Das Problem im LEH: Lebensmittelverschwendung durch reaktive Qualitätskontrolle

Bisher erfolgt die Qualitätsprüfung im Lebensmitteleinzelhandel meist reaktiv beim Wareneingang im Zentrallager. Zu späte Erkenntnisse über den tatsächlichen Reifegrad führen zu logistischen Ineffizienzen, unvorhersehbaren Qualitätsabweichungen und vermeidbarem Verderb (Food Waste). GIMAT bricht mit diesem Prinzip durch einen vorausschauenden, datenbasierten „From Field to Fork“-Ansatz.

Der blinde Fleck: Kontinuierliche Reifeprozesse in der Lieferkette

Da sich das sensible Verhältnis von Süße (Brix-Wert) und Säuregehalt auf dem Transportweg vom Feld bis ins Supermarktregal durch natürliche Reifeprozesse kontinuierlich verändert, greift eine einmalige Kontrolle zu kurz. Das Pilotprojekt etabliert daher messbare Kontrollpunkte entlang der gesamten Kette: von der Bestimmung der Pflückreife über den Wareneingang im Zentrallager bis hin zur Genussreife im Markt. Die Entwicklungspartner bringen hierbei ihre operativen Daten ein, um die KI mit realen Logistik- und Reifeszenarien zu trainieren.

Die Basis: Berührungslose, sekundenschnelle Qualitätsmessung auf allen Stufen
Mit mobiler, zerstörungsfreier Infrarot- und digitaler Messtechnik von ATAGO – wie den innovativen Infrarot-Refraktometern der Serie ATAGO HIKARi oder den digitalen Modellen der PAL-BX|ACID-Serie – erfassen Erzeuger die entscheidenden Qualitätsparameter vollkommen berührungslos direkt am Strauch oder Baum. Das System erfasst das entscheidende Zusammenspiel aus Brix-Wert und Säure ganzheitlich. Da die Messung mit diesen Hand-Refraktometern innerhalb von Sekunden erfolgt, kann dieses Verfahren ebenso einfach und blitzschnell auf allen nachgelagerten Stufen der Transportkette eingesetzt werden. Sämtliche Messgeräte sind digitale Geräte mit integrierter NFC-Technologie (Nearfield Communication): Die erfassten Daten werden ganz einfach per Smartphone aus dem ATAGO-Gerät in eine App „rübergezogen“ und von dort direkt in die Cloud übertragen. Die ermittelten Werte stehen somit ohne manuellen Aufwand sofort vollständig digitalisiert zur Verfügung.

Die Vision: Gemeinsame Cloud für maximale Planungssicherheit

Für die softwareseitige Umsetzung nutzt GIMAT ein eingespieltes Netzwerk und greift auf einen langjährigen Technologiepartner zurück, mit dem bereits erfolgreich Großprojekte in anderen Industriebranchen realisiert wurden. Die Felddaten werden nahtlos in eine smarte Cloud-Plattform hochgeladen. In dieser Cloud entsteht der entscheidende gemeinsame Mehrwert für die Transparenz der Lieferkette: Sowohl der Erzeuger als auch der Abnehmer im Lebensmitteleinzelhandel erhalten gleichberechtigten Zugriff auf dieselben Echtzeit-Reifekurven. Diese lückenlose, digitale Transparenz erhöht die Planungssicherheit für beide Seiten signifikant:

• Konkreter Mehrwert für landwirtschaftliche Betriebe & Erzeugergenossenschaften: Agrarbetriebe belegen ihre Erntequalität lückenlos, reduzieren Reklamationen beim Abnehmer durch objektive Daten und positionieren sich als digitale Premium-Lieferanten mit verlässlichen Lieferzusagen.
• Konkreter Mehrwert für den Lebensmitteleinzelhandel (LEH): Einkäufer und Logistiker können Transporte exakt „Just-in-Time“ steuern, bevor die Ware verdirbt. Das senkt die Abschreibungen im Markt drastisch, optimiert die Regal-Frische und bietet Verbrauchern eine garantierte, gleichbleibende Fruchtqualität.

