iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

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hiasl
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iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#1

Beitrag von hiasl »

Hallo Gemeinde,
dieses Schmankerl aus der Selbstbaukiste à la "iSpindel" möchte ich euch nicht vorenthalten.
http://www.git-labor.de/forschung/chemi ... -selbstbau
Und dazu gleich noch die Doku:
http://www.git-labor.de/file/track/15755/1

Ich habe jedenfalls seit der iSpindel Blut geleckt.

Die Bestimmung der Bierfarbe erfolgt bei 430 nm. Dazu muss die Probe jedoch 100 % blank sein (z.B. Kieselgutfiltration oder Membranfiltration).
Gruß
Matthias
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Earl
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#2

Beitrag von Earl »

So eine ähnliche Idee hatte ich übrigens auch schon mal: http://hobbybrauer.de/modules.php?name= ... d&tid=7576.
Damals gab´s leider noch keine Smartphones. Ein Smartphone-Photometer fänd ich echt klasse :thumbup .
Beste Grüße vom
Earl


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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#3

Beitrag von jemo »

Finde ich sehr interessant und auch relativ einfach zu bauen. Hat jemand eine Idee, wie man mit Hobbybrauermitteln eine Probe dafür blank bekommt?
Viele Grüße,
Jens
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hiasl
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#4

Beitrag von hiasl »

hiasl hat geschrieben:z.B. Kieselgutfiltration oder Membranfiltration
Wie ich bereits schrieb.
Kieselgurfiltration: Probe mit 1 TL feiner Kieselgur versetzen und durch einen Faltenfilter (KG-tauglich) filtrieren. Wird schon sehr blank, ggf. Vorlauf verwerfen oder Vorgang wiederholen. Vorteil: Probe wird gleichzeitig entkohlensäuert.
Membranfiltration: 0,45 oder 0,2 µm Spritzenvorsatzfilter (D: 13 mm) verwenden. Reicht für eine Probe. Nachteil: Probe evtl. nicht ganz blank. Kohlensäure?
Am allerbesten ist natürlich eine Kombination aus beidem ;-)
Gruß
Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#5

Beitrag von Chris1990 »

Das Teil sieht echt super aus! Ich kenne aus dem alten Forum noch einen Thread, wo es auch darum ging, mit einer UV-LED die IBU des Biers zu bestimmen. Hat das mal jemand versucht? Und vielleicht könnte man das da auch einbauen?

http://hobbybrauer.de/modules.php?name= ... &tid=21795

Viele Grüße

Christopher
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#6

Beitrag von hiasl »

Chris1990 hat geschrieben:Das Teil sieht echt super aus! Ich kenne aus dem alten Forum noch einen Thread, wo es auch darum ging, mit einer UV-LED die IBU des Biers zu bestimmen. Hat das mal jemand versucht? Und vielleicht könnte man das da auch einbauen?

http://hobbybrauer.de/modules.php?name= ... &tid=21795

Viele Grüße

Christopher
Das ist leider nicht so einfach, da auch Proteine im UV Bereich absorbieren. Daher müsste man zunächst im Sauren die Bitterstoffe mit Iso-Oktan extrahieren und anschließend messen. Mit Hobbybrauermitteln wird das eher schwierig.
Gruß
Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#7

Beitrag von Chris1990 »

Schade. Ich dachte, man könnte sich eine Art "Kalbrierlösung" machen und dann eine Regressionskurve errechnen, um den IBU-Wert annähernd zu bestimmen. Meinst Du, die Proteine verfälschen das Ergebnis sehr stark?

