DE4237807A1 - Verfahren zur Ermittlung einer Bewertungsziffer für den Abbau von Schaum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Haltbarkeit des Schaums ist ein wichtiges Qualitäts­ merkmal von Flüssigkeiten und insbesondere von Bier, da ein gezapftes Bier, dessen Schaum nach dem Einschenken rasch zerfällt, als abgestanden empfunden wird. In der Brauereitechnik ist also eine ständige Kontrolle des Schaumzerfalls des hergestellten Bieres von großem Inter­ esse.

Es werden deshalb schon seit langem Bemühungen unternom­ men, ein standardisiertes Meßverfahren zu entwickeln, mit dem die Haltbarkeit des Schaums gemessen werden kann.

Eines dieser Verfahren stammt von S. Ross und G.L. Clark (Wall. Lab. Comm. 2, 46, 1939). Bei diesem Verfahren wird das Bier zunächst aufgeschäumt. Als Maß für die Schaum­ haltbarkeit dient die mittlere Lebensdauer der Gesamtheit der Schaumblasen, die aus dem Verhältnis zwischen der Zer­ fallszeit des Schaums und dem Logarithmus des Verhältnis­ ses zwischen dem Volumen der rückgebildeten Flüssigkeit s und dem noch vorhandenen Schaum ermittelt wird. Das Volu­ men des zerfallenen Schaums wird durch mehrmaliges Ablas­ sen der entstandenen Flüssigkeit in einen Meßzylinder er­ mittelt. Das Volumen des restlichen Schaums wird nach sei­ ner Verflüssigung durch konzentrierten Alkohol mit Hilfe eines weiteren Meßzylinders bestimmt.

Dieses Verfahren hat mehrere Nachteile: Zum einen ist die Arbeitsvorschrift zur Durchführung des Verfahrens kompli­ ziert. So müssen bei manueller Handhabung bestimmte Meß­ zeiten stets exakt eingehalten werden. Des weiteren wird das Meßergebnis wesentlich durch Toleranzen der verwende­ ten Glasgeräte beeinflußt. Bei Bieren mit schlechter Schaumhaltbarkeit versagt - und daher schnellem Schaumzer­ fall - muß das bekannte Verfahren - auch bei exakter Ein­ haltung der Arbeitsvorschriften - völlig versagen.

Ein weiteres Verfahren zur Ermittlung der Schaumbeständig­ keit geht auf Klopper (W.J. Klopper, Proc. EBC 1973, S. 363, W.J. Klopper und H.A. Vermeire, BWiss 30, 276, 1977) zurück. Bei diesem Verfahren werden die Zeiten be­ stimmt, in denen sich die Oberfläche der Schaumkrone um vorbestimmte Pegeldifferenzen absenkt. Das Schaumniveau wird durch ein bewegliches Elektrodensystem erfaßt, das auf die Leitfähigkeit des Schaums reagiert.

Bei der mit der Verringerung des Schaumvolumens verbunde­ nen Absenkung der Schaumoberfläche verliert das Elektro­ densystem den Kontakt zur Schaumkrone, worauf es sich selbsttätig soweit absenkt, bis der Kontakt zum Schaum wiederhergestellt ist. Die Zeiten, die für die Absenkung um die oben genannten Pegeldifferenzen (bei gleichbleiben­ der Absenkgeschwindigkeit) benötigt werden, werden gespei­ chert und können abgerufen werden.

Auch dieses Verfahren weist wesentliche Nachteile auf. Zum einen kann das Elektrodensystem durch seinen mechanischen Kontakt zur Schaumoberfläche selbst zum Schaumabbau beit­ ragen. Außerdem baut sich der Schaum zunächst an der Grenzfläche zur Flüssigkeit ab, wobei der Flüssigkeits­ spiegel ansteigt, die Oberfläche sich jedoch nicht oder nur wenig absenkt. Die Absenkung der Schaumoberfläche ist also kein die Schaumhaltbarkeit eindeutig kennzeichnendes Maß - zumal dieses Verfahren das Vorhandensein einer ebe­ nen Oberfläche voraussetzt, was häufig nicht gegeben ist.