Starke Technologie-Allianz als Fundament

Dass dieses Innovationsprojekt die Schnittstelle vom Feld in die Cloud besetzen kann, liegt an der Kombination der Kompetenzen: Die GIMAT GmbH ist das einzig autorisierte und zertifizierte ATAGO Service Center in Deutschland sowie in ganz Zentral- und Nordeuropa. Das Unternehmen agiert somit nicht als reiner Händler, sondern versteht die hochpräzise optische und digitale Messtechnik des weltweit führenden Herstellers ATAGO (Japan) bis in die physikalische Tiefe. Diese verfahrenstechnische Expertise bildet das Fundament für die Entwicklung moderner Datenschnittstellen.

Gemeinsam mit der bewährten Software- und Cloud-Architekturkompetenz des langjährigen Entwicklungspartners werden die Datenströme gebündelt. So entsteht das KI-gestützte Vorhersagemodell, das die Felddaten im Zusammenspiel mit Klimadaten digital prognostiziert.

Aufruf zur Entwicklungspartnerschaft: Die Zukunft des AgTech-Handels mitgestalten

Um diese vernetzte, KI-gestützte Lieferkette von der ersten Zeile Code an praxisnah und bedarfsgerecht zu entwickeln, sucht GIMAT nun eine echte Entwicklungspartnerschaft mit einem zukunftsweisenden Handelsunternehmen und ambitionierten Erzeugern. Die gesuchten Partner bringen somit ihre wertvolle Anwendungsseite ein, um die digitale Lieferkette der Zukunft aktiv mitzugestalten und sich exklusive Marktvorteile zu sichern.

Kontakt für Projekt- und Partnerschaftsanfragen:

Interessierte Handelsunternehmen (Innovationsteams/Einkauf) und Erzeugergenossenschaften wenden sich bitte direkt an den Geschäftsführer Dr.-Ing. Volker Koschay:
E-Mail: volker.koschay@gimat.de
Web: www.gimat.de)

Das unsichtbare Drama am Freitagabend

Kläranlagen schlafen nie. Doch ihr wichtigster Motor – die Milliarden von Mikroorganismen im Belebungsbecken – lebt im Rhythmus der lokalen Industrie. Unter der Woche ist die Welt auf der betroffenen Kläranlage noch in Ordnung: Zwei Großbrauereien leiten ihre Produktionsabwässer ein. Für die Bakterien ist das ein Festmahl. Sie stürzen sich auf den gelösten Kohlenstoff und nutzen diese Energie, um den umweltschädlichen Phosphor ganz natürlich und biologisch aus dem Wasser zu eliminieren (Bio-P-Elimination).

Doch pünktlich zum Wochenende oder an Feiertagen folgt der Schock: Die Produktion in den Brauereien stehen still, der Abwasserstrom von diesen Einleitern reißt ab. Auf der Kläranlage bricht schlagartig eine biologische Hungersnot aus. Ohne den gewohnten Kohlenstoff stellt die Mikrobiologie die Arbeit ein. Der natürliche Phosphorabbau kollabiert.

Die Konsequenz ist fatal: Der Phosphor-Gesamtwert (P_ges) am Ablauf der Anlage steigt unkontrolliert an. Selbst eine hastig hochgefahrene, chemische Fällung mit Eisensalzen konnte die strengen behördlichen Grenzwerte in der Vergangenheit oft nicht abfangen. Die Anlage stand regelmäßig mit dem Rücken zur Wand.

Ethanol: Der teure Rettungsanker

Die verfahrenstechnische Rettung für hungrige Bakterien klingt simpel: Man füttert sie künstlich mit einer externen Kohlenstoffquelle – hochreinem Ethanol. Es wirkt wie flüssiges Kraftfutter und bringt den biologischen Motor sofort wieder auf Touren.

Doch Ethanol hat eine Schattenseite: Es ist extrem teuer.
Bisher glich die manuelle Dosierung einem riskanten Blindflug:

• Dosiert man zu spät, schießen die Phosphorwerte ins kritische Rot. Neben einer Pflichtverletzung zur Einhaltung der Grenzwerte besteht für Kläranlagenbetreiber die Gefahr, dass die Aufsichtsbehörde „auf der Matte steht“.
• Dosiert man zu lang (etwa weil die Brauereien viel früher als gedacht wieder Kohlenstoff liefern), verbrennt die Anlage Tausende Euro für ungenutzte Chemie.

Auch eine starre Zeitschaltuhr versagt hier völlig. Die Anlage brauchte dringend „Augen“, um den Hunger der Bakterien in Echtzeit zu sehen.

