BreadGuard

BreadGuard

Development of a cost-efficient, precise and miniaturized sensor system for quality and performance control in baking processes      

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Förderinstrument: Collaborative Project, KBBE, FP7
Projektdauer 01.12.2013 – 30.11.2016
Projektleiter:

 Thomas Park

Homepage: http://www.breadguard.eu/

Die Qualitätsprüfung spielt eine Schlüsselrolle in der Lebensmittelindustrie. Die derzeitige Kontrolle der Sicherheits- und Qualitätseigenschaften von Rohstoffen oder halbfertigen bzw. Endprodukten beruht in der Backwarenindustrie überwiegend auf eine zufällige Auswahl. Aufgrund dieser zufälligen Auswahl von Produkten für die Qualitätskontrolle gibt es oft keine Möglichkeit direkt in den Produktionsablauf einzugreifen, um einzelne Produktionsschritte und Rohstoffe zu prüfen. Dies wäre allerdings notwendig um zu vermeiden, dass größere Produktmengen entsorgt werden müssen, weil sie nicht dem geforderten Qualitätsstandard entsprechen. Oft werden so große Mengen an Energie, Wasser und Rohstoffen verschwendet.

Das Projekt BreadGuard hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, ein innovatives und gleichzeitig konstengünstiges Qualitätskontrollsystem für die Backwarenbranche zu entwickeln. Dieses neuartige System besteht aus zwei Sensoren – einem Nano-Spektrometer und einer Ultraschalleinheit, mit denen es möglich wird, die Qualität der Backware durchgehend und berührungslos, also zerstörungsfrei, zu prüfen. Ein entsprechendes Soft- und Hardwarepaket ergänzt das Sensorsystem zu einem umfassenden Kontrollinstrument, welches eine kontinuierliche Messung des Bräunungs- und Backstatus vom Teig bis zum fertigen Produkt ermöglicht. Aus den Messdaten werden entsprechende Steuerbefehle abgeleitet, die eine direkte Steuerung und Anpassung des Produktionsprozesses ermöglicht, mit dem Ziel den Ausschussanteil zu minimieren bzw. den Ausschuss zu vermeiden.

Der zu entwickelnde Nano-Spektrometer-Sensor beruht auf dem Fabry-Pérot Prinzip, das genutzt wird, um das Farbspektrum an der Teig- und Gebäckoberfläche gegen eine Referenz zu messen und zu bewerten. Mithilfe des Ultraschallsensors werden die strukturellen Eigenschaften des Teiges bzw. Gebäckes, wie etwa Teig- und Krumendichte sowie Porösität, laufend bewertet, um so den Backzustand der Krume zu kontrollieren. Die Daten der beiden Sensoren werden zusammengeführt und in Echtzeit im Hinblick auf notwendige Änderungen von Temperatur und Backraumbefeuchtung ausgewertet. Entsprechende Steuerbefehle werden direkt an den Backofen bzw. die Backstraße weitergegeben.

In dem Projekt sind Europas führende Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der Backwarentechnologie, der Sensorenentwicklung und Prozesssteuerung vertreten. Die Teilnahme weiterer, nahmhafter Hersteller von Backöfen, von Hard- und Software  für die Sensoren, sowie Bäckereien als direkte Anwender gewährleistet eine anwendungsbezogene Entwicklung und Forschung. So ist außerdem die Kompatibilität dieser neuartigen Messtechnik mit bestehenden Backsystemen und –technologien sowie die spätere Akzeptanz auf dem Markt sichergestellt. Zusätzlich ist eine Weiterentwicklung und Anpassung dieser Messtechnik für andere Lebensmittelbereiche vorgesehen.