Kühlkettenmanagement (Fach) / Temperaturüberwachung (Lektion)

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• Möglichkeiten der Temperaturüberwachung konventionelle Thermometrie elektronische Datenlogger autarke Mikrosysteme Temeratur-Zeit-Indikatoren (TTIs)
• Vorraussetzung RFID für Einsatz in LM-Industrie drahtlose, möglichst richtungsunabhängige Datenübertragung vertretbare Anschaffungskosten geringe Störanfälligkeit Robustheit schnelle Datenübertragung und Datentransferrate große Lesereichweite Integration in oder auf das Etikett geringer Stromverbrauch sichere und zuverlässige Datenübertragung
• Vor- und Nachteile Barcodes Vorteile: maschinenlesbar kostengünstig international anerkannte Standards weltweite Akzeptanz individuell einsetzbar und konfiguierbar viele Lesealgorithmen und Geräte vorhanden Nutzung mit embedded System, z. B. Smartphone Nachteile: Sichtkontakt zu Lesegerät nötig Auslesen nur mit technischen Hilfsmittel liefern nur statische Informationen empfindlich gegen Umwelteinflüsse, z. B. Feuchtigkeit, Schmutz, mechanische Einflüsse keine Pulkerkennung
• TTIs Intelligente Indikatoren, bei denen durch  photogrome, enzymitische, physikalische oder mikrobiologische Reaktionen eine irreversible Farbveränderung stattfindet, die zeit- und temperaturabhängig ist. Partial-Historie-Indikator: Reaktion erst ab bestimmter Temperaturschwelle Full-Historie-Indikator: kontinuierliche Reaktion auf Umweltbedingungen und Temperaturmessung
• Verschiedene TTIs OnVu: photochrome Reaktion Photochrome Eigenschaften auf Basis einer lichtinduzeirten Transferreaktion Aktivierung: Bestrahlung mit Photonen eines bestimmten Energiebereichs (UV-Licht) Etikett vor Aktivierung → Aktivierung mit UV-Licht → Schutzfilter aufbringen → Entfärbung in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur breites Anwendungsfeld Fresh Check (TempTime): chemische Reaktion Polymerisation von farblosem Monomer zu farbigem Polymer vor Aktivierung bei -25°C lagern Check Point (Vitsab): enzymatische Reaktion enzymatisch bedingte Hydrolyse eines lipidhaltigen Substrates bedingt pH-Wert Erhöhung Enzym wird aktiviert → Substrat wird umgesetzt → pH Änderung → Farbwechsel (pH Indikator) breites Anwendungsfeld
• Vor- und Nachteile TTIs Vorteile: Einzelproduktkennzeichnung möglich kostengünstig indirekte Frischekontrolle gute Darstellung für Verbraucher Nachteile: keine digitalen Daten vorhanden nur Farbsignal unterschiedliche Ausgangsqualitäten der Produkte Kinetik der Verderbsprozesse muss bekannt sein muss nahe am Produkt angebracht werden und gleiche Temperatur wie Produkt aufweisen Angst vor zu hohen Verlusten, durch Sortierung im Handel und Reklamation (Unternehmen)
• Anforderungen an Messgeräte (DIN Normen) DIN EN 12830: Temperaturregistriergeräte für Transport, Lagerung und Verteilung DIN EN 13485: Themrometer zur Messung von Produkt- und Lufttemperatur DIN EN 13486: Prüfverfahren für Temperaturregistriergeräte und Thermoelemente für Transport, Lagerung und Verteilung
• elektronische Datenlogger Messgeräte, die die Temperaturhistorie über die Zeit aufzeichnen Bestandteile: Mikroprozessor/Controller, Speicherplatz, Temperatursensor, Schnittstelle für Sensoren, serielle Schnittstelle, Software Alarmsystem kontinuierliche Temperaturaufzeichnung digitale Daten Integration von Haltbarkeitsberechnungen automatische Analyse mit passender Software meist eigene Energieversorgung Einstellung Messintervall, Startpunkt, Endpunkt Auslesbar nur mit Hardware (am Computer) Anwendung: Frisch-, Kühl- und Tiefkühlprodukte, Kühvitrine, Kühlräume
• autarke Mikrosysteme miniaturisierte Systeme zur drahtlosen Datenübertragung Bestandteile: Antenne, Speicherplatz, Signalverarbeitungskomponente, Energieversorgung drahtlose Datenübertragung von Sensor auf Verarbeitungskomponente Kommunikation auf Basis von Funktechnik, optische Verfahren, Ultraschall, elektromagnetische Verfahren (RFID) paralleles Auslesen von Daten Realzeit-Information kontinuierliche Messung der Umgebungstemperatur schneller Eingriff möglich Integration von Haltbarkeitsberechnungen fehlende Standardisierung für einige Frequenzen von RFID Störung durch Metall, flüssige oder hochviskose Stoffe
• RFID Radio Frequency Identification autarke Mikrosysteme auf Basis von RFIDs mit integrierten Temperatursensoren erfolgt mit Radiofrequenztechnologie (elektromagnetische Wellen) Transponder mit Temperatursensor → Lesegerät → RFID Middleware, EDV-System Bestandteile: Chip mit Prozessor, Antenne, Speicher Einteilungen nach Frequenzbereich, Speicherkapazität, Reichweite, Bauformen, Programmierung Passive: beziehen Enegie aus Lesegerät, geringe Reichweite (50 cm), geringe Speicherkapazität, robust, haltbar, sehr klein Aktive: eigene Energiequelle, große Lesereichweite (100 m), teuer, hohe Speicherkapazität Semiaktive: Batterie zur Stromversorgung des Mikrochips, Informationsübertragung mit Energie des Lesegerätes, Speicher, Reichweite (5 m), günstiger als aktive Bsp.: Smart Active Label: konstengünstig, flexibel, selbstklebend auf Etikett, geringe Datenaufnahme und speicherung
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• Vor- und Nachteile RFIDs Vorteile: kein Blickkontakt mit Lesegerät Pulkerkennung Zählvorgänge, Identifikation von Objekten, Lagerorterkennung Internation anerkannte Standards große Rewicheiten möglich, abhängig von Wellenlängenbereich resistent gegen oberflächliche Verschmutzung vielseitig einsetzbar hohe Speicherkapazität und Informationsdichte Nachteile: technisches Hilfmittel zum Auslesen notwendig empfindlich gegenüber Ströungen durch Metall, Wasser und andere elektromagnetische Signale teuer hohe Investitionskosten für Umrüstungen von Gesamtsystemen

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