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ams OSRAM nutzt multispektrale Sensorik, um Lebensmittelverschwendung zu reduzieren

Mithilfe von sichtbaren (VIS), nahinfraroten (NIR) und kurzwelligen Infrarotspektren (SWIR) sorgt das Unternehmen für bedeutende Veränderungen in der Agrar- und Lebensmittelindustrie und sorgt so für eine bessere Qualitätskontrolle und Abfallreduzierung in der gesamten Lieferkette.

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ams OSRAM nutzt multispektrale Sensorik, um Lebensmittelverschwendung zu reduzieren

Die Verschwendung von Lebensmitteln ist eine dringende Herausforderung, die sowohl die Umwelt als auch die Wirtschaft in Ländern rund um den Globus belastet. Aktuelle Zahlen belegen, dass bis zu ein Drittel der weltweit produzierten Lebensmittel verschwendet wird oder im Abfall landet. Die Folgen sind gravierend: Ressourcenverbrauch, Treibgasemissionen sowie finanzielle Verluste, die völlig unnötig sind! Deshalb engagiert ams OSRAM sich dafür, diese Probleme durch fortschrittliche Sensortechnologien direkt anzugehen. Multispektrale Sensorlösungen von ams OSRAM treiben bedeutende Veränderungen in Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie voran: Sie ermitteln ideale Erntezeiten, ermöglichen eine bessere Qualitätskontrolle –- und wirken so der Verschwendung von Lebensmitteln in der gesamten Lieferkette entgegen.

Bei den Photonics Days Jena 2024 präsentierte ams OSRAM die neuesten Fortschritte auf dem Gebiet der Multispektralsensor-Technologie und demonstrierte, wie Lösungen des Unternehmens dazu beitragen, die Produktion und das Management von Lebensmitteln zu transformieren. Durch präzise Echtzeitdaten zum Reifegrad und zur Qualität von Obst versetzen wir die Akteure in den entsprechenden Branchen in die Lage, fundierte, nachhaltige Entscheidungen zu treffen, die sowohl den Betrieben selbst als auch unserem Planeten zugutekommen.

Multispektraltechnologie, um der Lebensmittelverschwendung den Kampf anzusagen
Das Verderben und die Verschwendung von Lebensmitteln belasten die globale Umweltbilanz und verursachen 4,4 % der weltweiten Treibhausgasemissionen. Lösungen von ams OSRAM zur Beseitigung ineffizienter Ernteprozesse, sowie beim Umgang mit Lebensmitteln in der Zeit danach und während des Vertriebs, können wesentlich dazu beitragen, Verschwendung einzudämmen. Die Multispektralsensor-Technologie des Unternehmens bietet dazu eine leistungsstarke Antwort: Sie hilft, den optimalen Erntezeitpunkt zu ermitteln und die Qualität von Lebensmitteln während der Lagerung und des Transports sicherzustellen.

Dazu analysieren Multispektralsensoren von ams OSRAM die molekulare Zusammensetzung von Obst auf Basis des Reflexionsgrads von Licht bei bestimmten Wellenlängen. Diese non-invasiven Sensoren verfolgen kritische molekulare Veränderungen, wie etwa den Abbau von Chlorophyll oder die Akkumulation von Carotinoiden, und liefern so präzise, detaillierte Aussagen zur Reifung.

Die wissenschaftliche Grundlage: spektrale Einblicke in den Reifeprozess
Multispektralsensoren von ams OSRAM nutzen sichtbare (VIS-), Nahinfrarot- (NIR-) und kurzwellige Infrarot- (SWIR-)Spektren zur Überwachung maßgeblicher Pigmente und Moleküle, wie zum Beispiel Chlorophyll, Anthocyane, Carotinoide, Wasser und Kohlenstoff-Wasserstoff-Verbindungen. Während die Früchte reifen, entwickeln sich diese molekularen Bestandteile weiter, was mit den Sensoren des Unternehmens präzise gemessen werden kann.

