-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zum zeitabhängigen Überprüfen
der Merkmale einer Bierschaumhaube.
-
Insbesondere wird auf ein Verfahren und eine Anlage abgezielt, die das Messen der
Veränderung von Merkmalen einer Bierschaumhaube ermöglichen, welche in einem
transparenten Gefaß, wie einen, Glas oder einem Krug entsteht, nachdem das Bier aus einer
Flasche, Bierflasche oder durch Zapfen aus einem Faß eingeschenkt wurde.
-
Es ist bekannt, daß eine solche Schaumhaube nach ihrer Bildung in dem Glas mehr oder
weniger schnell und überdies nicht gleichmäßig verschwindet, und daß dieses mehr oder
weniger schnelle Verschwinden mit der unterschiedlichen qualitativen Wertschätzung durch
den Konsumenten in Zusammenhang steht, wobei diese im allgemeinen vorteilhaft ausfällt,
wenn die Schaumhaube relativ lange anhält, und andernfalls unvorteilhaft ausfällt.
-
Das Phänomen ist von außerordentlicher Wichtigkeit, da die Merkmale der Bildung und
Entwicklung der Schaumhauben von den Bierbrauereien im Laufe der Herstellung des Bieres
oder von Verkostigungen überwacht werden, wobei die Prüfung bis heute im allgemeinen auf
das zeitliche Beobachten des Verschwindens einer Schaumhaube begrenzt ist, die gebildet
wurde, nachdem das Bier aus einer Flasche oder durch Zapfen aus einem Faß in ein Glas
eingeschenkt wurde.
-
So wird beispielsweise in der FR-A-2 336 674 ein Verfahren und ein Gerät zum zeitlichen
Messen der Resorption einer Bierschaumhaube mittels einer photoelektrischen Vorrichtung
beschrieben, deren Lichtquelle unter der Röhre angeordnet ist, in welche das Bier
eingeschenkt wird, wobei das Resultat der Messung durch die Zeit des Verschwindens der
Schaumkrone ausgedrückt wird, nachdem in der Röhre ein transparenter Bereich entsteht
oder eine Durchstrahlung auftritt. Der Betrieb, insbesondere zum Umfüllen des Bieres dauert
relativ lange, so daß die Anwendung des Verfahrens schwierig ist. Überdies gibt es nur eine
"alles oder nichts"-Auskunft.
-
Ebenso wird in der GB-A-2 161 601 ein Verfahren und ein Gerät beschrieben, bei welchem
gleichfalls eine photoelektrische Einrichtung vorgesehen ist, die entlang der Achse des Glases
ausgerichtet ist, in welches das Bier eingeschenkt wird.
-
Bei dem Verfahren gemäß der DE-A-2 734 888 werden die Proben in ein hohes Meßglas
gefüllt, das an einer Seite mit einer Mehrzahl von Lichtquellen versehen ist und an der
anderen mit derselben Anzahl Photosensoren, wobei die Quellen und die Photosensoren mit
einer Einrichtung zur elektronischen Verarbeitung verbunden sind. Die Vielzahl der
Lichtquellen und Sensoren gestalten hier das Unterfangen schwierig, und das um so mehr, da
jede Probe in ein spezielles Meßglases und so unter anderen Bedingungen als bei einer
Verköstigung durch einen gewöhnlichen Konsumenten eingefüllt werden muß.
-
Bei der DE-A-3 022 848 wird ein photoelektrisches Meßsystem, dessen Quelle und
Aufnehmer in einer Ebene normal zur Achse eines Meßglases angeordnet sind, mit einer
mobilen Einrichtung versehen, die entlang des Meßglases verschieblich ist, in welches das
Bier eingeschenkt wird. Aufgrund des bei einer Messung oftmalig erforderlichen
Verschiebens dieser Einrichtung funktioniert das Gerät nicht mehr ohne zufällige Fehler.
Überdies kann, selbst wenn die Grenzfläche zwischen Schaum und Bier mit relativer
Genauigkeit festgestellt werden kann, nicht immer das obere Niveau der Schaumhaube
bestimmt werden, das oft durch Reste oder den Rand des an der Wand des Glases
befindlichen Schaumes verdeckt ist.