Der digitale Blick auf das Wohlbefinden der Bakterien

Genau hier setzt die Lösung von GIMAT an. Statt auf Verdacht zu dosieren, installierte das Team ein SENTRY Zwei-Sonden-System. Das Prinzip ist revolutionär: Auf den Sonden wächst ein hauchdünner Biofilm aus den Original-Bakterien der Kläranlage. Wenn diese Mikroorganismen den verfügbaren Kohlenstoff verstoffwechseln, erzeugen sie minimale elektrische Ströme. Das System misst also im Minutentakt den tatsächlichen „Herzschlag“ und das Nahrungsangebot der Biologie.

Um das Wochenend-Dilemma zu knacken, wurden die Sonden als strategisches Duo platziert:

• Sonde 1 im Zulauf (nach der Vorklärung): Sie fungiert als digitaler Wachposten. Sie sieht sofort, wenn die nahrhafte Brauereifracht am Wochenende ausbleibt oder am Montag die erste Welle wieder anrollt.
• Sonde 2 in der anaeroben Zone (Bio-P-Stufe): Sie misst direkt die Aktivität der Phosphor-Bakterien. Sie meldet der Leitwarte in Echtzeit: „Achtung, wir hungern, der Abbau droht zu kippen!“ oder „Wir sind satt, Fütterung einstellen!“

Punktlandung: Vollgas und Vollbremsung im richtigen Moment

Das Ergebnis in der Praxis ist ein Paradebeispiel für moderne, datenbasierte Abwasserwirtschaft. Die Ethanol-Dosierung folgt heute nicht mehr dem Kalender, sondern dem echten biologischen Bedarf:

1. Sichere Grenzwerte: Signalisiert das SENTRY-Duo den Kohlenstoffmangel, startet die Ethanol-Zugabe vollautomatisch und exakt dosiert. Der biologische Phosphorabbau läuft lückenlos weiter, die Ablaufwerte bleiben stabil unter den strengen Grenzwerten.
2. Die automatische Reißleine: Sobald die Brauereien nach dem Wochenende wieder produzieren und der natürliche Kohlenstoff die Anlage erreicht, schlägt die Zulaufsonde sofort an. Die Ethanol-Pumpe stoppt augenblicklich. Kein einziger teurer Liter wird verschwendet.

Fazit: Investition, die sich von selbst bezahlt

Die Erfolgsgeschichte zeigt: Nachhaltiger Gewässerschutz und wirtschaftliche Betriebsführung sind kein Widerspruch. Mit dem SENTRY-System von GIMAT schaut der Klärwärter nicht mehr in den Rückspiegel, sondern steuert die Anlage vorausschauend. Durch die enorme Einsparung beim teuren Ethanol amortisiert sich das reagenzien- und wartungsfreie System in kürzester Zeit – und sorgt für entspannte Gesichter in der Leitwarte, auch am Wochenende.

Hybrides Prinzip: wirtschaftlich, skalierbar, zukunftssicher

DOSIMETRIX vereint digitale Messgeräte, eine moderne Fluidmanagement‑Software und den automatischen Mischer/Dosierer eMix1500 zu einem integrierten System. Die Füllstände in den Maschinentanks werden in Echtzeit und digital erfasst, die Kernprozesse Mischung und Dosierung laufen automatisiert ab. Kritische Qualitätsmessungen wie Ölkonzentration und pH‑Wert bleiben dagegen bewusst in der Verantwortung von geschultem Personal. Dieses hybride Konzept erlaubt es Betrieben, Automatisierungs‑ und Investitionsstufen flexibel zu staffeln — vom Pilotprojekt an einer einzelnen Maschine bis zur vernetzten Hallenlösung.

Sofort konkreter Nutzen für den Mittelstand

• Kurzfristige Einsparungen: Reduzierter KSS‑Verbrauch und weniger Werkzeugverschleiß senken laufende Kosten spürbar.
• Finanzierbare Einführung: Modulare Komponenten ermöglichen gestaffelte Ausgaben und schnelle Amortisation durch direkte Verbrauchsreduktion.
• Skalierbarkeit: Offene Architektur und Integrationsfähigkeit erlauben späteren Ausbau bis zur Vollautomatisierung ohne Systemwechsel.
• Nachweisbarkeit: Durchgängige Dokumentation unterstützt Compliance‑Anforderungen (z. B. TRGS‑611) und erleichtert Audits.