Viele Grüße

Christopher
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#8

Beitrag von hiasl »

Ja, tun sie.
Zudem werden gemäß der ASBC Vorschrift die IBU per Absorption der Iso-Oktan Phase bei 275 nm gemessen. Die Absorption wird mit dem Faktor 50 multipliziert, das sind dann die IBU. Die Absorption durch Proteine würde das Ergebnis erheblich beeinflussen. Eine Kalibrierung mit Überlagerung durch die Matrix würde auch nur im Falle einer konstanten Matrix gelten. Also nur im selben Bier, daher wäre sie ziemlich sinnlos . Abgesehen davon denke ich nicht, dass da überhaupt noch was messbar ist.
https://beersensoryscience.wordpress.co ... ibu-assay/

Wird dann wohl hauptsächlich an der Beschaffung von 275 nm LEDs scheitern.
Gruß
Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#9

Beitrag von Chris1990 »

Vielen Dank für Deine Antwort. Ginge das nicht sogar mit anderen Wellenlängen in der Nähe von 275nm? Nach dieser Ausführung dachte ich, dass das kalibrierbar ist. Nach dem in dem anderen Thread erwähnten Dokument, sollten auch 270nm oder 280nm gehen. https://www.thermofisher.com/content/da ... master.pdf

Naja, aber wahrscheinlich scheitert es wohl daran, dass man als Hobbybrauer die Probelösung wohl nicht richtig vorbereiten kann. :Grübel

Zum Gehäuse des iPhotometers: Wenn ich den Programmcode in OpenSCAD lade, erhalte ich in Zeile 43 einen Parser Error. Weiß jemand, was da falsch ist?

Viele Grüße

Christopher
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#10

Beitrag von Chris1990 »

Ich habe das Problem mit dem Parser Error gelöst.
Es war ein Problem beim Kopieren aus der Pdf. Da sind einige Zeichen wohl nicht mitgekommen.

Kann mir jemand sagen, welche LED ich bei Reichelt nehmen muss und welche Küvetten bei dem Photometer verwendet werden?
Und kann mir jemand vielleicht sagen, welche Powerbank bzw. Netzteil ich nehmen kann. Irgendwie geht das aus der Beschreibung nicht ganz hervor.

Vielen Dank für Eure Hilfe.

Viele Grüße

Christopher
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#11

Beitrag von Chris1990 »

Bei Reichelt finde ich lediglich LED in blau mit 430nm und max. 4,5V (in 5mm).
Wie muss ich die LED auswählen? Gehen diese hier: https://www.reichelt.de/LEDs-5-mm/LED-5 ... ed%2B430nm

Kann ich auch ein Netzteil mit 5V Output als Spannungsquelle nehmen?

Viele Grüße

Christopher
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#12

Beitrag von Gimbel »

Hallo Braugemeine,
habe mir das Smartphone-Photometer gebaut.
https://www.haw-hamburg.de/hochschule/l ... hotometer/
Funktioniert ohne Probleme, jetzt habe ich ein Verständnisproblem.
Das Smartphone-Photometer misst in Lux wie komme ich auf EBC ?
Die Formel lautet : EBC= A430*D*25
D und der Faktor ist klar.
Was bedeutet A430 ?
Ich habe eine Meßreihe aufgenommen mit der blauen LED.

Dest. Wasser ≙ 0 EBC = 384 Lx
Bitburger Pils ≙ 6,4 EBC = 346 Lx
Köstritzer ≙ 96 EBC = 106 Lx

EBC Werte für Bitburger und Köstritzer habe ich aus dem Internet.
Wie kann ich das ganze Berechnen um auf einen Wert von X EBC zu kommen ?

Bierige Grüße
Gimbel :Drink
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Commander8x
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#13

Beitrag von Commander8x »

Grundsätzlich arbeiten Photometer nach dem Lambert-Beerschen Gesetz.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Lambert ... hes_Gesetz

Das heißt, du musst die Messwerte in %Transmission bzw. Extinktion umrechnen. Und dann ist noch das Problem der Umwandlung von Extinktion in EBC zu lösen.

Gruß Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#14

Beitrag von Frommersbraeu »

Hi,
als Fachkraft würde ich sagen, dass du mit den Messwerten rechnerisch nicht so viel bewegen wirst. Lux ist die Beleuchtungsintesität und was du brauchst ist eine Absorption bei 430nm.
Vielleicht kannst du dir ne Krücke bauen in dem du dir die bekannten Werte in einen Graphen einträgst und schaust ob du eine Linie durch die Werte ziehen kannst. Damit könntest du dann näherungsweise einen Wert ablesen, der zumindest ansatzweise eine Aussage über den EBC Wert erhält.

