Ziel dieses Projektes ist die Realisierung eines neuen „Zeitaufgelösten Raman-Spektroskopie-Sensors mit automatisierter, selbstreinigender Prozessschnittstelle“ für die industrielle Prozessanalysentechnik (PAT). Photonische Verfahren eignen sich in besonderer Weise zur Analyse von Lebensmitteln, Getränken, biotechnologischen Produkten und biologischen Substanzen, weil sie schnell und umfassend (Chemie und Morphologie) die Qualität beschreiben können. Spektrometer in den Wellenlängenbereichen von Ultraviolett bis in das ferne Infrarot haben hier bereits Einzug in die industrielle Anwendung wie Industrie 4.0 gehalten und liefern inline vielfältige Aussagen zur Produktbeschaffenheit und -qualität. Für eine zeitnahe Qualitätsanalyse von Lebensmitteln, die zum Nachweis von Schadstoffen bei der Lebensmittelproduktion und im Trinkwasser dient, soll die Haltbarkeit bzw. der Frischezustand von Lebensmitteln evaluiert werden. Für biotechnologische Prozesse wie die Lebensmittelproduktion sind jedoch photonische Verfahren mit höheren Selektivitäten wie die Raman-Spektroskopie notwending. Allerdings sind die heute am Markt verfügbaren inline Raman Spektrometer für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie noch zu unrentabel und oftmals unzureichend sensitiv, da das Signal oftmals aufgrund der entstehenden Fluoreszenz nicht ausgewertet werden kann. Der Raman-Effekt ist nicht so intensiv und erfordert deswegen in der Praxis oft lange Messzeiten, so dass empfindlichere und präzisere Spektrometer- oder Sensorsysteme erforderlich sind.
Das geplante Verbundvorhaben will diese Lücke schließen und einen Raman-/Fluoreszenzsensor entwickeln, der weiterführende Technologien wie Chemometrie, Prozessanalytik und chipbasierte Plattformen wirtschaftlich und mit hoher Selektivität kombiniert. Somit sollen die Rahmenbedingungen für einen Einsatz in der Lebensmittel-, Getränke- und Biotechnologiebranche erfüllt werden.

Das Projekt wird gefördert durch das VDI Technologiezentrum unter der Nummer 13N14084.

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