-
Es besteht folglich die Notwendigkeit geeignete Mittel bereitzustellen, um reproduzierbare
Versuchsbedingungen herzustellen, die es ermöglichen, zahlenmäßig untereinander
vergleichbare Ergebnisse zu erhalten und/oder das Anwenden eines ausreichend strengen
Verfahrens gestatten, um als Basis für eine industrielle Anwendung zu dienen.
-
Folglich ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage zum zeitabhängigen
Überwachen der Merkmale einer Bierschaumhaube bereitzustellen, welche die obengenannten
Nachteile überwinden.
-
Diesbezüglich ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage bereitzustellen,
welche gleichartige experimentelle, die Proben beeinflussende Bedingungen schaffen, und
welche so bei Sicherstellen der Reproduzierbarkeit der ins Spiel gebrachten Parameter das
Ausführen einer quantitativen Analyse der beobachteten Phänomene ermöglichen.
-
Ebenso ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage zur automatischen
Verarbeitung der erhaltenen Resultate bereitzustellen, soweit die zeitliche Entwicklung der
Merkinale einer Bierschaumhaube betroffen sind.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Überprüfung der zeitabhängigen Höhenveränderung
einer Bierschaumhaube, die im oberen Teil eines transparenten Aufnahmebehälters, wie einem
Glas oder ähnlichem entsteht, nachdem das Bier aus einem Gefäß wie einer Flasche,
Bierflasche oder durch Zapfen aus einem Faß eingeschenkt wurde, worauf mit optischen
Mitteln die Höhe der Grenzfläche Bier/Schaum und jene der Haube an dem vertikal
angeordneten Behälter festgestellt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die Spitze der
Schaumhaube und entlang einer vertikalen Achse ein Lichtstrahl gerichtet wird, daß in
vorbestimmten Zeitintervallen gleichzeitig und durch seitlich von dem Behälter gemachte
Aufnahmen Bilder der Spitze dieser Haube und des Niveaus der Grenzfläche Bier/Schaum
hergestellt werden, und daß diese Bilder zum Feststellen der Veränderungen von Merkmalen
der Schaumhaube, insbesondere der Geschwindigkeit beim Verschwinden dieser Haube
verarbeitet werden.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Lichtstrahl, der auf die Spitze der
Schaumhaube gerichtet wird, aus einem schmalen geraden Spalt ausgesandt, worauf die
Bilder des Spaltes auf der Spitze der Haube mit jenen der Höhe der Grenzfläche Bier/Schaum
verarbeitet werden, um die Veränderungen der Merkmale der Schaumhaube zu erhalten.
-
Die Bilder sind photographische Bilder und werden mit Hilfe eines Blitzes hergestellt.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die Bilder optoelektronische Bilder,
insbesondere Fernsehbilder.
-
Ein solches Verfahren, das die Struktur und den Aufbau der beobachteten Schaumhaube nicht
zerstört, ist eine besonders interessante Anwendung und setzt die beobachteten Phänomene
besser um als die oben beschriebenen bekannten Verfahren.
-
Eine Anlage zum Überprüfen der zeitabhängigen Merkmale einer Schaumhaube, die sich an
der oberen Öffnung eines transparenten Behalters, wie einem Glas oder ähnlichem ausbildet,
nachdem das Bier aus einem Gefaß, wie eine Flasche, Bierflasche oder durch Zapfen aus
einem Faß eingeschenkt wurde, mit optischen Mitteln zum Bestimmen des Niveaus der
Grenzflache Bier/Schaum und der Hohe der Schaumhaube in dem vertikal angeordneten
Behalter, ist dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel einerseits eine
Beleuchtungsquelle mit einer Blende, die einen Lichtstrahl entlang einer vertikalen Achse auf
die Spitze der Schaumhaube richtet, und andererseits Mittel zur Herstellung von Bildern, die
dazu geeignet sind, zu voreingestellten Zeitpunkten seitliche Aufnahmen von den, Niveau der
Grenzfläche Bier/Schaum herzustellen, und Mittel zum Verarbeiten dieser Bilder enthalten,
die den Mitteln zur Herstellung der Bilder zugeordnet sind.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage weiters eine Vorrichtung zum
vorbestimmten und reproduzierbaren Füllen des Bierglases oder ähnlichem auf, wobei diese
Vorrichtung einen Teil mit der allgemeinen Form eines Pultes mit zwei Neigungsflächen
aufweist, der mittels eines Motors mit regelbarer Geschwindigkeit um eine Achse geschwenkt
werden kann, die parallel zur Schnittlinie der Neigungsflächen verläuft.