Gruß Patrick
Schöne Grüße
Patrick


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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#15

Beitrag von Barney Gumble »

A430 klingt eben wie Absorption bei 430 nm, kannst Du diese Wellenlänge einstellen? hab grad keine Zeit mir die Anleitung von der HAW jetzt durchzulesen..
Mebak schreibt anscheinend 430 nm vor, alles andere ist konventionsmethodisch dann keine EBC.. https://www.google.com/url?sa=t&source= ... 2Z10Mj1RZb

Mit D ist die Schichtdicke gemeint? Also 1 cm Küvetten idR?

Lux ist meiner Erfahrung nach in der chemischen Analytik auch keine sinnvolle Licht-Einheit, aber da bin ich physikalisch wiederum zu wenig firm..
Extinktion (bzw Absorption oder Transmission) spuckt ein übliches Laborphotometer als Mess-Einheit aus.
Auf das Lambert-Beersche Gesetz wurde hingewiesen wobei dies zur Bestimung der Konzentration e i n e s Stoffes (mit spez. molarem Extinktionskoeffizienten bei einer bestimmten Wellenlänge) gebraucht wird, was hier ja eigentlich nicht der Fall ist. Man will einen Summenwert sozusagen.
Aber man muss sich an die Bedingugnen der Definition der Messung (mebak oä) halten.

Korrigiere mich:
A430 ist wohl der Logarithmus der Absorption, siehe https://braumagazin.de/article/bierfarbe/

Und D der Verdünnungsfaktor

Wichtig für Laien ist das was unter Rot oder Braun zum Thema "Bierfarbe" steht..

Vg
Shlomo
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#16

Beitrag von hiasl »

Dann frische ich mal euer Gedächtnis etwas auf.
Die HAW Software gibt selbstverständlich auch eine Absorption aus. Denn diese lässt sich ganz einfach berechnen: Die Absorption (bzw. Optische Dichte oder Extinktion) ist der negative dekadische Logarithmus des Transmissionsgrads. Der hier verwendete Sensor gibt die Lichtintensität (= Strahlung) mit der Einheit lux aus. Da im weiteren Verlauf ausschließlich mit Verhältnissen gerechnet wird, ist die vorherige absolute Einheit irrelevant.
Transmission τ = I/I0 (I = austretende Strahlung; I0 = eintretende Strahlung)
Die Absorption errechnet sich dann also mit A = -lg(I/I0)
Beim Einstrahlphotometer wird I0 durch die einfache Nullwertmessung bestimmt, z.B. durch eine mit Wasser gefüllte Küvette.
Beim HAW Photometer gibt es aber keine Filter, um definierte Wellenlängen anzusprechen. Die Ergebnisse sind auch sehr stark vom Sensor abhängig, ich habe die besten Ergebnisse mit dem etwas teureren TSL2561 erzielen können. Der BH1750 eignet sich in meinen Augen nicht für die Farbmessung. Ich habe sowohl mit einer Standard-LED (blau) gemessen, als auch mit einer speziellen 430 nm LED. Da die spektrale Bandbreite jedoch um die 60 nm um den Peak beträgt, kann das nicht mit einem Bandpassfilter, den es eigentlich dafür bräuchte verglichen werden.
https://cdn-reichelt.de/documents/daten ... .7B%29.pdf
Messen kann man trotzdem, die Absorption muss jedoch mit einem "normalen" Photometer kalibriert werden. Für meine 430 nm LED sieht das so aus:
Korrelation.png
Es klappt aber auch mit einer Standard-LED ganz gut. Der Vorteil liegt hier bei einer etwas höheren Lichtausbeute. Zudem muss die Schaltung nicht mit einem Transistor modifiziert werden, da die Standard-LEDs i.d.R. mit den 3,3 V des GPIO funktionieren. Bei meiner 430 nm LED habe ich eine Betriebsspannung von 3,8 - 4,5 V, daher musste ich noch einen Transistor reinquetschen.