„DOSIMETRIX wurde so entwickelt, dass Betriebe schrittweise beginnen können — mit überschaubaren Kosten und sofort messbaren Einsparungen. Für viele Mittelständler ist das der ökonomisch sinnvollste Weg zur digitalen Automatisierung ihres Kühlmittelmanagements,“ sagt Dr. Volker Koschay, Geschäftsführer GIMAT.

Partnerrollen von GIMAT und Brisco klar definiert

Brisco stellt die bewährte Misch‑ und Dosiertechnik eMix1500 als technisches Herzstück von DOSIMETRIX. GIMAT integriert Brisco’s Technologie zusammen mit Sensorik, Software und weiteren Komponenten zu einer schlüsselfertigen Lösung und ist für das System DOSIMETRIX exklusiver Systemintegrator sowie alleiniger Vertriebspartner und Servicekontakt in Deutschland und den Benelux‑Staaten.

Jürgen Gosch, Geschäftsführer Brisco Systems: „Kurz gesagt: Wir liefern die Misch‑ und Dosiertechnik; GIMAT ist Ansprechpartner für den Kunden und sorgt dafür, dass die Technologie beim Kunden als vollständiges, einsatzbereites System funktioniert.“

Über GIMAT Liquid Monitoring

GIMAT mit Sitz in Polling (Bayern) verfügt über mehr als 50 Jahre Erfahrung in Messtechnik für Flüssigkeiten. Das Unternehmen entwickelt, produziert und vertreibt Messsysteme und Fluidmanagement‑Lösungen, es ist u.a. auch einziges zertifiziertes ATAGO-Service Center in Zentraleuropa, autorisierter Händler für ATAGO-Messtechnik sowie Systemintegrator und Premiumpartner der Fluidmanagement-Software FLUIDAS.

Über Brisco Systems

Brisco Systems ist ein schweizerischer Spezialist für Misch‑ und Dosiertechnik mit langjähriger Erfahrung in der automatisierten Emulsionsbildung. Das Unternehmen liefert robuste Komponenten und Lösungen für industrielle Fluidprozesse.

Weitere Informationen: Automatisierung KSS Fluidmanagement – GIMAT Liquid Monitoring

GIMAT Liquid Monitoring mit Sitz im südbayerischen Polling ist Anbieter von Komplettlösungen zur Überwachung von Kühlschmierstoffen. Dazu zählen Messgeräte für pH-Wert, Temperatur, Leitfähigkeit, Füllstand und Druck. Darüber hinaus ist die Firma ATAGO-Vertriebspartner und das einzige zertifizierte ATAGO-Service Center in Deutschland. Aus dem Hause ATAGO stehen spezielle Refraktometer zur Verfügung, von Handmessgeräten bis hin zu automatisch arbeitenden inline-Messgeräten. Mit diesen kann die Ölkonzentration und Brix gemessen werden. Das Besondere ist, dass alle Messgeräte eine kabellose Kommunikation ermöglichen, was speziell für Nachrüstungen sowohl in kleinen als auch in großen Betrieben von Vorteil ist.

FLUIDAS ist ein Fluidmanagementsystem von SD NORD mit Sitz in Rostock. Das App- und webbasierte System erfüllt alle Anforderungen der Kunden nach Dokumentation, Darstellung, Auswertung und kosteneffizienter und sicherer Planung. Hierbei wurde besonderer Wert auf praxisorientierte, einfache Arbeitsprozesse gelegt.

„Kunden fragen uns immer, wo sie mit ihren Messwerten hinsollen und ob wir Möglichkeiten anbieten, die Daten papierlos zu dokumentieren“, sagt Dr. Volker Koschay, Geschäftsführer von GIMAT Liquid Monitoring. „Bisher konnten wir die Kundenbedürfnisse nach einer durchgängigen Lösung nicht befriedigen. Das hat sich mit FLUIDAS geändert“, so Koschay. „Uns ging es ganz genauso, nur andersherum“, ergänzt Lars Löhner, Geschäftsführer von SD NORD. „Unsere Kunden haben uns nach Messtechnik gefragt, die kompatibel mit unserer Software FLUIDAS ist. Jetzt haben wir das, was der Kunde braucht“, so Löhner weiter. „Lästiges Ein- und Abtippen von Messwerten braucht´s nicht mehr“.

