Lebensmittel bekommen in der Logistik bisher selten einen digitalen Zwilling – dabei könnte die Technik eine bessere Überwachung der oft empfindlichen Güter und damit weniger Verderb bei Transport und Lagerung ermöglichen. Die Universität Bremen und das Potsdamer Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) wollen einen digitalen Zwilling für Äpfel entwickeln, der die Luftfeuchtigkeit überwacht. Denn zurzeit verderben allein in Deutschland pro Jahr rund zehn Prozent – 100.000 Tonnen – der Äpfel, während sie bei geregelter Atmosphäre über mehrere Monate maschinell gekühlt werden, damit die Nachfrage nach frischem Obst das ganze Jahr über bedient werden kann.
Die Kühlung wird zyklisch ein- und ausgeschaltet, um Energie zu sparen. Sind die Schwankungen der Temperatur und Luftfeuchte zu groß, wirkt sich dies nachteilig auf die Qualität der Früchte aus: Ist die Luftfeuchte für die Äpfel zu hoch, kondensiert Wasser auf den Früchten und Mikroorganismen finden ideale Wachstumsbedingungen. Ist sie dagegen zu niedrig, verlieren die Früchte Gewicht durch Verdunstung. Ziel des Projektes Fruity Twin ist es daher, optimale Lagerbedingungen mit einem günstigen Grad an Kondensation zu erreichen.
„Mit der Entwicklung eines digitalen Zwillings sieht das Projekt eine Zukunft vor, in der virtuelle Experimente und vorausschauende Fähigkeiten die Qualität von Früchten schützen“, so Pramod Mahajan, der das Projekt an der ART leitet. „Die virtuellen Experimente erlauben es, Auswirkungen von Änderungen an den Kühlparametern zuerst im Computer zu testen, bevor Einstellungen am echten Kühlaggregat vorgenommen werden. Die Kühlzyklen können dynamisch an den aktuellen Zustand der Früchte angepasst und die Wasserkondensation auf den Früchten kann gesteuert werden. So lassen sich die Lagerbedingungen genauer kontrollieren und Warenverluste können deutlich verringert werden.
„Bisher mussten die Daten ‚von Hand‘ zwischen den eingehenden Messdaten und den verschiedenen Modellen übertragen werden“, so Reiner Jedermann vom Institut für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme (IMSAS) an der Universität Bremen. „Digitale Zwillinge bieten jetzt die Möglichkeit, alle Modelle und Softwarekomponenten in einer gemeinsamen Plattform zu implementieren.“