Spion im Obst: Fruchtsensor analysiert Äpfel und Co. auf ihrer Containerreise

Nicht jede Warenladung schafft es heil bis an den Zielort. Obwohl Äpfel, Mangos, Bananen oder Orangen regelmäßig überprüft werden, werden einige davon auf der Reise beschädigt oder verderben. Mitgeschickte Sensoren messen zwar die Lufttemperatur im Frachtcontainer, ausschlaggebend für die Qualität des Obstes ist allerdings die Kerntemperatur der einzelnen Frucht. Praktiziert wird hier die Methode, bei der ein Messfühler durch die Schale in den Kern gestochen wird: Allerdings verwenden die Prüfer hierfür meist eine Frucht aus den vorderen Kartons des Containers, was das Ergebnis stark verfälschen kann, da sich die Temperaturen am Rand des Containers nicht mit den Temperaturen im Inneren vergleichen lassen.

Um aber genau das zu gewährleisten, haben Forschende der Empa nun einen Fruchtsensor entwickelt. Er besitzt Form und Größe der jeweiligen Frucht und deren simulierte Zusammensetzung und kann zusammen mit den echten Früchten verpackt und auf die Reise geschickt werden. Nach der Ankunft am Zielort können die Daten des Sensors dann relativ einfach und schnell analysiert werden. Daraus erhoffen sich die Wissenschaftler Aufschlüsse über den Temperaturverlauf während des Transports. Eine wichtige Information, vor allem auch aus versicherungstechnischen Gründen: Sollte eine Lieferung nicht den Qualitätsansprüchen genügen, lässt sich mit Hilfe des Sensors beispielsweise eruieren, an welcher Stelle in der Lagerungs- und Transportkette etwas schief gelaufen ist. Zurzeit laufen Feldtests bei Agroscope in Wädenswil.

Spione entstehen im 3D-Drucker

Es existieren bereits separate Sensoren für die Apfelsorte Braeburn und Jonagold, die Kent-Mango, für Orangen sowie für die klassische Cavendish-Banane. Um die Eigenschaften der einzelnen Fruchtsorten nachbilden zu können, wird das Obst geröntgt. Ein Computeralgorithmus erstellt daraus die durchschnittliche Form und Beschaffenheit der Frucht.

Aus der Literatur oder aus eigenen Messungen bestimmen die Forschenden dann die genaue Zusammensetzung des Fruchtfleisches (meist eine Kombination aus Wasser, Luft und Zucker) und bilden diese im Labor im exakten Verhältnis nach – allerdings nicht mit den Originalzutaten, sondern aus einem Mix aus Wasser, Kohlenhydraten und Polystyrol. Mit diesem Gemisch wird die fruchtförmige Schalung des Sensors befüllt. Die Schalungen entstehen dabei im 3D-Drucker. Im Inneren dieser künstlichen Frucht wird der eigentliche Sensor platziert, der Daten wie die Kerntemperatur aufzeichnet.

Für die regelmäßige Umsetzung des Projekts im realen Containerbetrieb werden mögliche Industriepartner gesucht, die die Frucht-Spione herstellen. Die Kosten sind überschaubar: Schätzungen zufolge belaufen sie sich pro Sensor auf unter 50 Franken (ca. 46 Euro).  

Quelle: Empa