drinktec 2025 zeigt die Zukunft der Getränketechnologie

KI-Anwendungen und Getränke mit Health Benefits waren die Gesprächsthemen auf der drinktec

Was ist der Unterschied zwischen starker und schwacher KI?

Künstliche Intelligenz ist auf viele Arten definierbar. KI bezeichnet im weitesten Sinne computerbasierte Systeme, die ihre (virtuelle oder reale) Umgebung analysieren und daraus relevante Informationen gewinnen. Diese werden genutzt, um Entscheidungen zu treffen, die ihre Chance erhöhen, definierte Ziele zu erreichen.

Eine mögliche Einteilung lautet folgendermaßen:

Starke KI: Kognitive System, die auf menschlichem Niveau schwierige Aufgaben erledigen können. Damit ist der Mensch das Maß, an dem die Qualität der Funktionstüchtigkeit der KI gemessen wird!

Schwache KI: Sie kann konkrete Anwendungsprobleme meistern. Das menschliche Denken und technische Anwendungen werden in Einzelbereichen unterstützt. Hier sind vor allem Algorithmen und lernende Systeme in einem begrenzten Gebiet gemeint.

Einige Eigenschaften sind Voraussetzung für ein KI-System. Dazu gehört die Fähigkeit zu lernen, die vorhanden sein muss und sie darf nicht erst nachträglich hinzugefügt werden. Weiterhin die Fähigkeit, mit Unsicherheiten und Wahrscheinlichkeiten (sowie mit probabilistischen Informationen) umzugehen. Moralische Aspekte werden also in die Entscheidungsfindung einbezogen. Hier ergeben sich für viele Anwendungen juristische und soziale Probleme. Diese entstehen durch unerlaubte Nutzung von Daten, Verzerrung von Daten (fake news) oder eben durch kriminelle Handlungen.
Man kann also festhalten, dass viele Anwendungen, die im allgemeinen Sprachgebrauch unter KI fallen, zur schwachen KI zählen. Algorithmen nutzen Daten und berechnen daraus Wahrscheinlichkeiten für Entscheidungen oder liefern Lösungsvorschläge. Damit kommt der Begriff „Big Data“ ins Spiel. Für sinnvolle Ergebnisse sind große Datenmengen erforderlich, damit die Trefferquote nahe bei 100% liegt.

Wo wird KI in der Getränkeindustrie bereits überall eingesetzt?

Betrachtet man den Produktweg vom Erzeuger bis zum Kunden, findet sich in vielen Bereichen bereits KI. Von der Anfrage und der sich daraus ergebenden Angebotserstellung für Ersatzteile, Maschinen oder komplette Linien über die Dokumentation, die rechtlichen Aspekte, die Auftragserteilung, die Abwicklung bis hin zur Rechnungserstellung gibt es Anbieter dafür. Gleiches gilt in der Lieferkette vom Einkauf der Rohstoffe und Packmittel, für die Produktion selbst, die Logistik und den Handel. Im Folgenden werden einige exemplarische Beispiele herausgegriffen.

KI-Anwendungen im Bereich Verpackungsdesign nutzen beispielsweise zuerst Datenquellen für eine Trendanalyse hinsichtlich des Marketings. Dazu gehört eine Wettbewerbsanalyse, um ein Alleinstellungsmerkmal zu schaffen und die Integration in das vorhandene Corporate Design. Dann folgt die Lay-out-Gestaltung für das gewünschte Verpackungsmaterial, die Geometrie sowie Details hinsichtlich Schriften, Farbe, Position usw. Dadurch ergibt sich eine 3-D-Visualisierung eines Entwurfs. Sonderwünsche wie Aktionen oder eine Personalisierung sind möglich. KMU und Startups können von KI-gestützten Logo-Generatoren profitieren, wobei eine rechtliche Prüfung dabei unerlässlich ist.

