Restfeuchtemessung bei Lebensmitteln / Backwaren

Durchgeführt im Rahmen des Forschungsprojektes EDDY – Enhanced Drying (Initiative „Vorzeigeregion Energie“ des Österreichischen Klima- und Energiefonds) zum Themenbereich Prozessanalytik, FFG 880778.

Trocknung und Dehydrierung gehören zu den energieintensivsten und meistverbreiteten Prozessen in der Industrie. Heute werden in der Industrie nach wie vor hauptsächlich gravimetrische Feuchtemessungen eingesetzt, die (da für die Messung eine Probe entnommen werden muss) nur sporadisch Messwerte liefern können und daher für eine Echtzeit-Prozesskontrolle gänzlich ungeeignet sind. Herkömmliche Feuchtesensoren (z.B. Hygrometer, Psychrometer) können nur die Luftfeuchtigkeit und nicht das zu trocknende Produkt messen.

Bildkredit: RECENDT

Motivation:
Die Messung der Feuchte von Produkten und Rohmaterialien hat große Bedeutung in zahlreichen Industriezweigen wie zum Beispiel in der Holz-, Papier-, Nahrungsmittel-, sowie der chemischen und pharmazeutischen Industrie. Ein Grund dafür sind strenge Auflagen bezüglich des Wassergehaltes die erfüllt werden müssen, um eine hohe Reinheit und Qualität der hergestellten Produkte zu gewährleisten. Speziell bei der Lebensmittelherstellung führt eine zu hohe Produktfeuchte zu einer verkürzten Haltbarkeit, welche eine erhöhte Wegwerfrate von Lebensmitteln zufolge hat. Des Weiteren werden viele Produkte nach deren Gewicht gehandelt, wodurch ein zu hoher oder zu niedriger Feuchtegehalt auch maßgebliche ökonomische Folgen haben kann


Lösung:
Mittels Infrarot-Spektroskopie wird die Feuchtigkeit des Produkts selbst erfasst. Es wurde ein innovativer, kompakter und kostengünstiger optischer Infrarotsensor entwickelt, der kostengünstig, robust, zuverlässig und langzeitstabil ist. Er wird in Trocknungsprozessen bei AGRANA Stärke GmbH und Fischer Brot GmbH eingesetzt.


Nutzen:

  • Inline-Überwachung der Produktfeuchtigkeit in Trocknungsprozessen mit neuartiger, kompakter und kostengünstiger optischer IR-Sensortechnologie, die eine Echtzeit-Steuerung ermöglich.
  • Optimierte Betriebsstrategien auf der Basis von numerischen Modellen und Monitoringdaten (Steigerung der Produktivität, Reduzierung der CO2-Emissionen und Betriebskosten, Sicherstellung einer hohen Produktqualität unabhängig von externen Einflüssen), Gestaltung von Maßnahmen zur weiteren Steigerung der Energieeffizienz und der Nutzung von erneuerbaren Energiequellen (z.B. Wärmepumpen)
  • Der industrielle Energiebedarf kann durch Nutzung von Infrarot-Sensorik für die Trocknung und Dehydrierung um ca. 60% reduziert werden.