SD NORD hat ab sofort die passende Messtechnik von GIMAT im Programm und GIMAT die FLUIDAS-Software. Beide Unternehmen können somit ihren Kunden alles aus einer Hand anbieten.

Weiterführender Link:

https://www.gimat.de/portfolio/kuehlschmierstoffe/

Über SDNORD Systeme & Dienste GmbH und FLUIDAS

Das Unternehmen mit Sitz in Rostock verfügt über 20-jährige Erfahrung in der Software- und Systementwicklung von Systemen für das Fluidmanagement. SDNORD ist weltweit tätig.

Wie seine Vorgänger beruht die Funktionsweise des EcoMetrix_COD auf der von GIMAT 1988 patentierten und stets weiterentwickelten H202/UV-Methode. Sie sorgt dafür, dass ungiftiges Wasserstoffperoxid (H2O2) unter Aktivierung von UV-Licht seine hoch oxidative Wirkung entfaltet.

Neu beim EcoMetrix_COD ist, dass die Ansprechzeit des CSB-Analysators im Vergleich zu den Vorgängermodellen halbiert werden konnte. Eine Messung dauert nur noch ca. 10 min. Das EcoMetrix_COD ist somit sehr gut in solchen Anwendungen einsetzbar, wo sich CSB-Werte schlagartig ändern. Das EcoMetrix_COD ist daher sehr gut für steuer- und regelungstechnische Aufgaben, z. B. Schließen eines Schiebers, geeignet. Darüber hinaus ist die Pausenzeit zwischen zwei Messungen einstellbar. So ist z. B. am Kläranlagenauslauf, an dem sich die CSB-Werte nur sehr langsam ändern, eine äußerst verbrauchsarme und kostengünstige online-Messung möglich.

Ebenfalls neu ist die selbstständige Messbereichswahl bei CSB-Werten zwischen 200 bis 20.000 mg/l. Damit einher geht ein deutlich reduzierter Reagenzverbrauch, speziell bei der Messung kleiner Werte. Das spart Arbeitszeit beim Ansetzen des Reagenz sowie Kosten. Auch hinsichtlich der übrigen Wartung ist das EcoMetrix_COD sehr einfach und setzt neue Maßstäbe.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Das neue EcoMetrix_COD von GIMAT richtet sich an Anwender in kommunalen Kläranlagen, aber auch an solche, wo Abwasser aus der Papierindustrie, Getränke- und Lebensmittelindustrie sowie Chemie auf den CSB überwacht werden muss. „Gerade auf Kläranlagen ist das EcoMetrix_COD auch eine Alternative zu aufwändigen und sehr teuren TOC-Analysatoren, die bisher oftmals anstelle eines CSB-Geräts eingesetzt werden“, sagt Dr. Volker Koschay, Geschäftsführer GIMAT Liquid Monitoring.

Mehr Infos: CSB-Analysator EcoMetrix_COD – GIMAT Liquid Monitoring

GIMAT präsentiert das EcoMetrix_COD auf der IFAT 2024 in München (13. – 17. Mai 2024), Halle C1, Stand 300

Zur Metallbearbeitung werden oft wassermischbare Kühlschmierstoffe (KSS) eingesetzt. Diese bestehen aus einem Gemisch aus Wasser und Konzentrat, das aus Öl und Zusätzen besteht. Bei der Pflege eines Kühlschmierstoffs wird von Anwendern das Augenmerk auf den Ölgehalt gelegt, um eine gleichbleibend hohe Qualität bei der Bearbeitung von Werkstücken sicherzustellen.

Die Überprüfung von Kühlschmierstoffen auf ihren richtigen Öl-Gehalt erfolgt üblicherweise mit Refraktometern. Refraktometer nutzen den Effekt, dass ein Lichtstrahl bei Eintritt in eine Lösung oder Emulsion in Abhängigkeit von deren Dichte bzw. Konzentration gebrochen wird. Die Stärke der Lichtbrechung wird in Refraktometern automatisch erfasst. Das Ergebnis der Messung ist ein Brix-Wert.

