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Virtueller Sensors für die Haltbarkeit von Lebensmitteln
Für Konservierungszwecke ist die Vakuumverpackung von Lebensmitteln in Beuteln weit verbreitet. Der Restsauerstoffgehalt in der Vakuumverpackung ist einer der entscheidenden Faktoren für die Haltbarkeit. Wegen der Oxidation sollte er so gering wie möglich gehalten werden. Die Messung des Restsauerstoffs ist jedoch teuer, zeitaufwendig und schwer zu realisieren. Aus diesem Grund Die VC999 Verpackungssysteme AG ist ein weltweit führenden Hersteller von Vakuum-Verpackungsmaschinen im Lebensmittelbereich. Für ihn sollte deshalb ein virtueller Sensor für den Restsauerstoffgehalt in der Verpackung entwickelt werden.
Die Verdampfung von Wasser aus Lebensmitteln während der Evakuierung spielt eine wichtige Rolle, da der Partialdruck des Wasserdampfes den Partialdruck des Sauerstoffs dominiert. Um den Prozess zu verstehen, wurde der Evakuierungsprozess einschließlich der Verdampfung von Wasser aus Lebensmitteln mittels konzentrierter Bondgrafikmodelle modelliert und in OpenModelica implementiert und simuliert. Die entwickelten Modelle wurden beim Industriepartner mit einem einfachen Testaufbau validiert. Der Beutel wurde mit Hilfe eines festen Zylinders modelliert, in dem Druck, Temperatur und Restsauerstoff gleichzeitig gemessen wurden.