Intelligente und drahtlose Zustandsüberwachung
Lebensmittelverpackungen aus nachhaltigen Rohstoffen wie beispielsweise Papier stellen bereits vielversprechende Alternativen zu herkömmlichen Kunststoff- oder Aluminiumverpackungen dar. Die spezifischen Anforderungen an Verpackungen für Lebensmittel bringen jedoch nach wie vor Herausforderungen mit sich. Ein wichtiger zu berücksichtigender Aspekt ist die Kontrolle und Überwachung des Feuchtigkeitsgehalts innerhalb der Schutzatmosphäre. Kommt es hier zu Abweichungen, kann dies das Wachstum von Bakterien, Hefe- und Schimmelpilzen fördern. Durch die Überwachung und Kontrolle des Feuchtigkeitsgehalts in Lebensmittelverpackungen lässt sich das Risiko der mikrobiellen Vermehrung deutlich verringern und die richtige Beschaffenheit des Produktes erhalten.
Das F&E Unternehmen DELSCI GmbH arbeitet an umweltfreundlichen Verpackungslösungen, vor allem aus Papier. Gemeinsam mit SAL wurde nun an einem Demonstrator für die intelligente Zustandsüberwachung von Lebensmitteln geforscht. Das Ziel dabei war der Entwurf einer Sensorfolie, welche mit einem Feuchtigkeitssensor und einem RFID-Tag ausgestattet ist. Die Besonderheit besteht darin, dass der Sensor auf lebensmittelechtem Material basiert und mit Hilfe spezieller Drucktechniken in die Verpackung integriert wird. Mit dem RFID-Tag werden die zur Überprüfung notwendigen Informationen drahtlos erfasst. Konkret wurden im Rahmen des Projekts drei gedruckte UHF-Tag-Demonstratoren und 10 NFC-Sensor-Tags von SAL entwickelt.
„Diese gemeinsam mit SAL entwickelten Demonstratoren stellen eine erste erfolgreiche Initiative für eine nachhaltige und intelligente Verpackungslösung zur In-situ-Zustandsüberwachung empfindlicher Produkte dar. Das Projekt ist ein großartiges Beispiel für das enorme Potenzial, das in branchenübergreifenden Innovationsaktivitäten liegt“, sagt Herwig Kirchberger, Geschäftsführer von DELSCI.
Kombiniertes Wissen
RFID (Radio Frequency Identification) wird zur Identifizierung und Rückverfolgbarkeit von Objekten eingesetzt. Die Technologie basiert auf Funkwellen und ermöglicht die Erfassung, den Austausch sowie die Nutzung von Daten zwischen einem Schreib- bzw. Lesegerät und einem Chip. Je nach Einsatzgebiet bedient man sich verschiedener RFID Frequenzen, es kann unter anderem zwischen Niedrigfrequenz (NF), Hochfrequenz (HF) und Ultrahochfrequenz (UHF) unterschieden werden. Die NFC-Technologie (Near Field Communication) ist wiederum eine Teilmenge der HF-RFID.
Neben den von DELSCI bereitgestellten Papiermustern wurden auch PET- und PI-Polymerfolien als Substrate für den Druck der Sensoren verwendet. Ein impinj-Lesegerät und eine Kathrein-Antenne mittlerer Reichweite wurden zur Vervollständigung der UHF-Einrichtung bereitgestellt. Um die Feuchtigkeits- und Temperaturänderungen in Echtzeit zu verfolgen, wurde außerdem eine entsprechende Software konfiguriert.
Das Projekt fördert die Digitalisierung durch den kombinierten Einsatz von additiver Fertigung, Systemintegration und gedruckter Elektronik und bietet eine intelligente Lösung für verpackte Lebensmittel. Der entwickelte Demonstrator wurde bereits auf der diesjährigen FACHPACK in Nürnberg vom 24. bis 26. September vorgestellt.
„Wir haben eine Lösung entwickelt, die nicht nur Umweltziele unterstützt, sondern auch die Lebensmittelsicherheit erhöht, indem kritische Parameter wie Feuchtigkeit in Echtzeit überwacht werden. Dieses Projekt zeigt, wie die Zusammenarbeit von additiver Fertigung und digitalen Technologien zu hochinnovativen und umweltfreundlichen Verpackungslösungen führen kann. Gemeinsam mit unseren Partnern erweitern wir die Grenzen des Machbaren im Bereich intelligenter Verpackungen und ebnen den Weg für eine nachhaltigere Zukunft der Verpackungsindustrie“, erklärt Tutku Bedük, zuständige Projektleiterin bei SAL.
Das Projekt ist Teil des Förderprogramms European Digital Innovation Hub (EDIH) - Applied CPS. Lesen Sie die Erfolgsgeschichte dieses Projektes auch hier:
Success Story EDIH Applied CPS
DELSCI steht in enger Zusammenarbeit mit delfort, einem führenden Unternehmen für funktionelle Papierverpackungslösungen.