Ein weiteres Verfahren wurde von Gales (P.W. Gales, ASBC Journal, Vol. 35, S. 197) vorgestellt. An einem durchsich­ tigen Zylinder ist eine Anzahl von zyklisch sequentiell getaktet angesteuerten Leuchtdioden mit gegenüberliegenden Phototransistoren senkrecht übereinander angeordnet. Mit der sich bei zunehmendem Flüssigkeitsabbau zurückbildenden Flüssigkeit gelangen immer mehr Lichtimpulse zu den Photo­ transistoren.

Die Differenz zwischen der Zahl der in einem vorgebenen Zeitintervall bei leerem einerseits und bei mit Schaum ge­ fülltem Zylinder andererseits registrierten Impulse stellt dabei ein Maß für die Schaumhaltbarkeit dar.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es keine aussagefä­ hige Maßzahl für den zeitlichen Verlauf des Schaumabbaus beinhaltet. So werden auch dann auf eine große Schaumhalt­ barkeit hindeutende Werte ausgegeben, wenn sich eine ge­ ringe Schaummenge sehr lange hält. Dies wäre aber gerade bei Bier ein Zeichen schlechter Qualität, da der Anfangs­ entwicklung des Schaumabbaus eine relativ größere Bedeu­ tung zukommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, das leicht durchführbar ist, und dabei reproduzierbare Ergebnisse liefert, die den Abbau des Schaumes auch in seinem Zeit­ verhalten eindeutig kennzeichnen, wobei die Bewertung zeitabhängig in der Weise erfolgen soll, daß der Existenz von Schaum zu unterschiedlichen Meßzeiten eine unterschied­ liche Gewichtung beigegeben werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine Bewer­ tungszahl für den Schaumabbau nicht nur eine Summenbildung hinsichtlich der noch vorhandenen aktuellen Schaummenge beinhalten sollte, sondern, daß auch der zeitliche Verlauf des Schaumabbaus für dessen standardisierende Bewertung von entscheidender Bedeutung ist. Die Zunahme der beim Schaumabbau entstehenden Flüssigkeitsmenge unmittelbar nach Versuchsbeginn ist dabei von entscheidenderer Bedeu­ tung und als das Integral der entstandenen Flüssigkeits­ menge insgesamt.

Insbesondere bei Bier wird die Beständigkeit des Schaums in den ersten Minuten nach dem Füllen eines Gefäßes als entscheidendes Kriterium für die Güte eines Biers angese­ hen, da der Erhalt der "Blume" unmittelbar nach dem Ein­ füllen des Biers bis zum Servieren ein wesentliches Beur­ teilungskriterium aus der Sicht des Konsumenten ist. Da unmittelbar anschließend das Antrinken des Biers erfolgen wird, ist der weitere Bestand des Schaums nicht mehr von Bedeutung - er wird beim Trinken eher als störend empfun­ den werden, da er eher ein Hindernis beim Trinken bildet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird deshalb, nach dem Aufschäumen und Einfüllen der aufgeschäumten Flüssigkeit in ein Gefäß, die Menge der sich aus dem Schaum bildenden Flüssigkeit zu unterschiedlichen Zeitpunkten gemessen. Dabei werden die Meßwerte kontinuierlich oder in festen Zeitintervallen in Zuordnung zum jeweiligen Meßzeitpunkt in einem Speicher festgehalten. An die Meßwerte wird dann ein die Zeitabhängigkeit der Flüssigkeitsmenge beschrei­ bender funktionaler Zusammenhang angepaßt. Aus diesem zeitfunktionalen Zusammenhang werden eine oder mehrere Bewertungsziffern erhalten, die kennzeichnend für den zeitlichen Verlauf des Schaumabbaus sind.

Diese Bewertungsziffern werden vorzugsweise aus Parametern des zeitfunktionalen Zusammenhangs bestimmt, deren Kennt­ nis es ermöglicht, die Flüssigkeitsmenge zu einem beliebi­ gen Zeitpunkt zu berechnen. Diese Parameter sind zunächst unbestimmt und werden durch die Anpassung des zeitfunk­ tionalen Zusammenhangs festgelegt. Sie kennzeichnen den den zeitlichen Verlauf des Schaumabbaus eindeutig, so daß es möglich ist, aus ihnen eine oder mehrere ebenso ein­ deutige Bewertungsziffern zu gewinnen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Anpassung des zeitfunktionalen Zusammenhangs mit der Methode der kleinsten Fehlerquadrate. Dabei wird die Summe der Abstandsquadrate zwischen den Meßwerten und der ange­ paßten Kurve minimalisiert. Diese Methode hat den Vorteil, daß sie sich vorzugsweise mit Hilfe eines Computers reali­ sieren läßt.

