Die Herausforderung
In der Hochdurchsatzproduktion von Milchprodukten zählt jede Minute. Wird eine Abfülllinie gestoppt, um die mikrobielle Kontamination zu prüfen, verlangsamt sich der gesamte Prozess – mit Folgen wie Produktalterung, erhöhten Kühllagerkosten und vermeidbaren Engpässen. Herkömmliche mikrobiologische Tests benötigen bis zu 48 Stunden. Um Risiken zu minimieren, werden Pasteurisierungszyklen oft verlängert – zulasten von Effizienz und Prozessgeschwindigkeit.
Sensip-dx will das ändern: Durch die Verkürzung der Analysezeit von 48 Stunden auf nur 15 Minuten können Entscheidungen innerhalb derselben Schicht getroffen werden – ohne die Produktion zu stoppen. Der Schlüssel dazu? Q-Sens – ein ultradünner Wärmeflusssensor von Meerstetter Engineering, der den Verblockungsgrad des sensip-Bakteriensensors anhand der Wärmeleitfähigkeit schnell misst.
Die Lösung
Sensip-dx entwickelte ein Benchtop-Gerät auf Basis des dünnfilmbasierten Wärmeflusssensors Q-Sens. Das Gerät vergleicht einen Kanal mit biofunktionalisierter Polymerbeschichtung (SIP) zur selektiven Bakterienbindung mit einem nicht imprägnierten Referenzkanal (NIP). Ein integrierter Meerstetter TEC Controller stabilisiert die Temperatur-Randbedingungen im Sensoraufbau präzise.
Der Clou: Durch die direkte Messung des resultierenden Wärmeflusses kann die Firmware Bindungsvorgänge von Bakterien in Echtzeit erkennen – und innerhalb von 15 Minuten ein Go-/No-Go-Signal liefern. Abbildung 1 zeigt den Laborprototyp.
Im Inneren der Messzelle
Eine münzgrosse Aluminiumscheibe ist mit einem funktionalisierten Polymer beschichtet, an dem sich gezielt Bakterien anlagern. Die dabei entstehende Bakterienschicht bildet einen dünnen Isolationsfilm, der den Wärmewiderstand des Messaufbaus erhöht. Ein Mikroheizer erzeugt einen konstanten Wärmefluss nach oben, während ein Peltier-Element an der Oberseite die Temperatur stabil hält.
Q-Sens Integration
Q-Sens bildet das Herzstück des thermischen Aufbaus von Sensip-dx und verwandelt eine fortschrittliche Durchflusskartusche in einen präzisen, quantitativen Sensor. Die driftfreie Messung des Wärmeflusses an der Sensoroberfläche minimiert die Hardwarekomplexität und gewährleistet einen konstant schnellen Messzyklus – sowohl im Laboraufbau als auch in der Einwegkartusche.
Was Q-Sens besonders macht:
| Feature | Vorteil |
|---|---|
| Direktes Wärmeflusssignal | Liefert ein Mikrovolt-Signal, das direkt proportional zum tatsächlichen Wärmefluss ist – ohne Beeinflussung durch Leistungsverluste oder Umgebungseinflüsse. |
| Ultradünnes Design | Lässt sich direkt zwischen Heizer und Probenscheibe integrieren, ohne nennenswerte thermische Masse hinzuzufügen – ideal für schnelle Zyklen mit hoher Präzision. |
| Gemeinsame Elektronik | Der analoge Ausgang des Sensors wird direkt mit derselben Meerstetter-Controllerplatine verarbeitet, die auch Heizer und Peltier-Element ansteuert. Zusätzliche PCBs entfallen – das vereinfacht die Skalierung erheblich. |
Diese Eigenschaften ermöglichten es Sensip-dx, denselben Q-Sens-Sensor sowohl im Laborprototyp als auch in der Serienkartusche einzusetzen – ohne Redesign.
Entdecken Sie alle weiteren Vorteile von Q-Sens auf der spezifischen Produktseite auf unserer Website.
Technische Unterstützung durch Meerstetter Engineering
Neben der Lieferung des Q-Sens Sensors unterstützte Meerstetter das Projekt mit gezielter technischer Expertise:
| Thermische Simulationen der Kartusche | Finite-Elemente-Analysen optmieren den Wärmefluss im Heizer–Sensor–Peltier-Aufbau. |
| Designberatung & Troubleshooting | Technische Beratung auf Abruf ermöglichte die Umsetzung der Simulationsergebnisse in funktionale Designs und half bei der Lösung unerwarteter Performanceprobleme. |
| Bereitstellung & Integration des TEC Controllers | Der kompakte TEC Controller wurde abgestimmt geliefert – inklusive praxisnaher Anleitung für einen reibungslosen Plug-and-Play-Einsatz. |
Diese gezielte Unterstützung beschleunigte die Validierung und reduzierte gleichzeitig den Entwicklungsaufwand – ein Beispiel dafür, wie Meerstetter seine Sensortechnologie mit passgenauen Engineering-Services kombiniert, um Kunden bei thermischen Herausforderungen effizient zu unterstützen.
Bereit für Ihre eigene Q-Sens-Integration?
Sie möchten wissen, wie Wärmeflussmessung in Ihr System passt? Unser Applikationsteam zeigt Ihnen gerne, wie einfach die Integration sein kann.
Fordern Sie noch heute Ihr Demo-Kit an oder kontaktieren Sie uns unter sales@meerstetter.ch. Mehr Informationen finden Sie auf der Q-Sens Produktseite.