Die KI-basierte Fremdkörperdetektion ist ein selbst lernendes System. Eine höhere Empfindlichkeit und damit Genauigkeit ergibt sich durch ständiges Nutzen und Auswerten von neuen Daten, die im laufenden Betrieb entstehen. Mit der KI kann der Produkteffekt enger eingegrenzt werden. Alle Signale, die außerhalb der Erkennungsschwellen liegen, werden als Fremdkörper erkannt. Somit kann man auch Kunststoffe, Karton und Glassplitter wesentlich besser detektieren. Teure Fehlausschleusungen und auch eine damit verbundene Lebensmittelverschwendung reduzieren sich.

Cobots (Collaboration Roboter) finden im echten Arbeitsleben Anwendung. Mensch und Roboter sind Kollegen, die sich gegenseitig unterstützen. Eine Brille mit Kamera „sieht“ beispielsweise den versehentlichen Einbau eines Maschinenteils durch den Mitarbeiter und die überwachende KI gibt ein Signal mit Angabe des korrekten Teils.

Pick-and-place Aufgaben sind eine typische Anwendung, vor allem das sogenannte Bin-Picking (Aufnehmen von unsortierten Teilen) ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Auf einem Förderband werden für Mischkartons oder Aktionsware Verpackungen durch eine Kamera erkannt und durch einen Greifarm entsprechend der programmierten Vorgaben in einen Kasten oder Karton platziert. Auch vom Marketing geäußerte Sonderwünsche wie personalisierte Ware mit Namensgravur in einer besonderen Zusammenstellung sind möglich.

Dazu ist ein Trainieren von neuronalen Netzen (Machine Learning) erforderlich. Jedes Bild aus dem Datensatz für das überwachte Lernen (supervised learning) muss vorab mit Labeln versehen werden, die ein eindeutiges logisches Ja oder Nein beinhalten. Kameras und Sensoren, die Rückmeldungen zu Positionen von Roboter, Verpackung und Produkt geben, sind im Roboter integriert. Der trainierte Cobot kann schnell neue Formate erkennen und verarbeiten, weil nicht jedes Mal neu programmiert werden muss.
Weitere Einsatzmöglichkeiten sind die Produktionsmengensteuerung in MHD-Klassen, die Absatzprognosen- und Lagermengenplanung sowie die Mengenprognosen nach Regionen. Zur Optimierung bei der Verwertung von Retourwaren werden Informationen vom Ende der Lieferkette ausgewertet. 
Die Instore-Logistik profitiert von einer Echtzeit-Erfassung des Warenbestandes, wenn beim POS (point of sale) der Ausgang beim Scannen aufsummiert wird. Die automatische Nachbestellung erfolgt durch Algorithmen, bei der für einzelne Warengruppen besondere Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Dazu gehören Feiertage und Jahreszeiten, der Wetterbericht sowie die allgemeine Kaufkraft der Region.

Bei der Reklamationsanalyse werden Online-Bewertungen und Reklamationen durch Natural Learn Processing (NLP) ausgewertet. Potenzielle Gefahren im Bereich Verpackung, Logistik – auch Instore – können erkannt und behoben werden. Hier stehen die Lebensmittelsicherheit und die Kundenzufriedenheit im Vordergrund. 
Viele weitere Anwendungen sind denkbar. Die Implementierung solcher Systeme ist aufwendig und kostenintensiv. Zweifellos vorhandene Risiken wurden hier nicht diskutiert.

Health Benefits von Getränken spielen im Markt eine immer größere Rolle

Im Themenbereich Lifestyle und Health waren Getränke mit unterschiedlichem Gesundheitsaspekten ein Thema. Darunter zählten Rohstoffe mit besonderen Inhaltsstoffen, plant based drinks auch mit Eiweißanreicherung und fermentierte Getränke. Nebenbei bemerkt übernimmt KI in der Automation der Fermentation zur Optimierung ebenfalls viele Aufgaben. Das Wachstum in den Bereichen Gesundheit, Lifestyle und Premium ist ungebrochen. Nachgefragt werden Proteingetränke, Abnehmpulver, Sportnahrung, Nahrungsergänzungsmittel, Alkoholfreie Getränke und fermentierte Getränke. Bezüglich der Verpackung bevorzugen beispielsweise die iBrains (Geburtsjahr 1997 bis 2011) Glas.