Vorzugsweise wird für den zeitfunktionalen Zusammenhang eine ganze rationale Funktion verwendet. Eine derartige Funktion ist am ehesten geeignet, - insbesondere den An­ fangsteil - des ablaufenden Zerfallsprozesses zu beschrei­ ben.

Bei der bevorzugten Durchführung des Verfahrens wird die Messung der Flüssigkeitsmenge mit dem Ende des Einfüll­ vorgangs gestartet, damit die Anfangsphase des Schaumab­ baus durch die Messung erfaßt wird. Damit ist gewährlei­ stet, den für die Approximation des bedeutsamen Teil des Abbaus zu erfassen und daß weiterhin auch Biere mit schlechter Schaumhaltbarkeit untersucht werden können, so daß das Verfahren universell einsetzbar ist.

Die Messung des Flüssigkeitsmenge erfolgt auf optischem Wege mit Hilfe optischer Sensoren, die das höhere Trans­ missionsvermögen für Licht oder Infrarotstrahlung der Flüssigkeit gegenüber dem Schaum detektieren. Das hat meh­ rere Vorteile: Zum einen entfällt eine aufwendige und stö­ ranfällige Mechanik. Desweiteren wird der Schaumabbau nicht durch die Messung selbst beeinflußt.

Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Aufschäumvorrichtung - insbesondere mit einem in vertikaler Richtung motorisch bewegten Aufschäum­ stutzen versehen ist - und einem steuerbaren Ventil, über das der Schaum einem durchsichtigen Meßgefäß zugeführt wird. Dabei ist das Meßgefäß von einer Halterung umfaßt. Diese Halterung dient zur Befestigung von Licht und/oder Infrarotstrahlung erzeugenden Vorrichtungen und diesen Vorrichtungen horizontal gegenüberliegenden für Licht und/oder Infrarotstrahlung empfindliche Sensoren.

Diese Art des Aufbaus verbindet mehrere Vorteile: dadurch, daß einerseits die Meßeinrichtungen nicht unmittelbar am Meßgefäß, sondern an einer von diesem unabhängigen Halte­ rung befestigt sind, kann das Meßgefäß leicht zum Zwecke der Reinigung aus der Vorrichtung entfernt werden. Durch die gesonderte Befestigung der Sensoren - sowie den weit­ gehend unabhängig vom Experimentator ablaufenden Auf­ schäumvorgang - wird andererseits die Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse gewährleistet.

Bei der bevorzugten Vorrichtung befinden sich sowohl die Licht und/oder Infraroterzeugenden Vorrichtungen als auch die licht- und/oder infrarotempfindlichen Sensoren jeweils in horizontalen Bohrungen der Halterung. Durch diese Boh­ rungen wird der Einfall von Fremdlicht und eine daraus re­ sultierende Störung der Messung vermieden. Die Bohrungen sind in einer Reihe senkrecht übereinander in gleichblei­ benden Abständen zueinander angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Anzahl der Sensoren, die von der ihnen gegenüberliegenden Vorrichtung ausgehender Licht und/oder Infrarotstrahlung getroffen werden, eine unmittel­ bare Aussage über die Höhe des Flüssigkeitspegels im Meß­ gefäß ermöglicht.

Bei der bevorzugten Vorrichtung aktiviert eine Steuer­ schaltung durch mechanische und/oder elektronische Um­ schalter die Licht und/oder Infrarotstrahlung erzeugenden Vorrichtungen und die ihnen zugeordneten Sensoren jeweils paarweise in vertikal aufsteigender Reihenfolge. Auf diese Weise wird die Höhe des Flüssigkeitspegels im Meßgefäß ab­ getastet. Er wird durch die Anzahl der Sensoren, die von Licht und/oder Infrarotstrahlung getroffen werden sowie die Position des äußersten aktivierten Sensors, reprä­ sentiert.

Dieser Vorgang wird in festen Zeitintervallen zyklisch wiederholt, so daß in kurzen Zeitabständen Meßwerte des jeweiligen Flüssigkeitspegels erhalten werden.

