Vorschlag für eine Produktinnovation

Kühlschrankverbesserung durch Ultraschall

Version 1.0/1.5, 20.12.2004

Hauke Laging, Grazer Platz 22, 12157 Berlin, Tel.: 030/32603660, mobil: 0172/7630883, E-Mail: hauke@laging.de
Student des Wirtschaftsingenieurwesens und Mitarbeiter des Lehrstuhls für Technologie- und Innovationsmanagement an der Technischen Universität Berlin.

Übersicht

Ausgangslage – das Problem des Kunden – Übersicht

Kühlschränke werden in erster Linie zur Haltbarmachung von Lebensmittel verwendet. Ihr Effekt basiert auf der Behinderung des Stoffwechsels von Bakterien (und außerdem Pilzen usw.) Das Ziel ist also in erster Linie die Reduktion der Bakterien und deren Stoffwechselgeschwindigkeit. Dass dies alleine über Kühlung realisiert wird, liegt wohl daran, dass dies der einfachste Weg war.

Ziel – Übersicht

Kühlschränke sollten nicht nur passiv – eben durch Kühlung –, sondern auch aktiv gegen Bakterien vorgehen, soweit dies für die Lebensmittel und die Personen in der Umgebung unbedenklich und außerdem mit vertretbarem technischem Aufwand realisierbar ist.

technische Umsetzung – Übersicht

Realisierung

Meines Wissens ist Ultraschall geeignet, Bakterien abzutöten. Ich verfüge diesbezüglich aber über keine Detailkenntnisse, so dass dieses Dokument weniger den Status eines Produktinnovationskonzepts als vielmehr den eines Denkanstoßes hat. Über das Abtöten hinaus halte ich es für wahrscheinlich, dass Ultraschall bei niedrigeren Schalldrücken den Stoffwechsel von Bakterien verlangsamt.

Ultraschall lässt sich günstig und flexibel erzeugen, und er ist zunächst einmal völlig ungefährlich für Menschen.

mögliche Probleme

Einbringen in die Lebensmittel

Ultraschall einfach nur zu erzeugen ist trivial. Problematisch ist wahrscheinlich, ihn mit hinreichendem Schalldruck dorthin zu bekommen, wo er wirken soll. Wenn der Ultraschall einfach nur in den Innenraum abgegeben wird, muss er sich über die Luft ausbreiten und dann über die Verpackungen in die Lebensmittel eindringen. An diesen Grenzflächen würde er reflektiert. Die Frage wäre also, wie man den nötigen Schalldruck erreicht. Die einfachste Variante wäre, falls dem nichts entgegensteht, die Quelle einfach mit derart hoher Ausgangsleistung zu betreiben, dass überall genügend ankommt. Grundsätzlich problematisch bei der Ausbreitung durch die Luft wäre, dass der an den entfernten Orten ankommende Schalldruck von der Befüllung des Geräts abhinge. Prinzipiell könnte man sich aber auf ein Fach mit dieser Funktion beschränken (was strukturell ungeschickt wäre, da vermutlich alle Lebensmittel davon profitierten).

Andere Möglichkeiten wären, den Schall nicht über die Luft, sondern die Kühlschrankelemente zu übertragen. Für bestimmte Verpackungen – etwa Flaschen und Getränkepackungen – sind auch geeignete Halterungen denkbar, die den Ultraschall besonders gut in die Verpackung leiten. Diese Halterungen würden über einen besonders guten Schalleiter mit der Ultraschallquelle verbunden.

unterschiedliche Frequenzen pro Zielbakterium

Es ist durchaus möglich, dass je nach Bakterium (vermutlich primär eine Frage der Größe) unterschiedliche Frequenzen am effektivsten sind. Außerdem mag die Optimalfrequenz von dem Lebensmittel (Konsistenz) abhängen, in dem sich die Bakterien befinden, und womöglich sogar von der Art der Verpackung. Soweit einzelne Frequenzen keine störenden Effekte haben (siehe unten), wäre die naheliegende Lösung, die fraglichen Frequenzen im Wechsel zu erzeugen.

