KMU-innovativ Photoionisations-Reaktor-Inlineanalyse für Moderne Lebensmittelröstung (PRIMo)

Motivation
Die Lebensmittelröstung, beispielsweise von Kaffeebohnen, basiert bislang überwiegend auf Zeit- und Temperatursteuerung. Chemische Echtzeitinformationen zum Prozess fehlen. Zudem versprechen Röstungen bei erhöhtem Druck die Erzeugung von interessanten Aromaprofilen, die bei Umgebungsdruck nicht erzielt werden können. Weiterhin kann durch Druckprofile der Röstprozess reproduzierbarer umgesetzt werden. So wird Druck zur neuen Stellgröße für Geschmack, Qualität und Sicherheit. Eine Röstung mit reproduzierbaren Profilen mit weniger Fehlchargen wird somit ermöglicht.

Ziele und Vorgehen
Ziel des KMU-innovativ Projekts PRIMo ist die Entwicklung eines Photoionisations-Reaktors mit Inlineanalyse, in dem der Prozess ständig mit Lichtbasierten Messungen datenbasiert überwacht wird. So lässt sich während der laufenden Röstung erkennen, wie sich die chemische Zusammensetzung und Aromabildung verändert. Dazu wird ein Demonstrator konstruiert, der die Analyse von Röstgasen bei variierenden Druck-/Temperaturprofilen ermöglicht. Auf Basis dieser Daten entstehen „Aroma-Fingerabdrücke“ sowie Modelle zur Vorhersage von Röstgrad und Geschmack. Das System wird durch Versuchsplanung, Sensor-Kalibrierung und Pilotchargen validiert und in eine bedienfreundliche Steuerung integriert.

Innovationen und Perspektiven
PRIMo ermöglicht erstmals eine druckgeführte Röstung mit Echtzeit-Aromamessung und automatischer Regelung. Der Nutzen zeigt sich in stabileren Geschmacksprofilen, reproduzierbarer Qualität und verkürzter Produktentwicklung. Das neue Verfahren verspricht eine höhere Ausbeute bei gleichzeitig weniger Ausschuss, Zeit und Energie. Zudem wird die Qualität nachvollziehbar dokumentiert. Die einzelnen Module aus Reaktor, Sensorik, Modelle/Regler sind skalierbar und als Software bzw. Algorithmen lizenzierbar. Das Verfahren ist übertragbar auf Produkte, wie Kakao, Nüsse und Soja, Getreide, Tee, Gewürze und weitere thermische Veredelungen in der Lebensmittelindustrie. Als langfristige Perspektive ist der Weg zum digitalen Zwilling der Röstung denkbar.

• Dustec Hochdrucktechnik GmbH
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• Universität Rostock