Systementwicklungstool zur effizienten Entwicklung tragbarer GC-Systeme mit MOS-Detektor für die Kontrolle der Lebensmittelqualität

Im Projekt wird ein Systementwicklungs-Tool (SENT) erforscht, dass eine einfache, modellbasierte, kosteneffiziente, anwendungsoptimierte Gaschromatographie-Systementwicklung für verschiedene Anwendungsfelder ermöglicht. Neuartige Detektormodule auf Basis miniaturisierter Halbleitergassensoren sowie eine Anreicherung der Analyten mittels Präkonzentratoren werden erforscht. Am Beispiel zweier Musteranwendungen aus der Lebensmittelindustrie zur Identifikation von Fettsäure-Oxidationsprodukt-Schwellen und Schimmelpilzbefall wird ein GC-Analysesystem („OxiVOC-GC“) bis zum Technologie-Reifegrad (TRL) 6 entwickelt. Die bei Fettoxidation entstehenden flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) werden vom Menschen als ranzig-fettiger Geruchseindruck wahrgenommen. Dies führt, dort wo Nüsse oder Saaten verarbeitet werden, beispielsweise bei der Schokoladenherstellung, zur Ablehnung des Produktes beim Kunden. Der zu entwickelnde Demonstrator soll Oxidationsprodukte vor der menschlichen Wahrnehmung detektieren und Schimmelpilzbefall von Fettoxidation unterscheiden. Dies wird durch ein portables, robustes Gaschromatographie-Detektor-System möglich, das die Analyten mittels einer kontaktfreien Probenahme aufnimmt, an einer miniaturisierten Gaschromatographie-Säule auftrennt und mit einem empfindlichen Halbleitergassensor detektiert und quantifiziert. Die frühzeitige Detektion der Qualitätsveränderungen von ölhaltigen Rohstoffen und Produkten steigert die Wettbewerbsfähigkeit der Lebensmittelhersteller und -verarbeiter maßgeblich. Zusätzlich lassen sich die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse für miniaturisierte, modulare GC-Detektor-Handgeräte zur VOC-Analyse auf weitere Anwendungen und Branchen übertragen.