Die Sensoren der bevorzugten Vorrichtung liefern elektri­ sche Ausgangssignale, die einem selbstregelnden Verstärker zugeführt werden. Dieser selbstregelnde Verstärker gleicht allgemeine Helligkeitsschwankungen und kurzfristige Stö­ rimpulse aus. Durch die Begrenzung der Verstärkung wird vorteilhafterweise vermieden, daß die Verstärkung schon erhöht wird, wenn die vom Schaum verdeckten Sensoren keine oder nur geringe Ausgangssignale liefern.

Bei der bevorzugten Vorrichtung wird die Signalfolge am Ausgang des Verstärkers einer Auswertungsschaltung zuge­ führt, die sicherstellt, daß nur eine einwandfreie Licht-/ Infrarot-Transmission zu einem entsprechenden - Lichtdurch­ gang anzeigenden - Ausgangssignal führt. Daraus wird ein Datenwort gebildet, das dem während eines Zyklus gemesse­ nen Flüssigkeitspegel im Meßgefäß entspricht. Diese Form der Übertragung besitzt den Vorteil, daß die Daten so vor­ liegen, wie sie überlicherweise für eine Weiterverarbei­ tung mit einem Computer benötigt werden. Das so erzeugte Datenwort wird einem Computer übergeben. Dieser speichert das entsprechende Datenwort und alle übrigen während einer Messung anfallenden. Damit ist der zeitliche Verlauf der Flüssigkeitsmenge im Computer gespeichert. An diesen Ver­ lauf wird der zeitfunktionale Zusammenhang durch den Com­ puter angepaßt und die den Schaumabbau kennzeichnende Be­ wertungsziffer berechnet.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung in schematisierter Darstellung,

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch die das Meßgefäß umfassende Halterung als Detail zu Fig. 1,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch die das Meßgefäß umfassende Halterung gemäß Fig. 2 sowie

Fig. 4 eine Schaumzerfallskurve zur Auswertung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in graphischer Darstellung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungs­ form der Vorrichtung zur Ermittlung einer Bewertungsziffer für den Abbau von Schaum ist eine Steuerschaltung 1 mit einem Ventil 2b und mit einem Schrittmotor 2a sowie Um­ schaltern 3 und 4 verbunden. Der Schrittmotor bewegt die Auslaßöffnung des der die Aufschäumvorrichtung mit der aufsteigenden Schaumoberfläche im Gefäß nach oben, so daß diese dem aufsteigenden Schaum selbsttätig folgt und die Apparatur unabhängig von subjektiven Einflüssen wird.

Durch die Steuerschaltung 1 wird das Ventil 2b für die Schaumzufuhr solange geöffnet, bis im Meßgefäß 5 eine be­ stimmte Füllhöhe erreicht ist und anschließend das Auf­ schäumrohr aus dem Meßgefäß entfernt. Mit dem Schließen des Ventils 2b werden Leuchtdioden 6 mit der Steuerschal­ tung über den Umschalter 3 der Reihe nach einzeln in auf­ steigender Reihenfolge aktiviert. Dieser Vorgang wird zy­ klisch wiederholt. Bei der bevorzugten Ausführungsform be­ trägt die Anzahl der Leuchtdioden 6 insgesamt 64 - es sind aus Gründen der Übersichtlichkeit allerdings nur vier dar­ gestellt. Die Strahlung der Leuchtdioden gelangt durch den mit Flüssigkeit gefüllten Teil des Meßgefäßes 5 zu den Photodioden 7.

Die Photodioden 7 sind mit dem Umschalter 4 verbunden, der nur das Signal der Photodiode an den selbstregelnden Ver­ stärker 8 weiterleitet, die der gerade aktiven Leuchtdiode exakt gegenüberliegt. Das verstärkte Signal wird dem Im­ pulswandler 9 zugeführt, der das Signal für die nachfol­ genden Stufen zu digitalen Impulsen formt. Diese gelangen zu der Auswerteschaltung 10 an dessen Ausgang die Füllhöhe im Gefäß als Datenwort zur Verfügung steht. Dieses wird an den Computer 11 übergeben, mit dem nach Beendigung der Messung eine programmgesteuerte Anpassung des zeitfunktio­ nalen Zusammenhangs an die Meßwerte erfolgt. Mit einer Da­ tenausgabeeinheit 12 gibt der Computer auf einem Display oder über einen Drucker die ermittelten Bewertungsziffern für den Abbau des Schaums aus.

