Innovatives sensorisches Messgerät nach dem Prinzip der elektronischen Zunge zur Hygienekontrolle von Lüftungsanlagen
Projektleiter: Martin Geißenhöner
Projektnummer: KK5087810SY3
Laufzeit: 01.06.2023 – 30.11.2025
Aufgabenstellung
Im Kooperationsvorhaben setzten sich die Fa. Motzka und das TITK zum Ziel, den Prototyp einer „elektronischen Zunge“ zur Hygienekontrolle von Lüftungsanlagen zu entwickeln. Aktuelle mikrobiologische Untersuchungen durch Abklatsch- und Abstrichproben sind zeit-, kosten- und ressourcenintensiv. Alternativ zur jetzigen Situation sollte ein Messgerät entwickelt werden, mit dem sich die mikrobielle Belastung vor Ort in sehr kurzer Zeit messen lässt.
Dabei handelt es sich um eine sogenannte “elektronische Zunge“. Diese erzeugt in Abhängigkeit von der Ionenkonzentration einer Probe elektrochemisch nach der Nernst-Gleichung elektrische Spannungen, wodurch spannungsspezifische Parameter benannt werden können. Mit diesem Prinzip kann die elektronische Zunge auf unterschiedliche Pilzarten angelernt werden, wodurch in kürzester Zeit eine qualitative und quantitative Aussage zum Hygienezustand von Lüftungsanlagen möglich ist. Das Projekt beinhaltete die Entwicklung des polymeren Messkopfs, die Software und das Monitoring sowie die Baugruppenfertigung mit dem Anlernen der „Zunge“.
Ergebnisse
Mit dem entwickelten Prototyp konnte nachgewiesen werden, dass eine qualitative Analyse unterschiedlicher Wasserproben und ausgewählter Lebensmittel zu realisieren ist. Die Bakterienkonzentration in Lüftungsanlagen ist zu gering, um Bakterienstämme qualitativ zu unterscheiden. Deshalb müssen weitere Optimierungsprozesse durchgeführt werden, damit die Sensitivität des Messverfahrens erhöht wird. Weiterhin ist festzuhalten, dass die Messergebnisse abhängig von der eingesetzten Materialauswahl des Messkopfs sind.
Anwendung
Im Rahmen der Untersuchungen und Validierungen zeigte sich, dass für eine marktorientierte Weiterentwicklung zusätzliche technische Optimierungen erforderlich sind. Insbesondere hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Messergebnisse über unterschiedliche Messzyklen, Probenchargen und Umgebungsbedingungen hinweg. Zudem ist eine weitere Erhöhung der Sensitivität in Bezug auf die erfassbare Menge der Mikroorganismen notwendig, um eine belastbare Detektion auch bei niedrigen Konzentrationen sicherzustellen. Der hierfür erforderliche zusätzliche Entwicklungs- und Validierungsaufwand wird derzeit technisch bewertet.