Mittels meiner Korrelation (Bereich: 7-44 EBC) komme ich auf eine abslutierte mittlere Abweichung von 0,7 EBC und eine Standardabweichung von 0,5 EBC. Das macht also eine Messunsicherheit von 1 EBC, was für den Hobby-Bereich wohl ziemlich ausreichend ist. Wichtig ist jedoch die Probenvorbereitung. Die Probe muss (!) sehr sauber (klar) sein.
Gruß
Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#17

Beitrag von Gimbel »

Danke Mattias und den Andern, für die schnellen Anworten.

Grüße Gimbel :thumbsup :thumbsup
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#18

Beitrag von Barney Gumble »

0,5 stabw und 0,995 r2 ist in der Tat nicht schlecht obwohl die 60 nm verglichen mit üblichen Photometern, welche 0,1-0,5 nm Spaltbreite schon eine Hausnummer darstellen.
Aber der Erfolg gibt Euch recht.
Vh
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#19

Beitrag von hiasl »

Barney Gumble hat geschrieben: Montag 28. März 2022, 14:16 0,5 stabw und 0,995 r2 ist in der Tat nicht schlecht obwohl die 60 nm verglichen mit üblichen Photometern, welche 0,1-0,5 nm Spaltbreite schon eine Hausnummer darstellen.
Aber der Erfolg gibt Euch recht.
Naja, es kommt halt eben nicht dieselbe Absorption bei der 430 nm LED raus im Vergleich zum echten Photometer. Liegt daran, dass die Wellenlänge der LED nicht mit der Spaltbreite in Kombination mit dem Monochromator bei einem Spektralphotometer vergleichbar ist. Daher muss man ja die Korrelation vornehmen. Gilt auch nur für den Bereich der EBC Farbmessung. Warum das funktioniert, ist auch klar: Die EBC-Farbe ist keine Extinktion, die aus dem Absorptionsmaximum einer Substanz herrührt, sondern ein mMn. willkürliche Festlegung. Das Absorptionsspektrum einer Kongresswürze sieht so aus:
Absorption-Wellenlänge.png
Ich werfe jetzt mal ein paar Zahlen in den Ring:
Die ursprüngliche EBC-Würzefarbe wird mittels 25 mm Küvette im Komparator (EBC Farb-Substrate) ermittelt. Die Färbung der Substrate ist nach EBC Analytica über den xyz-Raum (CIE B) festgelegt (ursprünglich waren das mal Iodintensitäten).
Im Photometer verwenden wir eine 10 mm Küvette. Macht also Faktor 2,5. Der Faktor 10 zu Absorption entstammt dann einfach der Notwendigkeit, in den "linearen" Messbereich zu kommen (grob Absorptionen zwischen 0,100 und 1,500 – je nach Gerät).

Beispiel: Um eine Farbe von 25 EBC darzustellen, brauche ich eine Absorption von 1,000.
Formel nach MEBAK R-205.07.110: Farbe = A430 nm * 25 * F (F = Verdünnungsfaktor, hier 1)
Jetzt messe ich das Spektrum einer 25-EBC-Würze und nehme den Schnittpunkt bei A = 1. Dann komme ich (ähnlich zu den o.g. Kurven) bei einer Wellenlänge heraus, die eben 430 nm lautet. Zusätzlich und erwartungsgemäß befindet sich 430 nm als blaue, sichbare Wellenlänge, im Absorptionsbereich gelbfarbiger Substanzen (komplementär). Hätten auch 420 oder 450 sein können – daher funktioniert das eben auch bei dem HAW-Teil, die Absorption ist nur eine andere.