(Bei einer in der Figur nicht dargestellten vorteilhaften Weiterbildung wird der Schrittmotor 2a beim Aufschäumen jeweils durch die mittels Leucht- und Photodioden gebilde­ ten Lichtschranken in der Weise gesteuert, daß jeweils bei Abschattung einer Photodiode in der Reihenfolge von unten nach oben ein Steuersignal erzeugt wird, welches den Schrittmotor jeweils zur Bewegung der Auströmöffnung des Aufschämrohrs um einen vorgebenen entsprechenden Höhenbe­ trag in vertikaler Richtung nach oben antreibt.)

Die in Fig. 2 im horizontalen Schnitt durch die das Meß­ gefäß dargestellte Halterung weist die Form eines "U" auf, wobei die an den freien Schenkeln vorgesehenen Befesti­ gungsteilen 13 verstärkt ausgestaltet sind. Diese Befesti­ gungsteile 13 sind mit Bohrungen 14 für die Leuchtdioden 6 und für die gegenüberliegenden Photodioden 7 versehen.

Aus dem in Fig. 3 dargestellten vertikalen Schnitt durch die Halterung gemäß Fig. 2 sind die in dem zum Meßgefäß vorspringenden Befestigungsteil 13 der Halterung vorhande­ nen Bohrungen 14 zur Aufnahme der Leuchtdioden ersicht­ lich. Von den 64 Bohrungen sind aus Gründen der Übersicht­ lichkeit wiederum nur einige dargestellt. Sie sind jeweils senkrecht übereinander und den Photodioden gegenüberlie­ gend angeordnet.

Bei der dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Bewertungsziffer für den Abbau von Schaum auf einer Flüssigkeit, insbeson­ dere auf Bier, wird nach Aufschäumen der Flüssigkeit, und nach dem Einfüllens der aufgeschäumten Flüssigkeit in das Meßgefäß die Menge der sich in dem Meßgefäß aus dem Schaum bildenden Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Zeit gemes­ sen.

In einem Speicher des Computers 12 werden die Meßwerte kontinuierlich und/oder in festen Zeitintervallen in Zu­ ordnung zur seit Meßbeginn vergangenen Zeit registriert.

An die sich so ergebende Folge von Meßwerten wird eine Zeitfunktion approximiert, wobei diese Approximation be­ vorzugt nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate er­ folgt.

Anhand von Fig. 4 soll nun die Durchführung des erfin­ dungsgemäßes Verfahrens anhand eines Beispiels näher er­ läutert werden, wie es in graphischer Darstellung wieder­ gegeben ist.

Mit einem Foam-Flasher (Fa. Haffmans, NL-5900 Venlo, CO₂-Überdruck 0,7 bar) wird über ein Magnetventil ein zy­ lindrisches Normglas mit vollständig aufgeschäumtes Bier bis zur Höhe des Glases selbst gefüllt. Damit sich eine möglichst ebene Schaum-Oberfläche ergibt, wird das Schaum- Austrittsrohr mit dem Anstieg des Schaumes beim Einfüllen motorisch nach oben bewegt und die Messung - definiert und rechnergesteuert - sofort nach Beendigung des Einfüllvor­ ganges gestartet.

Nun wird mittels der horizontal angebrachten Transmis­ sionslichtschranken mit geeigneter Lichtwellenlänge das Ansteigen der Schaum-Unterkante UK(t) verfolgt und die Zeiten t für eine Bewegung um je 1/10 Zoll (2,54 mm) regi­ striert. Es hat sich als ausreichend erwiesen, diese Mes­ sung nach spätestens 5 Minuten zu beenden. (Der zeitliche Verlauf des Absinkens der Schaum-Oberkante ist in das Dia­ gramm ebenfalls eingetragen, wird hier aber nicht näher analysiert.) Ausführliche Versuche haben ergeben, daß nach höchstens 5 Minuten das im Restschaum enthaltene Flüssig­ keitsvolumen vernachlässigbar gering ist und der Versuch somit abgebrochen werden kann, sofern nicht schon vorher die Höchstzahl von 64 Meßpunkten erreicht wurde. Damit stehen also für die nun folgende Auswertung bis zu 64 Wer­ tepaare zur Verfügung, die jeweils die Höhe der Schau- Unterkante UK(t) und die zugehörige Zeit t seit Versuchs­ beginn enthalten.