Bisher mussten die Anwender die gemessenen Brix-Werte durch Multiplikation mit dem herstellerspezifischen Refraktometerfaktor in die Öl-Konzentration umrechnen. Beim neuen CM-BASE α 101-S kann der Refraktometerfaktor eines Konzentrats hinterlegt werden und das Gerät rechnet selber um, auch eine Offsetfunktion ist integriert. An der digitalen Anzeige des CM-BASE α 101-S wird der Messwert dem Anwender direkt als Öl-Konzentration in % angezeigt. Lästige und fehlerbehaftete Umrechnungen entfallen somit.

Neben einer Vor-Ort-Anzeige hat das ATAGO Prozessrefraktometer CM-BASE α 101-S Schnittstellen zur Echtzeit-Übertragung der Messwerte. Somit kann eine Signalverarbeitung der Öl-Konzentration in einer lokalen Steuerung und/oder eine Übertragung an eine cloud-basierte Lösung, die ebenfalls von GIMAT Liquid Monitoring angeboten wird, erfolgen.

Herzstück des SENTRY Messsystems ist ein innovativer Bio-Sensor, der fortwährend die biologische Aktivität einer Kläranlage misst. Mit Hilfe des SENTRY-System verschafft sich der Kläranlagenbetreiber ein tiefergehendes Verständnis für verschiedene Probleme, die bei Kläranlagen regelmäßig auftreten und kann handeln. Typische Einsatzgebiete der innovativen Sondentechnik sind der Schutz bei toxischen Stoffen im Zulauf, Erkennung von Stoßbelastungen im Zulauf, energetische Optimierung der Belüftung, durch Optimierung der Denitrifikation und die Verbesserung der Bio-P Elimination. 

Funktion und Vorteile des innovativen Abwasser-Sensors

Der SENTRY Bio-Sensor wird direkt im Gerinne oder Becken einer Kläranlage installiert. Nach der Installation beginnt auf dem Sensor ein Biofilm mit Bakterien zu wachsen, die sich auch im jeweiligen Abwasser befinden. Einige dieser Bakterien geben bei ihrer Stoffwechsel-Aktivität Elektronen frei. Der dadurch entstehende Stromfluss entspricht der Aktivität der Bakterien und wird vom Messsystem erfasst. Diese Methode zur Messung der biologischen Aktivität ist in der Abwassertechnik einzigartig und patentiert (US-Patent 11,352,272). Vorteil der SENTRY-Sonde ist, dass sich auf dem Sensor dieselben Bakterien ansiedeln, die auch an der Abwasserreinigung beteiligt sind. Anders als bei anderen Messsystemen, die oft mit „künstlicher” Biologie arbeiten, spiegeln die Messwerte der SENTRY-Sonden die biologische Aktivität der Bakterien wider, wie sie auf der Kläranlage vorkommen und die an die oft speziellen Lebensumstände dort angepasst sind.

Die Messung mit dem SENTRY-Sensor findet ohne Chemikalien oder Reagenzien statt. Der Einbau eines SENTRY-Sensors erfolgt direkt im Medium, eine Pumpe oder eine Probenaufbereitung werden nicht benötigt. Die Messwerte stehen minutenschnell zur Verfügung. Durch ein frühzeitiges Erkennen von Messwertänderungen kann auf Kläranlagen regelungstechnisch reagiert werden. Für jeden Sensor steht hierfür am Controller ein analoger Signalausgang zur Verfügung, um jede Messung z. B. an das Prozessleitsystem einer Kläranlage anzubinden.  

Der Controller des SENTRY-Systems erlaubt den Anschluss von bis zu vier Sensoren. Durch die Platzierung von mehreren Sonden in den verschiedenen Stufen einer Kläranlage kann der Betreiber sehr anschaulich Zusammenhänge zwischen Ursache und Wirkung erkennen. Darüber hinaus erlaubt das integrierte GSM-Modul die Übertragung der Messdaten an einen externen Server. Über ein Dashboard kann der Anwender auch von außerhalb der Kläranlage bequem auf sämtliche Messwerte zugreifen und somit z. B. Trends und Extremereignisse erkennen. 

Messeteilnahme 

GIMAT & SENTRY stellen aus: Sie finden uns auf der Messe „Tausendwasser 2023“, die am 15. und 16.03. in Berlin stattfindet: Stand 7.B 77. 