Edit: unvollständigen Satz vollendet
Zuletzt geändert von hiasl am Dienstag 29. März 2022, 08:45, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß
Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#20

Beitrag von Barney Gumble »

Verstehe ich trotzdem noch nicht ganz. Wenn ich quasi 60 nm statt 1 nm Toleranz habe, muss doch meine EBC eben auch komplett streuen, ist aber andererseits anhand Deiner Korrelation wohl doch nicht der Fall..
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#21

Beitrag von olibaer »

Barney Gumble hat geschrieben: Montag 28. März 2022, 21:28 Verstehe ich trotzdem noch nicht ganz.
Ich auch nicht, zumal in der benannten MEBAK-Methode R-205.07.110 explizit auf einen (Spektral-)Photometer hingewiesen wird, der auf eine Wellenlänge von 430 nm mit einer Genauigkeit von +/- 0,5 nm einstellbar sein muß.

Zusätzlich wird vermerkt, dass die Extinktionskurven bei 430 nm sehr steil sind(-> deckt sich mit der Grafik von hiasl). Allerdings wird das als möglicher Meßfehler interpretiert und nicht als Spielraum für Wellenlängen verschieden von 430 nm.
Gruss
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#22

Beitrag von Commander8x »

Barney Gumble hat geschrieben: Montag 28. März 2022, 21:28 Verstehe ich trotzdem noch nicht ganz. Wenn ich quasi 60 nm statt 1 nm Toleranz habe, muss doch meine EBC eben auch komplett streuen, ist aber andererseits anhand Deiner Korrelation wohl doch nicht der Fall..
Die Korrelation aus #16 bezieht sich wohl auf die Absorption der gleichen Würze, einmal mit dem Labor-Spektrometer gemessen und einmal mit dem Selbstbaugerät.
Die geringe Spaltbreite dient vermutlich zur Fehlerminimierung und damit der Erhöhung der Reproduzierbarkeit.

Was ich mich frage ist, warum der Zusammenhang zwischen beiden Größen nicht linear ist bzw. angenommen wurde.

Was ich mich weiter frage, warum so hohe Extinktionswerte akzeptiert werden. Für gewöhnlich gelten Spektrometer nur bis zu einer Extinktion von etwa 1 als linear.

Gruß Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#23

Beitrag von hiasl »

Commander8x hat geschrieben: Dienstag 29. März 2022, 05:24
Barney Gumble hat geschrieben: Montag 28. März 2022, 21:28 Verstehe ich trotzdem noch nicht ganz. Wenn ich quasi 60 nm statt 1 nm Toleranz habe, muss doch meine EBC eben auch komplett streuen, ist aber andererseits anhand Deiner Korrelation wohl doch nicht der Fall..
Die Korrelation aus #16 bezieht sich wohl auf die Absorption der gleichen Würze, einmal mit dem Labor-Spektrometer gemessen und einmal mit dem Selbstbaugerät.
Die geringe Spaltbreite dient vermutlich zur Fehlerminimierung und damit der Erhöhung der Reproduzierbarkeit.
Ganz richtig. Sorry, wenn ich mich hier nicht klar genug ausgedrückt hatte. Ich habe die Absorption verschiedenfarbiger Würzen (geklärt über Kieselgur und einen 0,45 µm CME Spritzenvorsatzfilter) sowohl über ein Spektralphotometer, als auch mit dem HAW Selbstbau gemessen. Das entspricht meiner Korrelationskurve. Dann habe ich mittels weitere Würzen gemessen und die so ermittelten EBC Farben verglichen. Daher resultieren meine Standardabweichungen. Mein Messbereich ging dabei von 7 bis 44 EBC.
Was ich mich frage ist, warum der Zusammenhang zwischen beiden Größen nicht linear ist bzw. angenommen wurde.
Jo, hätte man annehmen können, aber weder das Absorptionsspektrum verhält sich linear zur Wellenlänge, noch kennen wir das genaue Spektrum der LED. Wir wissen nur, dass die Peak-Wellenlänge 430 nm ist, die dominante ist 466 nm. Daher ist die im HAW Photometer gemessene Absorption eine Mischung verschiedener Absorptionen in Abhängigkeit des Emissionsspektrums der LED. Einen gemeinsamen Punkt kennen wir jedoch. Der Nullwert = I0 (Wasserküvette) ist bei beiden Geräten 0 = 100 % Transmission. Wenn du den mit einbeziehst, siehst du, dass definitiv kein linearer Zusammenhang besteht.
Ich habe die Grafik in #16 nochmal modifiziert, dann wird klar, dass es (leider) keinen linearen Zusammenhang gibt.
linear.png
polynom.png
Was ich mich weiter frage, warum so hohe Extinktionswerte akzeptiert werden. Für gewöhnlich gelten Spektrometer nur bis zu einer Extinktion von etwa 1 als linear.
Die maximal bestimmbare Absorption hängt von mehreren Faktoren ab. Ein Vis-Spektralphotometer hat eine Lampe (Halogen), die ein bestimmtes Emissionsspektrum hat. Das ist ja auch nicht konstant über alle Wellenlängen. Dann kommt ein Monochromator, der Licht mit einer Wellenlänge und einer gewissen Bandbreite durchlässt.

