaftler war bei der Entwicklung, die sehr komplizierte und umfangreiche Analyse-, Steuerungs-, Speicher- und Übertragungstechnik kostengünstig in einem kompakten Handgerät unterzubringen. Hauptbestandteile des Geräts sind zwei Spektrometer für die Messung des zurückgestrahlten Lichts sowie ein roter und ein blauer Laser. Sie ermöglichen und kombinieren zwei verschiedene Messmethoden: die Raman-Streuung und die Fluoreszenz. Weiterhin stecken in dem rund 25 cm langen, 21 cm breiten und zirka 8 cm dicken Gehäuse die komplette Steuerungselektronik, ein Bluetooth- und ein WLAN-Modul, eine RFID-Lese- und Schreibeinheit, die Energieversorgung mit Akku und Ladeeinheit sowie ein Touchscreen für die Anzeige und Bedienung.

Dank der RFID-Funktionalität können Funk-Chips auf Verpackungsfolien gelesen und bei Bedarf mit den aktuell ermittelten Messdaten überschrieben werden. Zudem sind die Messwerte drahtlos per WLAN oder Bluetooth an Smartphone, Tablet-PC, Notebook oder ins Internet übertragbar. Dies ermöglicht es, die Lebensmittelqualität lückenlos zu überwachen und zu dokumentieren. Ein Vorteil, um beispielsweise auch im Nachhinein den Verursacher verdorbener Lebensmittel eindeutig bestimmen zu können.

Frischekontrolle von Obst und Gemüse folgt
Der neue RF-KombiSCAN ist sehr vielfältig einsetzbar. Zu den Anwendungsmöglichkeiten gehören vor allem Kontrollmessungen in der gesamten Lebensmittelkette, vom Rohstofferzeuger über den Verarbeitungsbetrieb bis hin zum Handel einschließlich Transport und Kühlung. Für stationäre Untersuchungen wurde auch eine Laborvariante entwickelt, die über Laptop oder Tablet wie etablierte Laborgeräte bedient werden kann. Eine Gerätevariante für den Endverbraucher, der im Supermarkt die Qualität von Sonderangeboten bestimmen will, ist später denkbar. Das derzeitige Gerätemodell ist für Fleisch ausgelegt. Die Frischekontrolle von Obst und Gemüse soll folgen. Danach ist an weitere Lebensmittel gedacht.

"Das Projekt zu mobilen optischen Scannern für die Schnellanalytik von Lebensmitteln startete im Jahr 2008", berichtet der langjährige Projektleiter Dr. Volker Großer, Forschungsgruppenleiter im Berliner Fraunhofer IZM. "Aufgrund der komplexen und schwierigen Problematik gab es mehrere Projektabschnitte und zahlreiche beteiligte Partner."

Von Anfang an waren Institutionen aus Berlin-Brandenburg maßgeblich in die Entwicklungsarbeiten eingebunden. Die Arbeiten am aktuellen Modell, dem RF-KombiSCAN, begannen 2011. Beteiligt sind neben dem IZM weitere Fraunhofer Institute, das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim und das Max Rubner-Institut.

"Zur laser optics 2014 werden wir einen serienreifen Prototyp des RF-KombiSCAN vorstellen", sagt Dr. Großer. Damit endet das dreijährige Forschungsprojekt und die weitere Zukunft des Scanners wird vom beteiligten Industriekonsortium übernommen. "Wir stehen aber den Herstellern und Testern weiterhin mit Rat und Tat zur Seite, wenn es darum geht, Varianten des KombiSCAN für weitere Anwendungsgebiete zu entwickeln", ergänzt Dr. Großer.

Über die laser optics
Die laser optics - Internationale Fachmesse und Kongress für Optische Technologien und Mikrosysteme - findet alle zwei Jahre auf dem Messegelände am Berliner Funkturm statt. Zur laser optics 2014 präsentieren sich Optische Technologien und Mikrosystemtechnik erstmals im engen Verbund. Aus dem Rahmenprogramm ragen der OSA Optics and Photonics Congress und der Kongress "Optische Sensorik und Cyber-Physical Systems" besonders heraus. Veranstaltet wird die laser optics von der Messe Berlin in Zusammenarbeit mit der Berlin Partner für Wirtschaft und Technologie GmbH sowie anderen Partnern. Weitere Informationen unter www.laser-optics-berlin.de.