Über das Messprinzip mit exoelektrogenen Bakterien  

Die SENTRY-Elektrode besteht im Wesentlichen aus zwei kleinen Metall-Flächen, einer Kathode und einer Anode. Auf der Kathode wächst ein Biofilm mit exoelektrogenen Bakterien, die sich bereits im Zulauf einer Kläranlage befinden. Exoelektrogene Bakterien verwerten die im Abwasser reichlich vorhandenen organischen Substanzen und geben dabei über einen komplizierten Zellmechanismus überschüssige Elektronen nach außen ab. Es wird somit ein elektrischer Strom erzeugt, der in dem hochempfindlichen SENTRY-Sensor gemessen werden kann.

Über SENTRY Water Technologies 

Die Firma SENTRY Water Technologies ist ein Technologieunternehmen aus Kanada, gegründet 2013. Im März 2021 hat SKion Water, globaler Lösungsanbieter von Wasser- und Abwassertechnologien, eine Minderheitsbeteiligung erworben. SKion Water ist die Wassertechnologie-Beteiligungsgesellschaft der deutschen Unternehmerin Susanne Klatten. Neben innovativen Bio-Sensoren bietet SENTRY über sein Partnernetzwerk weltweit auch Hilfestellungen bei verfahrenstechnischen Optimierungen an. 

Inwiefern Pflanzen im biologischen Anbaubetrieb gesund wachsen und gedeihen und eine ertragreiche Ernte abgeben werden, lässt sich auf Basis verschiedener Faktoren prüfen: Abnehmender Krankheits- und Unkrautdruck sind gute Indikatoren. Allerdings fehlen dabei handfeste Zahlen. Humusaufbau und Nährstoffgleichgewichte sind sehr wichtige Parameter. Doch diese werden höchstens einmal jährlich mit der Bodenprobe festgestellt. Deshalb benötigen Landwirte, die sich für die regenerative Landwirtschaft entschieden haben, eine Möglichkeit, schnell, zuverlässig und regelmäßig zu prüfen, ob ihr Gemüse- und Getreideanbau erfolgreich verläuft. Genau dafür setzen sie als praktisches Hilfsmittel Hand-Refraktometer ein, mit denen sich in Gemüse und Pflanzensaft der Brix-Wert, also wieviel gelöster Zucker sich in einer flüssigen Lösung befindet, ermitteln lässt. Diese zuverlässige Effektivitätskontrolle durch die Brix-Messung ist wichtig, um bei innovativen Anbaumethoden die Wirkung zu überprüfen. Ansonsten können viel Arbeit und Geld verschwendet werden.

Einerseits misst man mit dem Refraktometer den Brix-Wert, den Zuckergehalt in den Blättern der Kulturpflanzen, und kann daraus Rückschlüsse ziehen auf deren Photosynthese-Aktivität und Gesundheit. So kann beispielsweise die Wirkung einer Kompostteegabe schon wenige Stunden nach der Anwendung kontrolliert werden. Andererseits kann bei Lagergemüse der Brix-Wert der Wurzel selber ermittelt werden, was eine Bewertung der eingelagerten Nährstoffe erlaubt. Für die Brix-Bestimmung und Abschätzung der Nährstoffaufnahme eignen sich besonders analoge Hand-Refraktometer, mit denen man sofort das Ergebnis ablesen kann. Robust und mit automatischer Temperaturkompensation ausgestattet kann damit auch bei "Wind und Wetter" auf dem Feld gemessen werden.

Durchführung und Interpretation der Messwerte

Bevor man etwas messen kann, muss Saft aus der Pflanze extrahiert werden. Dazu werden die Pflanzen mit der Knoblauchpresse ausgepresst und falls erforderlich vorher mit einem Stabmixer oder Mörser angequetscht. Der so entstandene Saft kann direkt auf das Prisma eines Refraktometers gegeben und so der Gehalt an gelöstem Zucker optisch gemessen werden. In wachsenden Kulturen sind hohe Brix-Werte und unscharfe Brechungsgrenzen positiv zu beurteilen. Je unschärfer die im Refraktometer angezeigte Trennlinie ist, umso höher ist die Nährstoffaufnahme der Pflanze.

„Der Einsatz von Refraktometern gerade in biologischen Anbaubetrieben bietet viele Vorteile und rechnet sich vor allem auch wirtschaftlich, da der Nutzen den Gerätepreis und den geringen Zeitaufwand für die Durchführung einer Messung um ein Vielfaches übersteigt“, erklärt Dr. Volker Koschay, dessen Firma GIMAT Liquid Monitoring Refraktometer, abgestimmt auf die jeweiligen Bedarfe, vertreibt und zur passenden Auswahl und dem effektiven Einsatz berät.