-
Der schwenkbare Teil weist vorzugsweise Mittel zur relativen Positionierung von Flaschen
und Gläsern und ebenso Mittel zum Einstellen des relativen Abstandes zueinander auf.
-
Die optischen Mittel weisen geeignete Mittel zum optischen Festlegen des oberen Teils der
Schaumhaube auf.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen diese Mittel eine lineare Blende in Form eines
schmalen Spaltes auf, um einen Lichtstrahl mit großer Intensität auf den oberen Teil der
Schaumhaube zu richten.
-
Bei einer Ausführung weisen die Mittel zur Herstellung von Bildern einen Photoapparat auf,
dessen Auslöser mit Mitteln zum Blitzen synchronisiert ist, wobei die Anordnung gemäß einer
vorprogrammierten Sequenz von einem Rechner oder ähnlichem gesteuert wird.
-
Bei einer bevorzugten Variante sind die Mittel zur Herstellung von Bildern optoelektronische
Mittel, vorteilhafterweise solche wie beim Fernsehen, und die Veränderung der Merkmale
dieser Schaumhaube in Abhängigkeit von der Zeit, insbesondere die Geschwindigkeit der
Verringerung der Höhe dieser Haube, wird von automatischen Rechnermitteln bestimmt,
welchen gegebenenfalls ein Meßwertplotter zugeordnet ist.
-
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung näher erläutert, die bezüglich der
beiliegenden Figuren ein Ausführungsbeispiel beschreibt. In diesen zeigen:
-
Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Apparates einer Anlage gemäß der
Erfindung, wobei gewisse Teile aus Klarheitsgründen weggelassen wurden,
-
Fig. 2 einen schematischen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, mit einer
Flasche und einem Glas;
-
Fig. 3 eine analoge Ansicht wie Fig. 2, jedoch in einem anderen Zustand;
-
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines anderen Teils der erfindungsgemäßen
Anlage;
-
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines mit Bier und Schaum gefüllten Glases
und
-
Fig. 6 repräsentative Kurven aus Ergebnissen von Proben.
-
Zunächst wird auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen, die einen Apparat einer
erfindungsgemäßen Anlage zeigen, der dazu vorgesehen ist, den Inhalt von Bierflaschen
gemäß einer vorbestimmten Vorgangsweise mit festgelegten und reproduzierbaren
Merkmalen in ein Glas einzuschenken.
-
Ein solcher Apparat weist im unteren Teil eines Behälters 10 eine Vorrichtung 11 auf, die
dazu geeignet ist, unter Einwirkung eines elektrischen Motors 13, welcher in Bezug auf den
Drehsinn und seine Rotationsgeschwindigkeit vom Ausgang der Mittel 14 gesteuert wird,
eine Schwenkbewegung umeine Achse 12 auszuführen. Die Vorrichtung 11 besitzt ein wenig
die Form eines zweiseitigen Pultes, das heißt, sie weist ein erstes und zweites L-Profil 15
bzw. 16 auf, wobei die Position der größeren Schenkel 17 und 18 an einer mit Neigungen
versehenen Halterung 19 einstellbar ist und diese und mittels dreieckiger Platten 19a
verbunden sind, durch welche die Achse 12 verläuft, welche so parallel zum Schnittpunkt der
Neigungen verläuft.