Grundlage der Auswertung ist die Feststellung, daß die ge­ messenen UK(t)-Verläufe sich mit dem sehr geringen Fehler von weniger als 2% im Bereich bis ca. 200 s durch eine ku­ bische Parabel approximieren lassen, die die Zeit in Ab­ hängigkeit von der jeweiligen Höhe der Schaum-Unterkante wiedergibt:

t(h) = p₀ + p₁h + p₂h²+ p₃h³

Nach der bekannten Methode der kleinsten Fehlerquadrate werden nun die reellen Koeffiziente p₀, p₁, p₂, p₃ der obigen Beziehung bestimmt. Um insbesondere in dem wichtigen An­ fangsbereich kleiner Zeiten und damit also im Bereich des Wendepunktes W (siehe Fig. 4) eine gute Anpassung zu er­ zielen, hat es sich als als günstig erwiesen, die Meßwerte mit der reziproken Zeit zu wichten.

Von besonderer Bedeutung für die Beurteilung der Schaum­ barkeit ist sicher die Frage, wann und in welchem Um­ fang der Zerfall des Schaumes und damit die Rückbildung der Flüssigkeit vonstatten geht. Hier sind aber gerade die Wendepunktskoordinaten (t_w/h_w) und die Steigung des Graphen UK(t) an dieser Stelle signifikante Daten, denn der Wendepunkt ist die Stelle, an der der Zerfall des Schaumes die maximale Geschwindigkeit hat. Somit gewinnt man also unmittelbar die Feststellung, wann der Bierschaum am schnellsten zerfällt und wie hoch diese Geschwindigkeit ist.

Darüber hinaus haben die Untersuchungen an einigen hundert Proben ergeben, daß die logarithmierte Zeit ln(tw) und die reziproke Zerfallsgeschwindigkeit l/m_w ausgezeichnet kor­ relieren (Korrelationskoeffizient besser als 0,9). Damit kann man feststellen, je später die höchste Zerfallsge­ schwindigkeit eines Bierschaumes vorliegt, umso langsamer geht dieser Zerfall zudem noch vonstatten.

Es erweist sich als günstig, eine Schaumkennzahl S_K zu de­ finieren:

s_a = 10·ln(t_w)·l/m_w

mit t_w: Wendepunktzeit in Sekunden
und m_w: Wendesteigung in mm/s

Die mit zunehmender Stabilität des Schaumes wächst und üb­ licherweise Zahlenwerte im Bereich von 100 . . . 200, lie­ fert. Der Vorzug der so ermittelten Kennzahl liegt darin, daß aufgrund der Versuchsführung und der logarithmischen Einbeziehung der Zeit, die die Anfangsphase stärker wich­ tet, genau die für den Verbraucher bedeutsame reale Situa­ tion repräsentiert wird, in der er sich vor dem Genuß ei­ nes frisch gezapften Bieres befindet.

Die kennzeichnenden Größen einer so approximierten Zeit­ funktion, insbesondere in ihrer mathematischen Schreibwei­ se, ergeben eine den Schaumabbau in seinem Verlauf präzise kennzeichnende Bewertungsziffer, welche als Bezugs- und Kennziffer für die Bierqualität dienen kann. Von Bedeutung ist dabei, daß die Abhängigkeit dieser Bewertungsziffer vom Schaumabbau für Zeiten unmittelbar nach Beginn der Messung größer ist als für Zeiten, bei denen der Meßbeginn länger zurückliegt.

Dadurch, daß die Messung der rückgebildeten Flüssigkeits­ menge unmittelbar mit dem Ende des Einfüllvorgangs gestar­ tet, damit die Anfangsphase des Schaumabbaus durch die Messung erfaßt wird, um zu gewährleisten, daß auch Biere mit schlechter Schaumhaltbarkeit untersucht werden können, ist das erfindungsgemäße Verfahren universell einsetzbar.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Insbesondere beschränkt sich die Ausführung nicht auf die Realisierung mit diskreten logischen Baugruppen, sondern läßt sich vor­ teilhaft auch mit programmierter Logik - vorzugsweise un­ ter Verwendung eines Mikroprozessors - realisieren.