Mehr Infos im Anwenderbericht vom Brunner Eichhof:

https://www.gimat.de/wp-content/uploads/Unorganisiert/Pflanzensaft-Analyse-Refraktometer.pdf

Immer mehr Eigentümer von privaten und gewerblich genutzten Immobilien und Gebäuden entscheiden sich dafür, das Dach oder die Fassade mit einer Solaranlage auszustatten, um unabhängiger von fossilen Brennstoffen zu werden, einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten und um langfristig Kosten zu sparen. Damit die Anlagen mit Vakuumröhren- oder Flachkollektoren maximal effizient, robust und langlebig sind, müssen sie regelmäßig gewartet und ihre Wärmeträger überprüft werden. Dabei empfiehlt es sich, neben der Konzentration des Frostschutzmittels auch den pH-Wert und die Leitfähigkeit im Blick zu behalten. Speziell für industriell oder gewerblich genutzte Gebäude empfiehlt Dr. Volker Koschay, Geschäftsführer von GIMAT Liquid Monitoring den dauerhaften Einsatz von inline-Messgeräten: «Dadurch kann eine Wartung durch Fachfirmen gezielt erst dann erfolgen, wenn abzusehen ist, dass eine solche erforderlich wird. Das spart dem Betreiber Kosten.»

Schäden rechtzeitig vorzubeugen spart hohe Kosten

Wärmeträger in Solaranlagen bestehen überwiegend aus Wasser. Aus Gründen des Frostschutzes wird diesem Glykol zugesetzt. Glykole bilden in Verbindung mit Sauerstoff jedoch sehr aggressive Substanzen gegenüber Metallen. Dem Glykol-Wassergemisch werden deshalb noch Korrosionsschutzinhibitoren zugesetzt. Wärmeträger in solarthermischen Anlagen sind auf Grund der zunehmenden Effizienz von Solarkollektoren immer stärkeren Temperaturbelastungen ausgesetzt. Es kommt zu thermischen Zersetzungen und einem Absinken der Glykol-Konzentration. Damit ein Wärmeträger aber dauerhaft seiner Aufgabe gerecht werden kann, müssen Mindestkonzentrationen eingehalten werden. Ansonsten sind Frostschutz und die korrosionshemmende Wirkung nicht mehr sichergestellt. Zudem besteht die Gefahr der Bildung von Mikroorganismen im System. Deren Abbauprodukte produzieren Säuren, welche Metalle angreifen und Verstopfungen an Filtern verursachen sowie zu schlechteren Wärmeübergangszahlen im System führen können.

Inline-Messgeräte machen automatische Überprüfungen möglich

Zur kontinuierlichen Überprüfung des Wärmeträgers und um Schäden an der Solaranlage rechtzeitig vorzubeugen, bietet GIMAT GmbH Liquid Monitoring spezielle inline-Messgeräte für den pH-Wert, die Leitfähigkeit und Konzentration des Frostschutzmittels an. Die Sensoren werden direkt in den Wärmeträgerkreislauf eingebaut und halten Drücken von bis zu 4 bar stand.

Vorteile durch Cloud-basierte Fernüberwachung der Wärmeträgerqualität

Die Messwerte werden von den Messgeräten direkt an eine von GIMAT bereitgestellte Cloud-Plattform geschickt. An diese kann eine Vielzahl anderer Messgeräte angebunden werden, wie z. B. solche zur Messung des Drucks und der Durchflussmenge des Wärmeträgers. Die Cloud ist darüber hinaus in der Lage, selbstständig Alarm- und Status-Meldungen per SMS und email zu versenden. Eigentümer eines Gebäudes, Facility Manager, Verwalter etc. haben damit die Qualität des Wärmeträgers einer Solarthermie-Anlage jederzeit voll im Blick.

GIMAT berät Anwender hinsichtlich der Auswahl und Installation geeigneter Messgeräte sowie der Parametrierung der Cloud-Plattform, um einen dauerhaft effizienten Betrieb von Solaranlagen sicherzustellen.

Mehr Informationen unter: https://www.gimat.de/portfolio/waermetraeger/