Wenn es um die Herstellung von Süßwaren geht, fordern Prozesssteuerungen ein hohes Maß an Vertrauen. Dies lässt sich mit den neuen Inline-Refraktometern von Vaisala erreichen. Diese werden an verschiedenen Punkten des Prozesses eingesetzt und liefern kontinuierliche Messungen der Konzentrationen der totalen Trockensubstanz oder von Brix.

Von Dr. Jörg Häseler

Mithilfe eines Refraktometers lässt sich die Konzentration der in einer Flüssigkeit gelösten Stoffe messen. Das Messgerät bestimmt den Brechungsindex flüssiger oder fester transparenter Stoffe und nutzt das Verhalten von Licht am Übergang zwischen einem Prisma mit bekannten Eigenschaften sowie dem zu prüfenden Stoff.

Zu den neuen Refraktometern des Messtechnik-Spezialisten Vaisala gehört das Hygiene-Refraktometer K-Patents, das etwa bei einem Hersteller von Pralinen eingesetzt wird. Die Pralinen enthalten Kirschen und Kirschbrandlikör und sind mit einer dunklen Schokolade überzogen. Der Hersteller verwendet die Refrakto-meter zur Qualitätskontrolle des Likörs. Dem Weinbrand wird Alkohol zugesetzt, um die richtige Likörkonzentration zu erreichen. Im Gegensatz zu anderen Verfahren wird das Refraktometer nicht durch Partikel, Blasen, Kristalle oder Farben beeinflusst.

Produktionsbereiche, in denen mit hohem Alkoholgehalt gearbeitet wird, müssen mindestens Atex-Zone-2-zertifiziert sein. Das Überwachungsgerät muss also nicht nur für Hygieneanwendungen zugelassen sein, sondern auch eine Atex-Klassifizierung aufweisen. In diesem Fall musste das Gerät eigensicher sein und den Anforderungen der Atex-Zone 0/1 entsprechen. Die Lösung kombiniert daher sowohl 3-A als auch EHEDG und Atex-Zone 2, 1 oder 0.

Refraktometer werden auch beim Verarbeiten von Kakao verwendet. Dessen Eigenschaften wie etwa Geschmack oder Wasserlöslichkeit lassen sich durch Alkalisierung (Dutching) verbessern. Art und Konzentration des Alkalis beeinflussen die Eigenschaften von alkalisiertem Kakaopulver erheblich.

Mithilfe von Prozessrefraktometern kann sichergestellt werden, dass das Verfahren innerhalb exakt definierter Konzentrationsgrenzen oder -spezifikationen der alkalischen Lösung arbeitet. Ein solches System lässt sich direkt in den Alkali-Zubereitungstank einbauen, um die Konzentration in Echtzeit zu messen. Es kann auch in einer Umlaufanlage oder direkt im Behälter montiert werden.

Ein weiterer Einsatzbereich von Refraktometern sind Zuckerkonfekte. Diese werden hergestellt, indem eine verdünnte Mischung der Zutaten zubereitet und dann der Zuckergehalt durch Verdampfen des Wassers aufkonzentriert wird. Das Gerät lässt sich direkt im Kocher oder in dessen Auslassrohr montieren. In einem Chargenprozess wird ein bündig montiertes Refraktometer am Boden des Behälters eingebaut. Für eine kontinuierliche Zubereitung wird das Gerät am Auslass des Kochers installiert.

Ein bündig montiertes Refraktometer kann in einen Kocher eingebaut werden, ohne die Wirkung von Schabern oder Mischgeräten zu beeinträchtigen. Das Prisma wird mit Dampf oder Hochdruckwasser aus einer Wasch-düse gewaschen, die zusammen mit dem Refraktometer installiert wird. Ein weiteres Messgerät lässt sich am Vormischer montieren, um die richtige Zuführkonzentration zum Kocher sicherzustellen.

Das Refraktometer liefert Ethernet- und 4- bis 20-mA-Ausgangssignale, die zur Prozesssteuerung in Echtzeit verwendet werden können. Sollte der Brix-Gehalt nach dem Kochen vom angegebenen Wert abweichen, sendet das Gerät ein Signal an die Prozesssteuerung zur Ventilkontrolle.