Claims (14)

1. Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Bewertungs­ ziffer für den Abbau von Schaum auf einer Flüssigkeit, insbesondere auf Bier, beinhaltend die Verfahrensschritte des Aufschäumens der Flüssigkeit, des Einfüllens der auf­ geschäumten Flüssigkeit in ein Meßgefäß, mit anschließen­ der Messung der Menge der sich in dem Meßgefäß aus dem Schaum bildenden Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Zeit, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßwerte kontinuierlich und/oder in festen Zeitin­ tervallen in Zuordnung zur seit Meßbeginn vergangenen Zeit registriert wird,
daß an die Folge von Meßwerten eine Zeitfunktion approxi­ miert wird und
daß mindestens eine diese Zeitfunktion kennzeichnende Grö­ ße als Bewertungsziffer für den Schaumabbau ausgegeben wird, wobei die Abhängigkeit dieser Größe vom Schaumabbau für Zeiten unmittelbar nach Beginn der Messung größer ist als für Zeiten, bei denen der Meßbeginn länger zurück­ liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anpassung des zeitfunk­ tionalen Zusammenhangs mit der Methode der kleinsten Fehlerquadrate erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zeitfunktion eine ganze rationale Funktion bildet.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Be­ ginn der Messung mit der Beendigung des Füllvorgangs selbsttätig ausgelöst wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mes­ sung der Flüssigkeitsmenge über die Höhe des Füllstands der rückgebildeten Flüssigkeit durch optische Sensoren er­ folgt, die den gegenüber dem Schaum höheren Transmissions­ grad der Flüssigkeit für sichtbares Licht- bzw. Infrarot­ strahlung detektieren.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, bestehend aus einer Aufschäumvorrichtung, einem steuerbaren Ventil zur Schaumzufuhr und einem für die zur Messung verwendete Strahlung transparenten Meßgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meß­ gefäß benachbart eine Halterung vorgesehen ist, an der mindestens eine für sichtbares Licht und/oder Infrarot­ strahlung erzeugende Vorrichtung (6) und eine dieser Vor­ richtung zugeordnete auf gleichem Niveau gegenüberliegend angeordneter entsprechend für sichtbares Licht und/oder Infrarotstrahlung empfindlicher Sensor (7), befestigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sowohl die sichtbares Licht und/oder Infrarotstrahlung erzeugenden Vorrichtungen (6) als auch die für sichtbares Licht und/oder Infrarotstrah­ lung empfindlichen Sensoren (7) jeweils in einer Reihe senkrecht übereinander angeordnet und dabei in horizontal verlaufenden Bohrungen (14) der Halterung befestigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die sichtbares Licht und/oder Infrarotstrahlung erzeugenden Vorrichtungen und die für sichtbares Licht und/oder Infrarotstrahlung emp­ findlichen Sensoren in im wesentlichen gleichen Abständen angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Steuer­ schaltung (1) vorgesehen ist, die mittels mechanischer und/oder elektronischer Schalter (3, 4) die sichtbares Licht und/oder Infrarotstrahlung erzeugenden Vorrichtungen (6) und/oder die ihnen zugeordneten licht- und/oder infra­ rotempfindlichen Sensoren (7) nacheinander in zyklischer Wiederholung aktiviert.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die für sichtbares Licht und/oder Infratotstrahlung empfindlichen Sensoren (7) elektrische Ausgangssignale liefern, die ei­ nem amplitudengeregelten Verstärker (8) zugeführt werden.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschäumvorrichtung mittels eines, insbesondere als Schrittmotor ausgestalteten, Motors (2a) angetrieben und mit ihrer Auslaßöffnung dem Oberflächenbereich des anstei­ genden Schaums nachgeführt wird.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Nachfüh­ rung in Abhängigkeit von der durch den aufsteigenden Schaum bewirkten Unterbrechung der von den sichtbares Licht und/oder Infrarotstrahlung erzeugenden Vorrichtungen ausgehenden Strahlung erfolgt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Verstär­ ker (8) eine Auswertungsstufe (10) nachgeschaltet ist, der das die Ausgangssignale der für sichtbares Licht und/oder Infrarotstrahlung empfindlichen Sensoren in se­ rieller Form enthaltende Ausgangssignal des Verstärkers in ein Datenwort umgewandelt, welches eine Information über die Flüssigkeitsmenge im Gefäß repräsentiert.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auswertungsstufe eine Rechenvorrichtung (11) zur Ermittlung der Bewertungsziffer nachgeschaltet ist.