Kombinierte Probenvorbereitung und -analytik karbonisierter Getränke
Castritius, Stefan - Technische Universität Berlin (2015)
Die Parameter wirklicher Extrakt und Alkohol stellen sowohl aus olfaktorischen und gustatorischen als auch aus steuerrechtlichen Aspekten für die Brauereiindustrie essentielle und gleichwohl sensible Qualitätskriterien dar. Der steigende Probendurchsatz in den angegliederten Laboratorien der Industrie verlangt nach präzisen und validen Analyseverfahren zur Bestimmung dieser Parameter, welche der fortschreitenden Automatisation gerecht werden. Dies impliziert jedoch keinesfalls lediglich nur die eigentliche Analytik der Probe sondern vielmehr auch die vor- wie nachgeschalteten Aspekte der Laborarbeit. Insbesondere die Entkarbonisierung als vorbereitende Methode an der Probe ist mitunter als nicht ganz trivial zu betrachten.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein präzises und robustes analytisches Verfahren in einer Durchflusszelle zur Bestimmung der Parameter Alkohol und wirklicher Extrakt in verschiedenen Bieren unterschiedlichster Sortenspezifikation entwickelt. Die Entwicklung beruht auf einem multivariaten mathematischen Modell, welches die spezifischen spektralen NIR- sowie refraktometrischen Daten impliziert. Grundlage der spektroskopischen Daten zur Bestimmung des Parameters Alkohol bildet die Valenzschwingung (zweiter Oberton) der CH2- und CH3-Molekülgruppe im Bereich zwischen 1100 und 1200 nm unter Verwendung einer eigens entwickelten spektralen Datenvorverarbeitung. Die refraktometrischen Daten werden zur Beschreibung des Parameters Extrakt in das mathematisches Modell impliziert.
Um den Anforderungen einer präzisen Analytik karbonisierter Getränke gerecht zu werden, bestand die Zielsetzung dieser vorliegenden Arbeit zudem in der Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven und effizienten Entfernung des CO2 karbonisierter Getränke im Sinne einer Probenvorbereitung. Im Zentrum der Entwicklung steht ein Membranmodul mit semipermeablen Hohlfasermembranen, durch welche das CO2 aus der zu entkarbonisierenden Probe in einen Stripgasstrom permeiert. Eine eigens für die Applikation entwickelte Aufschäumsystematik erzeugt unmittelbar vor dem Membranmodul eine Zweiphasenströmung (Gas- & Flüssigphase) der zu entkarbonisierenden Getränkeprobe, wodurch das gelöste CO2 in der Gasphase angereichert wird. Hierdurch wird über 99 % des CO2 aus der Probe entfernt, ohne das hierbei brauereispezifische Parameter (z.B. Alkohol) beeinflusst werden.