Wechselwirkungen mit Lebensmitteln

Entscheidend ist die Frage, wie Lebensmittel, die aus Zellen bestehen, und Emulsionen wie Milchprodukte auf diesen Ultraschall reagieren. Es ist wenig gewonnen, wenn das Steak sich zwar ewig im Kühlschrank hält, aber nach ein paar Stunden auseinanderfällt. Hierfür dürfte ausschlaggebend sein, wie sich die Größe der Bakterien zu der der Lebensmittelzellen verhält und ob die Bakterien durch mechanische Zerstörung, die tote Zellen genauso erfasste, oder andere Prozesse (die den Lebensmitteln egal sein können) getötet werden.

Sollte dies ein Problem darstellen, wäre noch zu prüfen, ob ein für die Lebensmittel ungefährlicher Schalldruck den gewünschten Effekt in einem Ausmaß bewirkt, der den Aufwand lohnt. Denkbar wäre da primär eine Verlangsamung des Stoffwechsels der Bakterien.

Wechselwirkungen mit Haustieren

Manche Tiere nehmen Ultraschall wahr. Diese dürften sich nicht merklich gestört fühlen.

Wechselwirkungen mit den Kühlschrankteilen

Schwingungen sind normalerweise in jeder Maschine unerwünscht, hier werden sie auch noch erzeugt. Es wäre zu prüfen, ob die Dauerbeschallung mechanische Auswirkungen auf den Kühlschrank haben könnte, etwa auf Schraubverbindungen.

Beschallungsstrategie

Bei allen Problemen ist zu bedenken, dass ein Spektrum an Beschallungsstrategien zur Verfügung steht: Es könnte permanent (bei geschlossener Tür) beschallt werden oder nur in Intervallen.

Marktchancen – Übersicht

Zielgruppen, Preisspanne

Sollte das funktionieren, hätte jeder Kühlschrankbesitzer dafür Verwendung. Besonders interessant mag die Technik in Bereichen mit hohen Hygieneanforderungen, also etwa in Großküchen, und in der professionellen Kühllagerung (Lebensmittelhersteller, -transporteure, Einzelhandel) sein. Welchen Aufpreis die Kunden zu zahlen bereit wären, hinge natürlich von der Wirksamkeit ab.

Vermarktung

Problematisch an der Vermarktung wäre die konkrete Bezifferung des Nutzens, denn kein Hersteller wird über sein Mindesthaltbarkeitsdatum hinaus verpflichtet, nur weil sein Konsument einen High-tech-Kühlschrank besitzt. Damit zwei Haltbarkeitsdaten auf die Masse der Produkte gedruckt werden, müsste diese Technik (standardisiert!) schon einen merklichen Verbreitungsgrad erreichen.

Gerade für professionelle Nutzer wäre es wichtig, die Verlängerung der Lagerzeit konkret zu quantifizieren, um so Kosteneinsparungen zu erreichen. Denkbar wäre für diese Kunden immerhin, die eigenen (betroffenen) Chargen für entsprechend ausgestattete Geschäfte mit angepassten Haltbarkeitsdaten versehen zu lassen.

Problematisch wäre, dass ein Ausfall der Ultraschallquelle erst einmal unbemerkt bliebe.

Eine erhebliche Wirksamkeit vorausgesetzt, könnte man wohl davon ausgehen, dass diese Technologie ein erhebliches Presseecho fände, so dass vergleichweise wenig Marketingaufwand erforderlich wäre, um die Innovation bekanntzumachen und den Imagegewinn zu realisieren.

Vertrieb

Service

Bei Reparaturen und sonstigen Basteleien wäre – bei bestimmten Formen der Schallübertragung – anschließend sicherzustellen, dass der ursprüngliche Effekt erhalten geblieben ist, was ohne Messtechnik schwer zu machen ist.

Imitationsrisiko

Ein Nachahmer hätte wesentliche Teile der Entwicklungsarbeit nicht mehr zu leisten:

Insofern wäre der zeitliche Vorsprung vermutlich eher gering, da wahrscheinlich die nächsten, noch in der Entwicklung befindlichen Modelle um diese Technologie ergänzt werden können. Für eine technologisch führende Firma mag aber der Imageeffekt, als erste eine derart gravierende Neuerung angeboten zu haben, sehr viel wert sein.

Chancen & Risiken - zusammengefasst

Änderungen am Dokument – Übersicht

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