-
Knopflochartige Schlitze 22 und 23, die in den Schenkeln 17 und 18 ausgebildet sind und
durch welche Gewindebolzen 24 durchgeführt sind, die mit der Halterung 19 verbunden sind,
ermöglichen die Positionseinstellung von Profilen 15 und 16 an dieser Halterung, wobei
Schenkelmuttern 37 vorgesehen sind, die mit den Gewindebolzen 24 zusammenwirken, um
die Profile 15 und 16 in der gewählten Position festzuhalten.
-
An dem kleineren Schenkel 20 des Profils 15 sind drei Näpfe 211, 212, 213 zur
Positionierung der Flaschen oder Bierflaschen B mittels ihrer Flaschenböden befestigt, die an
der Höhe ihrer Ausfließöffnung mittels eines Halsringes 25 gehalten werden, der an einem
Trägersitz 271, 272, 273 ausgebildet ist, mit welchem ein zugeordneter Träger 28
zusammenwirkt, der an dem Träger 26 mit Hilfe von Flügelmuttern 29 befestigt wird, welche
mit Gewindebolzen 30 verschraubt werden, die in dem Träger 26 verankert sind.
-
An dem kleineren Schenkel 38 des Profils 16 und in Ausrichtung mit den Näpfen 21 sind
analog zu dem Träger, der dem Profil 15 zugeordnet ist, Näpfe 35&sub1;, 35&sub2;, 35&sub3; zur Befestigung
der Gläser V angeordnet, die überdies an ihrem Oberteil oder ihrem Mittelteil an einem
Träger 26 anliegen.
-
Der Apparat, der im folgenden beschrieben wird, erlaubt das Überführen des Inhaltes von
Bierflaschen B in die Gläser V durch Steuerung des Motors 13, welcher die Vorrichtung 11
von der in der Fig. 2 gezeigten Position bis zu der in der Fig. 3 gezeigten Position
verschwenkt, das heißt jener, bei welcher der Schenkel 38 des Profils 16 im wesentlichen
parallel zu dem Boden des Behälters 10 ist. Durch Wahl einer geeigneten
Rotationsgeschwindigkeit des Motors 13 und eines mehr oder weniger großen
Zwischenraumes zwischen der Öffnung der Flaschen und der Gläser, - der mit Hilfe der
knopflochartigen Schlitze 22, 23 und den Schenkelmuttern 37 einstellbar ist - steuert man die
Überfuhr des Inhaltes der Bierflaschen in die Gläser, damit sich oben an der freien Oberfläche
des Bieres eine Schaumhaube ausbildet, die reproduzierbar ist und so oft wie gewünscht
hergestellt werden kann.
-
Wenn die Überwachung der zeitabhängigen Merkmale der Schaumhaube nicht an einer oder
an mehreren Bierflaschen durchgeführt werden muß, sondern an Faßbier, wird von der
Erfindung vorgesehen, daß ein gewöhnlicher Zapfhahn mit Mitteln zur automatischen
pneumatischen Steuerung des Öffnens und Schließens des Hahns verbunden wird, unter
welchem sich in einstellbarer Höhe das Glas befindet, welches das Bier enthalten soll, von
dem das Übeiwachen der Bierhaube gewünscht wird, so daß das Füllen des Glases durch
Zapfen aus einem Faß ebenso in vorbestimmter Weise und reproduzierbar erfolgt.
-
Genauso wie im Fall der Zapfanlage werden die Proben in jenem mit dem Apparat mit
Flaschen oder Bierflaschen in Glaser gefüllt, die einer Waschbehandlung und einer speziellen
Trocknung unterzogen wurden und eine vorgegebene Temperatur besitzen, wobei das Bier in
dem Faß oder in der Flasche über eine vorbestimmte Zeit und bei einer vorbestimmten
Temperatur gelagert wird.
-
Eben so hat man experimentell reproduzierbare Referenzbedingungen festgelegt, voll welchen
die quantitativen Proben beeinflußt werden, wie untenstehend unter Bezugnahme auf die
Fig. 4 ausgeführt wird, welche schematisch die Mittel zum Messen einer erfindungsgemäßen
Anlage zeigt.
