Die Identifizierung der Farbe ist ein wichtiger Parameter in der Qualitätssicherung und -kontrolle in der Lebensmittelindustrie. Aber auch in vielen anderen Prozessindustrien wie der Life-Science- und Chemieindustrie spielen Farbmessungen eine wichtige Rolle. Hat ein Produkt eine gleichbleibende Farbe, ist das für die Verbraucher ein Zeichen für die erwartete Qualität und die Wiedererkennung des Produkts. Kommt es zu Farbschwankungen, wird automatisch eine Änderung, meistens eine Verschlechterung, des Produkts angenommen.
Viele Produkte des täglichen Bedarfs basieren mit zunehmender Tendenz auf natürlichen Inhaltsstoffen. Dies gilt insbesondere für die Lebensmittelindustrie. Allerdings unterliegen die Inhaltsstoffe stark den natürlichen Einflüssen des Wetters, insbesondere den Einflüssen von Sonne und Regen. Das wirkt sich auf die Qualität aus und beeinflusst auch die Farbe des daraus hergestellten Endproduktes. Um die Erwartungen der Verbraucher zu erfüllen, muss hier also während der Produktion die Farbe nachjustiert werden. Bei einer großen Produktvielfalt, wie beispielsweise in der Getränkeindustrie, kommen dabei schnell viele verschiedene Farben zusammen, die (re)produziert und überwacht werden müssen.
Mehr Sicherheit bei der Produktion
Werden in einer Fabrik oder sogar in einer Anlage viele verschiedene Produkte hergestellt, kommt nicht nur der Farbkontrolle in der Produktion, sondern auch der Sicherheit bei der Abfüllung dieser Produkte eine große Bedeutung zu – das richtige Produkt muss in die richtige Flasche. Eine falsche Abfüllung kann mitunter schwere Folgen haben. So dürfen z. B. Flüssigreiniger nur für den jeweiligen vorgesehen und erlaubten Anwendungsbereich eingesetzt werden. Eine Falschabfüllung kann hier schnell eine Gefahr für die Gesundheit werden.
Die Bestimmung der Farbe kann dabei ein Kriterium sein. Wenn aber unterschiedliche Produkte die gleiche Farbe haben, wie zum Beispiel Bier mit oder ohne Alkohol, reicht die Farbbestimmung allein nicht mehr aus. In diesen Fällen müssen zusätzliche Parameter hinzugezogen werden, beispielsweise die Leitfähigkeit.
Die Kontrolle der Farbe spielt auch beim Produktwechsel oder der Reinigung eine Rolle. Anhand der Farbmessung kann man erkennen, ob sich noch Vorgängerprodukt in der Leitung befindet bzw. wann reines Neuprodukt.
Spektrometer für Inline-Farbmessungen
Das prozesstaugliche Spektrometer Memosens Wave CKI50 detektiert Farbe durch den Einsatz von Vis-Spektroskopie. Es scannt im Wellenlängenbereich zwischen 380 und 830 nm des elektromagnetischen Spektrums und gibt die Farbe in Form von CIE L*a*b*-Werten aus. CIE L*a*b* ist ein dreidimensionales Farbraummodell, in dem jeder Farbort durch die Koordinaten L*, a* und b* definiert ist. Eine Norm regelt die Ermittlung des Abstandes zweier Farben voneinander. Gibt man einen Farbwert vor, wird im Prozessleitsystem nach jeder Messung der Abstand zum Zielwert ermittelt. Ist man in der Nähe des definierten Ortes der Zielfarbe, ist alles in Ordnung. Falls nicht, wird entsprechend gegengesteuert. Damit kann das Spektrometer Farbe, Farbvariationen oder die Genauigkeit der zu erwartenden Farbe bestimmen. Die zur Auswertung der spektroskopischen Ergebnisse benötigten mathematischen Modelle sind im Gerät hinterlegt. Das kompakte und robuste Spektrometer kombiniert Sonde und Spektrometer in einem Gerät. Eine optimale Anpassung an verschiedene Prozessbedingungen und eine einfache sowie robuste Prozessintegration erlauben Inline-Messungen unter verschiedenen Industriebedingungen. Über das Memosens-Protokoll ist das Spektrometer mit dem Liquiline-Messumformer verbunden. Von dort werden die CIE L*a*b*-Werte an das Prozessleitsystem übertragen.
Technologie für die erweiterte Prozesskontrolle
Das Prozessspektrometer Memosens Wave CKI50 basiert auf der Memosens-Technologie. Die 2004 von Endress+Hauser eingeführte, stets weiterentwickelte und mittlerweile als Industriestandard bekannte digitale Memosens-Technologie bildet die Grundlage für die flexible Einbindung und Kombination verschiedener Sensoren in die Prozessmesstechnik. Sie erlaubt eine bedarfsgerechte Auswahl entsprechender Sensoren, z.B. zur Leitfähigkeitsmessung, angepasst für die jeweilige Applikation. Da Liquiline-Messumformer die angeschlossenen Sensortypen automatisch erkennen bzw. unterstützen, kann man das notwendige Messsystem baukastengleich auf dieser Plattform zusammenstellen.
Endress+Hauser AG, Reinach, Schweiz
Autor Dr. Andreas Meyer
Business Development Manager,
Endress+Hauser Liquid Analysis
