DE2809910A1 - Verfahren zur quantitativen bestimmung von bestandteilen von bier - Google Patents
Verfahren zur quantitativen bestimmung von bestandteilen von bierInfo
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Description
Diessel ChBbH ft Coo, SteTon 1, 3200 Hildesheim-BaTonstedt
D 107 - We/Sc
Verfahren zur quantitatirtn Bestimmung τοπ Bestandteilen
τοη Bier
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
qnantitatiren Beatiaaung τοη Bestandteilen Tea Bier und/·der
Biervürse, bei velche* die linselbestamdteile, naalioh ilkehel,
Extrakt eder Vflrse vmd gelBstes Kehlendiexyd eimxela bestiaat
verden.
Bei eine» bekannten Verfahren dieser Art erfelgt die Bestiasrang
Ten Alkohol und Extrakt durch Refraktometer, alse dvreh Bestiaarnng
der nnterschiedliehen Breehxahlen und dmrch Diehteaessmngen, vebei
aus beiden Werten die prozentualem Bestandteile ermittelt werden· Zur Bestimmung des Kehlemdiexrds vird das Bier unter Vakuum gesetzt
und das Kehlendioxyd aufgrund der so auftretenden Entgasung gemessen.
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Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist es, daß es sehr aufwendig ist und im allgemeinen nur unter Laborbedingungen
durchgeführt verden kann. Außerdem liefert das bekannte Verfahren sehr ungenaue Werte, da die Bandbedingungen, trie Druck-
und Temperaturschwankungen, in die Meßwerte eingehen und diese beeinflussen. Schließlich hat das bekannte Verfahren den Nachteil,
daß es keine Durchflußmessung, also keine sogenannte
In-line-Messung gestattet.
Der Erfindung liegt demgmäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem die obengenannten
Nachteile vermieden werden und das bei einfachem Verfahreasgang sehr genaue Meßwerte liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bier mit Infrarotlicht durchstrahlt wird und daß als Meßstrahl tang für
den Alkoholbestandteil eine Wellenlänge von 2,9/* bis 3»!/^-
den Extrakt oder die Würze eine Wellenlänge v&n. 9,6 Λ bis 9,θ Α.
und für den Bestandteil an Kehlendioxyd eins Wellamläiag® vosst
4,2 Λλ bis 4,4 M verwendet wird, wobei dia jeweilig® Infrarotabsorption
gemessen und ausgewertet wird.
Mit diesem Verfahren wird erreicht, dsl bei Simlmltumg das? er»
findungsgemäß vergesehenen Wellenleagcinfeerolefeo sieh, dia pro a esa imalen
Anteile der jeweiligen Bestandteil« sefcu? exakt ©mittslm
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lassen, da sieh die prozentualen Anteile und ihre Absorption innerhalb der obengenannten Wellenlängenbereiche durch definierte
Werte ausdrücken. Außerdem ist das Absorptionsverhalten in Infrarotlicht
völlig unabhängig von den äußeren Bedingungen, also unabhängig Ton den vorliegenden Drücken und veitgehend unabhängig
von den vorliegenden Temperaturen. Es handelt sich außerdem bei de« erfindungsgemäßen Verfahren um eine Methode, die mit unempfindlichen
Geräten arbeiten kann und die daher in großem Maßstab einsetzbar ist.
Mit dem erfindumgsgemäßen Verfahren können also ahne Beeinträchtigung
des Produktionsherganges bei der Bierherstellung praktisch an jeder Produktionsstelle die Einzelbestandteile des Bieres und/
oder der Würze bestimmt verden. Hierzu ist es nieht, vie bei den bekannten Verfahren erforderlieh, in aufwendiger Weise Proben zu
entnehmen und unter Laborbedingungen zu untersuchen, vielmehr können an den erforderliehen Stellen direkte Anzeigen der MeB-verte
vorgenommen vordem« Eine gesonderte Überwachung der Geräte sovie geschulte Fachkräfte sind nicht erforderlich.
Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es besonders vorteilhaft, venn in die jeveilige
Dmrchflußleitung, durch velche das Bier fließt, eine ATR-Zelle
(ATB » abgesehväehte Totalreflektion) eingesetzt ist, die von
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der Flüssigkeit umströmt wird und unter Mehrfachreflektion die
Messung des Abserptio&sTerhaltens der umströmenden Flüssigkeit
ia Durchfloß gestattet· Die eingangs genannten Wellenlängen
ändern sieh hierdurch nicht·
Die erfindungsgemäfle Torrichtung kann mit den Mitteln eines bekannten
Verfahrens der Infrarotspektroskopie arbeiten, bei welchem
Vergleichsmessungen zwischen der zu messenden Flüssigkeit einerseits «ad Wasser andererseits durchgeführt werden, um die über
weite Teile des ΙΕ-Bereiches auftretenden starken Absorptionen des Wassers auszuschalten. Die zu messende Flüssigkeit und das Wasser
K . sind in zwei Küretten enthalten, wobei bei dem bekannten Verfahren
mit relatiT hoher Frequenz τοη der einen auf die andere Kürette
umgeschaltet wird, so daß der Differenzwert auswertbar ist. Damit wird das Abserptionsrerhalten ron Wasser praktisch eliminiert. Es
werde» hierbei zwei Küretten mit entsprechenden Leitungen benötigt. Bei Anwendung einer ATR-ZeIlβ im Durchfluß wird eine zusätzliche
im Querschnitt gleiche Leitung für das Vergleichsmedium Wasser benötigt, welches gesondert zugeführt werden muB·
Besonders rorteilhaft ist es daher, wenn die erfindungsgemäBe Verrichtung
Teile einer anderen bekannten Vorrichtung der Infrarotspektroskopie
rorwendet, bei welchem zwischen zwei auf die erforderlichem
Wellenlängen abgestimmten Filtern umgeschaltet wird» Die
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beiden Filter verden al«· abwechselnd in den Strahlengang gebracht,
wobei die Umschaltung ait einer Frequenz Tem etva 100 Hz erfolgt. Hierbei entspricht der eine Filterwert dem
oben angegebenen Wellenlängenbereich, der die Bestimmung des prozentualen Anteile* gestattet und der zweite Filtervert entspricht einem Wellenlängenwert, der nach oben oder unten in
einem Abstand τοη 1 A- bis 2 A- zu dea oben angegebenen
Wellenbereich für die einzelnen Bestandteile liegt. Auf diese Weise wird jeweils der Differenzwert zwischen einen durch den
Bestandteilswert vorgegeben·* Maximum und einer daneben liegenden Basis gebildet.
In Abhängigkeit τοα Querschnitt der DurehfluBleitung kann die
ΑΤΕ-Zelle, die üblicherweise aus Saphir besteht, quer in die DurehfluBleitung eingesetzt werden, wobei ihre Mittelebene auf
dea Durchmesser des Querschnittes der DurehfluBleitung liegt. Sofern nur ATR-ZeIlen bestimmter Größe» zur Verfügung stehen
oder um bei großem Durehmessern der DurenfluBleitumgem die
ATB-Zellen kleinzuhalten bzw. kleine Zellen Torwemdem zu kSnnen,
ist es besonders Torteilhaft, wenn die ATR-Zellon außerhalb der
Mittelachse der DurehfluBleitung im diese eingesetzt werdom, also eime Sekante zum Querschnitt der DurchfluBleitung bilden. Auf diese
Weise wird erreicht, dai auch relatiT kleine und kurze ATE-Zellen
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in sehr große Durchflußleitungen bei roller Meßgenauigkeit eingesetzt
werden können· Letzteres hat außerdem den Vorteil, daß der Durchströequerschnitt der Leitung durch die ATR-ZeIle praktisch
nicht beeinträchtigt wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand τοη Ausführungsbeispielen
in der Zeichnung näher erläutert·
Fig. 1 zeigt in scheatatischer Darstellung eine Ausfuhrungsfora
einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgeaäßen Verfahrens.
Fig· 2 zeigt in schematischer Darstellung den Querschnitt
einer Durchflußleitung Bit eingesetzter
ATE-Zeile.
Fig. 4 ist eine Ansieht ähnlich Fig. 2 bei einer Durchflußleitung
größeren Querschnittes·
Geaäß Fig· 1 ist eine Infrarotliehtquelle 1 rorgesehen, deren
Strahlengang 2 dmrch Filter 3 und 4 über eine in eine Durehflußleitung
5 eingesetzte ATR-ZelIe 6 auf eine Fotozelle 7 geführt
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wird. Die τ·η der Fotozelle 7 kommenden und sich entsprechend dem
Absorptiensrerhalten änderndes Signale werden über einen Verstärker
einer Answerteinrichtumg 9 Kit einer Anzeigeeinrichtung 10 an sich
bekannter Konstruktion zugeführt.
Die Filter 3 und 4 werden abwechselnd mit verhältnismäßig hoher
Frequenz in den Strahlengang 2 gebracht, wozu sie zweckmäßigerweise
um eine Achse 11 drehbar angeordnet sein kennen· Hierbei entspricht der Wert des einen Filters de« Wellenlängenbereich
der Meßstrahlung, während der Vert des anderen Filters von diesem Wellenlängenbereich nach oben oder unten um einen Betrag zwischen
1 u bis 2 ^- abweicht. Damit wird der Differenzwert zwischen
dem durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Wellenlängenbereich gegebenen Meßwert für die einzelnen Bestandteile und einer danebenliegenden
Vergleichsbasis gebildet, so daß in der Aufzeichnung auftretende und die Ermittlung der prozentualen Anteile ermöglichende
Maxima leicht erfaßbar sind.
Fig· 2 zeigt in schematiseher Darstellung die Anordnung dor ATR-ZelIe
6 auf dem Durchmesser des Querschnittes der Durchflußleitung 5· Die ATB-Zelle 6 ist hierbei so in die Durchflußleitung eingesetzt, daß
ihre Ein- und Auetrittsflächen 12 und 13 außerhalb der Leitung liegen. Im übrigen werden die Flächen der ATR-Zelle von der Flussig-
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keit 14 umströmt.