In einer umfassenden Studie über einen Zeitraum von 18 Wochen haben Forscher von ams OSRAM den Reifeprozess von Äpfeln der Sorte Gala, Tomaten und Bananen untersucht. Anhand spektroskopischer Daten konnten eindeutige Marker bei maßgeblichen Wellenlängen identifiziert werden, die den optimalen Erntezeitpunkt und Reifezustand anzeigen:
  • Chlorophyll (670 nm): Der Reflexionsgrad nimmt mit zunehmender Reifung der Früchte ab, was auf den Abbau von Chlorophyll hinweist.
  • Anthocyane (550 nm): Diese Pigmente, die dem Obst seine rote und purpurne Schattierung verleihen, erscheinen mit zunehmender Reifung der Früchte ausgeprägter.
  • Carotinoide (480 nm): Carotinoide erzeugen gelbe und orange Farben, die sich intensivieren, je mehr das Obst reift.
  • Wasser und Stärke (970 – 1190 nm): Diese Faktoren bieten Einblicke in interne Veränderungen, wie etwa Wasserverlust und Stärkeumwandlung, die für die Überwachung der Fruchtqualität während der Lagerung entscheidend sind.
Sensoren von ams OSRAM verfolgen diese Wellenlängen und ermitteln den Reifegrad verschiedener Obstsorten mit bisher unerreichter Präzision. So können Produzenten ihre Früchte zum perfekten Zeitpunkt ernten, um deren Qualität zu erhalten und Verluste zu reduzieren.

Praktische Anwendungen: vom Feld zum Verbraucher
Im Mittelpunkt dieser Innovationen steht der Multispektralsensor AS7341: Dieser kompakte, kosteneffektive Sensor erfasst Echtzeitdaten über acht Kanäle im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums (VIS) sowie einen Kanal im Nahinfrarot-Spektrum (NIR) – und eignet sich für den Einsatz in vielen unterschiedlichen Branchen. Die wegweisende Multispektralsensor-Technologie des AS7341 liefert umsetzbare Erkenntnisse in jeder Stufe der Nahrungsmittelversorgungskette:
  • Landwirtschaft: Intelligente Erntesysteme sind in der Lage, den idealen Zeitpunkt für die Obsternte zu bestimmen. So verringern sie das Risiko einer Überreife der Früchte auf dem Feld und helfen zu verhindern, dass Lebensmittel während des Transports verderben.
  • Verarbeitung und Sortierung: Automatische Sortiersysteme können Früchte anhand ihrer inneren Qualität anstatt ihres äußeren Erscheinungsbilds kategorisieren. Damit steigern sie die Effizienz und senken den Ausschuss in Verarbeitungsbetrieben.
  • Einzelhandel und Vertrieb: Supermärkte und Distributionszentren können den Frischegrad von Produkten in Echtzeit überwachen. So ist sichergestellt, dass nur Produkte in höchster Qualität in den Regalen landen.
  • Geräte für Verbraucher: Tragbare Geräte mit Multispektralsensoren könnten Verbraucher unterstützen, Obst mit dem perfekten Reifegrad auszuwählen, um dem Wegwerfen von Lebensmitteln in ihrem Haushalt vorzubeugen.
Das Potenzial für den Einsatz der Multispektralsensor-Technologie in der Lebensmittelindustrie ist in der Tat riesig. Sensoren von ams OSRAM sind in der Lage, Abfallmengen zu reduzieren, die Produktqualität zu verbessern und die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern. Sie bieten eine skalierbare, kosteneffektive Lösung, die Landwirte, Lebensmittel verarbeitende Betriebe und Einzelhändler gleichermaßen unterstützt. Mit unseren Sensoren können Betriebe ihre Arbeitsabläufe optimieren, die Qualitätskontrolle verbessern – und einen wesentlichen Beitrag zu den weltweiten Bemühungen um Nachhaltigkeit leisten.

Ausblick in die Zukunft: Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft
Die Photonics Days Jena 2024 boten faszinierende Einblicke in die Forschung auf dem Gebiet der Multispektralsensorik und verdeutlichten die Transformationskraft der Photonik im Kampf gegen die Verschwendung von Lebensmitteln. Innovative Sensortechnologien von ams OSRAM unterstützen Betriebe dabei, ihre Effizienz zu steigern und die Zukunft einer nachhaltigeren Lebensmittelproduktion voranzutreiben. ams OSRAM bietet die Grundlage für datengestützte Entscheidungen in Echtzeit – für eine nachhaltige Nahrungsmittelversorgung zukünftiger Generationen.

Denn unsere Vision ist klar: die Kraft des Lichts zu nutzen für eine intelligentere, nachhaltigere Welt. Die Nachfrage nach effizienten, umweltfreundlichen Lösungen wächst – und ams OSRAM wird auch in Zukunft an der Spitze der technologischen Innovation stehen und Produkte erschaffen, die Unternehmen in allen Branchen konkreten Nutzen bieten. Gemeinsam können wir der Verschwendung von Lebensmitteln Einhalt gebieten, die Qualität verbessern und den Weg in eine hellere, nachhaltigere Zukunft bereiten.

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