Die entscheidenden Parameter für das Marketing und die Akzeptanz der Verbraucher sind, so Christian Zacherl (Fraunhofer IVV), Aroma, Optik und Textur. Aus wissenschaftlicher Sicht sind für die Inhaltsstoffe die Nährwerte wie Vitamine, Proteine und sekundäre Pflanzenstoffe, technologische und funktionelle Eigenschaften wie Schaumbildung, die Stabilität kolloidal gelöster Stoffe und Aroma von Bedeutung. Viele Anforderungen also, die nicht leicht zu erfüllen sind.

Beispielsweise ist für die Proteine der Begriff PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score), zu Deutsch Aminosäureindex wichtig. Damit wird die Qualität von Eiweiß beschrieben, inwieweit ein Rohstoff also notwendige Aminosäuren enthält, die auch noch gut verdaulich sind. Tierische Lebensmittel schneiden hier besser ab. Im pflanzlichen Bereich sind Erbsen-, Hafer- und Kichererbsenprotein für die menschliche Proteinzufuhr sehr gut. Dies ist also bei der Entwicklung eines eiweißreichen Erfrischungsgetränks auf Pflanzenbasis für Sportler zu berücksichtigen. Dazu ist eine Proteinhydrolyse mit Salzzugabe mit einem Ziel-pH von 4,5 bis 5,0 erforderlich, um eine optimale Löslichkeit der Proteine zu erreichen. Eine Milchsäuregärung mit passenden Stämmen von Lactobacillen und Bifido-Bakterien ergänzen die Geschmacksgebung. Folglich ist jedes funktionelle Getränk mit hohem Gesundheitswert für die besondere Zielgruppe zu entwickeln.

Longevity war das Thema der Präsentation des Politikwissenschaftlers Thomas Schulz. Der Begriff bedeutet Langlebigkeit und beinhaltet vor allem Erkenntnisse und Ratschläge zur Verlängerung der menschlichen Lebenszeit. Der Alterungsprozess sollen verlangsamt und altersbedingte Beschwerden vermieden werden. Vor allem die Lebensqualität gilt es bis ins hohe Alter zu bewahren oder gar zu erhöhen. Demografische Studien belegen, dass es für heute Fünfjährige normal sein wird, 100 Jahre alt zu werden.

Mechanismen der Alterung sind unter anderem die DNA-Schädigung und Mutation, eine Verkürzung der Schutzkappen an den Chromosomen (Telomere), der Verlust der Proteostase mit einhergehender Anhäufung von geschädigten oder nicht funktionsfähigen Proteinen, eine abnehmende Autophagie (kranke Zellen werden nicht abgebaut und die Zunahme chronischer Entzündungen.

Vor allem ist es eine Branche, die hohes Wachstumspotential und Umsatzsteigerungen erwartet. Vor allem der Aspekt des genetic engineering zusammen mit dem medizinischen Fortschritt und der richtigen Ernährungs- und Lebensweise versprechen ein hohes Alter mit guter geistiger und körperlicher Gesundheit. Die entscheidenden Faktoren sind laut neuester Forschung die Ernährung, ausreichende Bewegung und der Umgang mit Stress. So soll mit einer passenden Diät mehr als ein zusätzliches Jahrzehnt in guter Gesundheit möglich sein.

Die genannten Aspekte geben nur einen kleinen Einblick in die Themen und Technologien, die auf der drinktec 2025 von Ausstellern und Besuchern diskutiert wurden. Aber schon dieser Ausschnitt zeigt, wie dynamisch sich die Getränke- und Liquid-Food-Industrie entwickelt und gibt einen Ausblick auf die Zukunftsthemen der Branche. 

Quellen
Thomas Schulz:  Project Longevity (Drinktec 2025)

Christian Zacherl: Plant proteins in drinks: challenges and chances in product development (Drinktec 2025)

Thomas Birus: KI in der Verpackungstechnik (Süßmosterstammtisch 2025)
Siemens-Stiftung