-
Bei der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform weist die Anlage ein Gerät 40 zum
Herstellen von Bildern auf das an einem Arm 42 befestigt ist, welcher selbst in Längsrichtung
gleitend an einer Gleitschiene 42 montiert ist, die auf einer Platte 43 eines Winkels 44 aufliegt,
wobei die Anordnung von einem nicht gezeigten Gehäuse eingeschlossen ist, das frontale
Eingänge für den Zugriff aufweist und dazu bestimmt ist, die Wirkung von Störlicht zu
reduzieren. Der Winkel 44 ist um eine horizontale Achse 45 schwenkbar und in der
Zeichnung an dem unteren Ende des Schenkels 46 gelagert, der normal auf die Platte 43 des
Winkels 44 steht. Diese Anordnung ermöglicht das Herstellen von Bildern des Glases, dessen
Höhe der Grenzfläche Bier/Schaum oder der Höhe der freien Oberfläche des Bieres mit L und
dessen Bierschaumhaube mit m bezeichnet wird, entlang einer horizontalen Aufnahmeachse,
die mit h bezeichnet ist, oder entlang einer im wesentlichen vertikalen Achse, wenn man den
Winkel 44 verschwenkt, um die Platte 43 in eine im wesentlichen vertikale Lage zu bringen,
nachdem das Aufnahmegerät 40 bezüglich des Glases V mit Hilfe der Gleitschiene 42 und des
Armes 41 in Position gebracht wurde.
-
Während das Aufsuchen der Höhe der freien Oberfläche des flüssigen Bieres in dem Glas
ohne Probleme durchgeführt werden kann, ist es das nicht beim Aufsuchen der Spitze s der
Schaumhaube m der Fall, deren Absinken im Laufe der Zeit genau einer der Parameter ist,
dessen Überwachen durch das Verfahren und durch die Anlage ermöglicht wird.
-
Deshalb wird von der Erfindung vorgeschlagen, die Anlage mit einer Lichtquelle 50 mit einer
Blende 51 und mit Blitzmitteln 52 zu versehen, deren Auslöser in derselben Weise wie der des
Aufnahmegerätes 40 mittels einer Vorrichtung 53 eingestellt wird, im einfachsten Fall mit
einem Rechner oder ein Mikrocomputer, der eine Sequenz voll Intervallen mit vorbestimmten
Zeiten festlegt.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist m der Blende 51 ein gerader Spalt vorgesehen,
der einen strichförmigen Lichtstrahl mit großer Intensität formt, welcher ein eindeutiges
Ausleuchten der Spitze der Schaumhaube sicherstellt, deren zeitabhängige Höhenveränderung
leicht ermittelt werden kann, ungeachtet des Vorhandenseins eines "Schaumrandes", der an
der Innenwand des oberen Teils des Glases nach und nach ausgebildet wird, wenn die Höhe
der Haube abnimmt.
-
Ergänzend ermöglicht die Verwendung einer Blende in Form eines geraden Spaltes das
Bestimmen der Form des oberen Teils der Schaumhaube, welche eine für den Braufachmann
eine interessante Information darstellt.
-
Den beschriebenen Mitteln zum Herstellen von Bildern sind erfindungsgemäß Mittel zur
Verarbeitung zugeordnet, die das Erhalten und gegebenenfalls visuelle Auswerten der
Veränderungen der untersuchten Merkmale der Schaumhaube ermöglichen
-
In einer Ausführungsform, bei welcher das Aufnahmegerät 40 ein Photoapparat ist, der mit
einem Sofortfilm, beispielsweise ein Film mit der Bezeichnung "Autoprocess" der Firma
Polaroid versehen ist, erhält man Diapositive, deren Analyse an einer Vorrichtung zur
Sichtbarmachung von Diapositiven das Aufzeichnen von Kurven ermöglicht, wie sie in der
Fig. 6 gezeigt werden.
-
Bei einer Variante ist das Aufnahmegerät von optoelektronischer Art und die Bilder werden
mit Hilfe eines Fernsehgerätes analysiert. Bei einer solchen Ausführung können die Resultate
ausgehend von Informationen automatisch aufgezeichnet werden, die von einem Rechner
bereitgestellt werden, welcher mittels einer Schnittstelle an eine Kamera angeschlossen ist und
die numerische Auswertung des Videobildes, beispielsweise mit Hilfe eines Meßwertplotters
oder eines Druckers ausführt.