Der Strahlengang 2 nach den Filtern 3 und 4 tritt im Bereich der
Fläche 12 in die ATR-ZelIe ein, wird in dieser mehrfach (üblicherweise
2f>mal) reflektiert und tritt durch die Fläche 13 wieder aus.
Auf diese Weise läßt sich eine sehr genaue Messung in Durchfluß durchführen.
Fig. 3 ist die Ansicht III-III nach Fig. 2 und läßt die aus der
Durchflußleitung herausragenden Ein- und Austrittsflächen 12 und der ATE-ZeIle 6 erkennen.
Fig. 4 ist ein· Ansicht ähnlich Fig. 2 hei einer anderen Ausführungsfon. Hier ist die ATR-Zelle 6 in «ine Durchflußleitung 15 größeren
Querschnittes eingesetzt, und zwar derart, daß sie eine Sekante zum Querschnitt der Durchflußleitung bildet. Auch hei dieser Anerdnung
liegen die Eim- und Austrittsflächen 12 und 13 der ATR-Zelle
außerhalb und es wird die ATB-Zelle beidseitig τβη der
Flüssigkeit 14 umströmt. Gleichwohl kann trotz des relatir großen Querschnittes der Durchflußleitung 15 eine relatrr kleine und
kurze ATB-Zelle unter Beibehaltung der Teilen Heßgenauigkeit rerwendet
werdeno Außerdem wird der Durehstromquerschnitt der Durchflußleitung
15 bei dieser Anordnung weniger beeinträchtigt als
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wenn die ΑΤΕ-Zelle auf dem Durchmesser d es Querschnittes der
Durchflußleitung angeordnet väre.
Für die erfindungsgemäß vorgesehenen drei Wellenbereiche werden
jeweils drei Filterpaarungen benötigt, die auswechselbar eingesetzt werden oder es werden Filter -verwendet, deren Werte sich im
Bahnen der oben angegebenen Bereiche kontinuierlich verändern lassen.
Besonders gute Meßergebnisse lassen sich erzielen, wenn als Meßstrahlung für den Alkoholbestandteil eine Wellenlänge von
3,0a und für den Bestandteil von Kohlendioxyd eine Wellenlänge
von 4,27/£* verwendet wird.
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Claims (1)
- Ansprüchel,') Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Bestandteilen von Bier und/oder Bierwürze, bei welchem die Einzelbestandteile, nämlich Alkohol, Extrakt oder Würze und gelöstes Kohlendioxyd einzeln bestimmt verden, dadurch gekennzeichnet, daß das Bier «it Infrarotlieht durchstrahlt vird und daß als MeBstrahlung für den Alkoholbestandteil eine Wellenlänge von 2,9 c- bis 3,1/4- für den Extrakt oder die Würze eine Wellenlänge von 9,6 A- bis 9,8 /c und für den Bestandteil an Kohlendioxyd eine Wellenlänge von 4,2 /U- bis k,kA verwendet vird, wobei die jeweilige Infrarotabsorptiem geaeasen und ausgewertet wird·Verrichtung zur Brnrehführmag d«@nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet? daß ist die jeweilige909812/0621Durchflußleitung (5), durch welche das Bier fließt, eine ATB-Zelle (6) (ATB » abgeaehvächie Totalrefelktion) eingesetzt ist, die τοη der Flüssigkeit (14) umströmt wird und die mit dar Maßstrahlung (2) beaufschlagt wird, vobei der ATB-Zelle (6) eine Auswerteinrichtung (7 bis 10) nachgeschaltet ist.3» Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur VergleichsMessumg mit Wasser eine zweite Durchflußleitung für Wasser mit einer zweiten ATB-Zelle vorgesehen ist.4. Vorrichtung mach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daßin devi Strahlengang (2) Tor der ATB-Zelle zwei Filter (3t*) angeordnet sind, die abwechselnd in den Strahlengang bringbar sind, wabai der eine Filterwert dem Wellenlängenbereich der Meßstrahlmng entspricht, während der andere Filterwert τοη diesem Wert zwischen 1/^ bis 2 &- abweicht.5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadmrch gekennzeichnet, daß die Umschaltung zwischen den beiden Filtern (3*4) mit einer Frequenz Tan etwa 100 Hz erfolgt.6. Vorrichtung naeh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß909812/062Tdie ATR-Zelle (6) quer in die Durchflußleitung (5) eingesetzt ist, wobei ihre Mittelebene auf dem Durchmesser des Querschnittes der Durchflußleitung (5) liegt.7· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ATR-Zelle (6) außerhalb der Mittelachse der Durchflußleitung (15) in diese eingesetzt ist und damit eine Sekante zum Querschnitt der Durchflußleitung (lfj) bildet.8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßals Meßstrahlung für den Alkoholbeetandteil eine Wellenil länge von 3»0 ^ und für den Bestandteil von Kohlendioxydeine Wellenlänge von 4,27/4. verwendet wird.909812/0621
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