Fremdkörper mit Radar detektieren

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Die etablierten Röntgenverfahren für die Fremdkörperdetektion erkennen vor allem Metalle – Glas, Kunststoff und Holz stellen eine Herausforderung dar. Ein Prototyp des Fraunhofer-Instituts füllt diese Lücke mit Radar.

Rückrufaktionen bei Lebensmitteln bleiben ein grosses Problem: Denn bei der Produktion kann schnell etwas schieflaufen, so dass versehentlich Glassplitter, Metallspäne, Holzsplitter oder Kunststoffteile in die Produkte geraten. Muss ein Produkt zurückgerufen werden, geht das jedoch nicht nur mit einem wirtschaftlichen Schaden für das Unternehmen einher, sondern auch mit einem Vertrauensverlust seitens der Verbraucher. Hersteller sind daher stark daran interessiert, die Produkte auf Fremdkörper zu untersuchen. Bisher tun sie dies vor allem mittels Röntgengeräten. Diese vermögen jedoch nicht alle Fremdkörper zuverlässig aufzuspüren: Während Metalle gut erkannt werden, tut sich das Verfahren bei Kunststoffen, Holz und Glas oft schwer. Für die Hersteller bleibt daher trotz der Untersuchung ein gewisses Restrisiko bestehen.

Ein Prototyp namens SAMMI® aus dem Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR kann diese Lücke nun schliessen und für mehr Sicherheit bei der Lebensmittelproduktion sorgen. »Unser System basiert auf Millimeterwellen und kann das etablierte Röntgenverfahren ergänzen«, sagt Daniel Behrendt, Geschäftsfeldsprecher am Fraunhofer FHR. »Denn es erkennt die Fremdstoffe, die Röntgenverfahren schnell übersehen – also Glassplitter, Kunststoffe und Holz. Nicht durchleuchten kann es dagegen Metalle, dies fangen wiederum die Röntgenverfahren auf.« Ein weiterer Vorteil: Die Millimeterwellen, mit denen die Lebensmittel untersucht werden, sind gesundheitlich unbedenklich.

Das Prinzip der Untersuchung: Das Lebensmittel wird auf ein Band gelegt und durch das Gerät befördert. Oberhalb des Bandes rotiert die Sendeantenne und schickt ihre Wellen durch das Produkt, unterhalb fängt die Empfangsantenne die Wellen wieder auf. Die Millimeterwellen werden durch die verschiedenen Materialien des Lebensmittels auf jeweils ganz eigene Weise abgeschwächt und spezifisch in ihrer Laufzeit verzögert. Daher lassen sich mit ihnen nicht nur Struktur und Zusammensetzung des Lebensmittels erkennen, sondern auch kleinste Abweichungen davon – wie sie etwa durch Fremdkörper hervorgerufen werden.

Man erhält als Ergebnis ein Bild des untersuchten Gegenstands, auf dem Fremdkörper sofort zu erkennen sind. Selbst verpackte Ware lässt sich auf diese Weise berührungslos und zerstörungsfrei untersuchen. Der Prototyp, den die Forscher am Fraunhofer FHR aufgebaut haben, hat eine Grösse von 40 x 40 x 30 Zentimeter: Mit ihm können bis zu 30 x 30 x 5 Zentimeter grosse Lebensmittel analysiert werden. »Rein technologisch gibt es hier jedoch keine Grenze«, erläutert Behrendt.

Erste Machbarkeitsstudien sind bereits gelaufen. So untersuchten die Forscherinnen und Forscher mit SAMMI® Doppelkekse, in deren Schokomasse sie zuvor jeweils einen Glassplitter positioniert hatten. Mit Erfolg: Der Prototyp erkannte die Fremdkörper zuverlässig. Die Technologie eignet sich jedoch nicht nur zur Lebensmittelkontrolle. So bietet das System unter anderen bei der zerstörungsfreien Produktprüfung Vorteile. (Fraunhofer-Institut)

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Bezugsquellenverzeichnis