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Wine fermentation in-process monitoring system (WIPS)

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Sensoren und Software zur Echtzeit-Überwachung des Gärvorgangs

Die Gärung ist ein allseits bekanntes Verfahren zur Herstellung alkoholischer Getränke. EU-geförderte Forscher entwickelten kostengünstige computergestützte Technologien und Methoden zur Überwachung des Gärungsvorgangs, durch die die Weinqualität verbessert und Herstellungskosten gesenkt werden können.

Digitale Wirtschaft

In der ersten Stufe der Gärung bei der Weinherstellung wird Hefe eingesetzt, um den Zucker im Traubensaft zu Alkohol und Kohlendioxid (CO2) umzuwandeln. Ein Gemisch, das als Most bezeichnet wird. In der zweiten Phase des Gärvorgangs wird das Kohlendioxid aus dem Gemisch entfernt und der Wein abgesaugt. In erster Linie entscheidet der Gärvorgang über die endgültige Qualität des Weins. Dadurch ist eine sorgfältige Überwachung der und Rückmeldung über die Vorgangsbedingungen und Bestandteile erforderlich, damit Wein bester Qualität hergestellt werden kann. Derzeitige Messverfahren beinhalten Labortests, was neben zeitlichen Verzögerungen und menschlichen Fehlern auch zu beachtlichen Kosten führt, welche für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) nur schwer zu bewältigen sind. Europäische Forscher des Projekts "Wine fermentation in-process monitoring system" (WIPS) planten die Entwicklung eines kosteneffizienten, sensorbasierten, computergestützten Online-Systems zur Bewertung des Gärungsvorgangs ohne den Einsatz umfänglicher Labore. Forscher platzierten kostengünstige Sensoren in den Gärbehältern, um Temperatur, Druck, CO2-Fluss, Milchsäuregehalt und andere für Weinhersteller relevante Parameter zu kontrollieren. Die Sensor-Ausgaben wurden in ein System für Multisensor-Datenfusion (MSDF) und in mathematische modellbasierte Regelalgorithmen integriert. Das Ergebnis war ein benutzerfreundliches System zur Kontrolle und Vorhersage, welches die Zeitentwicklung der ersten Phase des Gärvorgangs vorhersagen kann. Der sekundäre Gärungsvorgang wurde offline über innovative elektrochemische Sensoren für die Messung des Zucker- und Säuregehalts kontrolliert. Die Validierung des Systems in zwei Testeinrichtungen ermöglichte einen Vergleich der Leistungsfähigkeit der Milchsäuresensoren, der MSDF-Methode und der Softwarealgorithmen. Durch die Kommerzialisierung von WIPS kann die Qualität von Weinen verbessert werden, die in Randregionen der Weinerzeugung und insbesondere von kleinen und mittleren Unternehmen hergestellt werden. Außerdem können die Herstellungskosten enorm gesenkt und dadurch die regionale Wirtschaft unterstützt werden.

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