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Digitaler Zwilling Damit Früchte nicht ins Schwitzen kommen

Quelle: Empa 2 min Lesedauer

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EMPA
SIKO GmbH
KISSsoft AG

Ein Modell der Empa simuliert Luftströmung und Wärmeübertragung im Laderaum eines Kühltransporters. Bei einem viertägigen Früchtetransport glichen Forschende die Berechnungen mit Messdaten ab – und untersuchten, wie Vorkühlung, Verpackung und Palettenanordnung die Temperatur der Ware beeinflussen.

Empfindliche Lebensmittel: Optimale Temperaturen beim Transport schützen vor Verderbnis und Qualitätsminderung.(Bild: Empa)
Empfindliche Lebensmittel: Optimale Temperaturen beim Transport schützen vor Verderbnis und Qualitätsminderung.
(Bild: Empa)

Gekühlte Luft allein reicht nicht aus, um Früchte während des Transports gleichmäßig kalt zu halten. Wie gut sie die Ware erreicht, hängt auch von der Beladung und den Verpackungen ab. Ein digitales Modell der Empa soll sichtbar machen, wo im Laderaum Wärmenester entstehen können.

Warme Paletten beeinflussen die Ladung

Empa-Forschende bildeten einen mit Orangen und Zitronen beladenen Kühltransporter digital nach.(Bild: Empa)
Empa-Forschende bildeten einen mit Orangen und Zitronen beladenen Kühltransporter digital nach.
(Bild: Empa)

Das physikbasierte Modell berechnet die Luftströmung und den Wärmeübergang zwischen Kühlluft und Früchten. Die Forschenden testeten es anhand eines realen Transports von 31 Paletten mit Orangen und Zitronen von Griechenland in die Schweiz. Die Früchte waren rund 24 Stunden vorgekühlt und wurden anschließend vier Tage bei vier bis sechs Grad Celsius transportiert. Insgesamt 108 Sensoren erfassten Temperaturen in der Ladung und im Kühlsystem.
An den meisten Messstellen stimmten die berechneten Temperaturverläufe gut mit den Messdaten überein. Eine Abweichung zeigte sich bei Orangen in der Mitte des Lastwagens: Ihre Temperatur stieg von rund 7,7 auf bis zu 10,8 Grad Celsius. Die Forschenden vermuteten, dass benachbarte, nicht überwachte Paletten wärmer verladen worden waren. Als sie im Modell für diese Paletten eine höhere Ausgangstemperatur annahmen, passte die Simulation besser zu den Messwerten. So liess sich nachvollziehen, wie Wärme zwischen Paletten weitergegeben und durch die Luftströmung im Laderaum verteilt wird.

Die gesamte Ladung im Blick

Der digitale Zwilling lässt sich zunächst als Simulationstool einsetzen. Logistikunternehmen und Produzenten könnten damit beispielsweise untersuchen, wie sich eine neue Verpackung, eine veränderte Palettenanordnung oder Luftzirkulation auf die Temperaturverteilung auswirkt. Besonders profitieren würden laut Elisabeth Tobler Unternehmen mit standardisierten Transporten, die regelmäßig dieselben Lastwagen, Verpackungen und Beladungsmuster verwenden.
Künftig sollte das Modell auch Überwachungssysteme ergänzen. Dazu wird es mit realen Sensordaten aus einem laufenden Transport verbunden. Der Sensor liefert den Bezug zur Realität, während das Modell daraus die Bedingungen im gesamten Laderaum ableitet.

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