-
Bei genau einer Betrachtung sieht die Erfindung bei einer dieser Ausführungsformen vor, daß
die Lichtquelle 50 mit der Blende 51 einen Lichtstrahl mit großer Intensität auf die Spitze der
Schaumhaube m richtet und daß das Mittel 52 der zuvor beschriebenen Ausführungsform
durch ein Mittel zum Beleuchten der Wand des Glases ersetzt wird, das beispielsweise aus
einer Faseroptik besteht, die in das Innere des Glases führt, vor diesem angeordnet ist und
gegen den Bereich L mit der Grenzfläche Bier/Schaum gerichtet ist. Wie bei der zuvor
beschriebenen Ausführungsform ist die Anordnung in einem Kasten oder einem Behalter mit
schwarzen Innenwänden ein geschlossen, die eben so das Aufnahmegerät 40 umschließen, das
hier als eine CCD Kamera (ladungsgekoppelte Bausteine) ausgeführt ist und mittels einer
geeigneten Schnittstelle mit dem Mikrocomputer 53 verbunden ist, wobei diese Schnittstelle
einen Speicher enthält, der ausreicht, um 280·280 in einem Bild enthaltene Punkte, zu
speichern, wobei das Bild an einer Vorrichtung zur Sichtbarmachung angezeigt und
gleichzeitig von dem Mikrocomputer verarbeitet werden kann, um die charakteristischen
numerischen Werte zu vorbestimmten Zeitpunkten auszudrucken.
-
Welches auch immer das Mittel ist, von dem Gebrauch gemacht wird, die Erfindung
ermöglicht für ein bestimmtes Bier das Aufzeichnen der repräsentativen Kurve für die
Schaumhöhe über dem Niveau des Bieres in Abhängigkeit von der Zeit, die von der
Überführung des Bieres aus einer Flasche oder durch Zapfen aus einen, Faß in das Glas
verstrichen ist, wie in Fig. 6 mittels C&sub1;, C&sub2;, C&sub3; gezeigt wird.
-
Es wird festgestellt, daß für Biere, die unter denselben Bedingungen, insbesondere derselben
Temperatur gelagert werden und die auf identische Weise in Gläser eingeschenkt werden, die
zuvor gewaschen, getrocknet werden und dieselbe Temperatur besitzen wie das Bier, die
Höhen der Schaumhauben zu Beginn, wie mit der strichlierten Ordinate an derselben Abszisse
T&sub0; gezeigt wird, für ein schweres Bier (Kurve C&sub1;) oder für ein Leichtbier (Kurve C&sub2;)
unterschiedlich sind, und alle Kurven, die für ein Bier mittlerer Stärke erhalten werden (Kurve
C&sub3;), im wesentlichen denselben Verlauf aufweisen, der insbesondere durch einen im
wesentlichen linearen Mittelteil gekennzeichnet ist.
-
Die genaue Bestimmung des linearen Teils ermöglicht das Quantifizieren der
Abnahmegeschwindigkeit der Schaumhaube (Steigung der repräsentativen Kurve) und so das
Erstellen von objektiven Qualitätskriterien im Lauf der Herstellung und bei einer späteren
Verköstigung.
-
Bei einer Ausführung mit einem Optoelektronischen Bild, das mit Hilfe einer Halbleiterkamera
ausgewertet wird, wird vom Mikrocomputer ebenso ein Drucker gesteuert, der die Kurven C
liefert.
-
Bei einer solchen Ausführung wird von dem Mikrocomputer gleichfalls die mathematische
Verarbeitung der Kurven durchgeführt, das heißt, die Bestimmung der beiden Parameter H&sub0;,
und K des mathematischen Modells in Form des folgenden, von der Zeit abhängenden
Gesetzes:
-
H=H&sub0;·e-K·t
-
wobei H&sub0; die Höhe der Schaumhaube zu Beginn und K eine Konstante ist, die mit dem
analysierten Produkt in Zusammenhang steht.