Bild

Dann kommt die Küvette mit der Probe. Diese Absorbiert einen Teil der Strahlung und lässt einen Teil durch. Das ergibt die Transmission. Hier sieht man schon, dass in Abhängigkeit des I0 die vom Detektor aufgenommene Strahlung extrem schwanken kann. Dann kommt noch die Qualität des Detektors hinzu. Früher waren das Photomultiplier, heute sind das CCDs. Eine Absorption von 1 bedeutet, dass noch 10 % des eingestrahlten Lichts vom Detektor aufgenommen werden. Bei A = 2 sind es nur noch 1 % (usw.). Theoretisch müsste bei immer kleiner werdender Transmission die Absorption irgendwann unendlich werden. Tatsache ist aber, dass die Kurve nicht plötzlich exponentiell steigt, sondern abflacht gegen ein Maximum. Das liegt daran, dass die Detektoren irgendwann ins Rauschen kommen, also ein Dunkelsignal erzeugen, obwohl gar kein Licht mehr da ist. Ich kann also durchaus aus Absorptionen bis 2 messen, wenn mein Detektor mitspielt. Herausfinden kann man das einfach über eine Verdünnungsreihe. So lange diese linear verläuft, befindet man sich im messbaren Bereich. Bei mir geht das am Spektralphotometer ganz gut bis ca. 45 EBC. Wenn ich 45 EBC 1:2 mit Wasser verdünne, komme ich exakt bei 22,5 EBC heraus (bzw. A = 1,800 zu 0,900). Daher gilt hier grundsätzlich: Versuch macht klug.
Gruß
Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#24

Beitrag von hiasl »

olibaer hat geschrieben: Montag 28. März 2022, 22:39 Zusätzlich wird vermerkt, dass die Extinktionskurven bei 430 nm sehr steil sind(-> deckt sich mit der Grafik von hiasl). Allerdings wird das als möglicher Meßfehler interpretiert und nicht als Spielraum für Wellenlängen verschieden von 430 nm.
Woher hast du denn das?
Betrachtest du meine Kurven, kannst du natürlich auch eine andere Wellenlänge als 430 nm zur Messung heranziehen. Der Faktor ändert sich dann halt. Leider weiß ich nicht, wie das IOB Analysis Committee in den 80er bis 90er Jahren darauf kam, 430 nm auszuwählen. Zuvor wurden hier wohl auch 530 nm in Betracht gezogen, aber aufgrund der besseren Präzision hat sich dann 430 nm durchgesetzt. Der Faktor 25 in der Berechnung erinnert mich jedenfalls verdächtig an das Verhältnis von 10 mm und 25 mm Küvette.
Beispiel:
spektrum2.png
andereWL.png
andereWL.png (7.76 KiB) 3004 mal betrachtet
Gruß
Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#25

Beitrag von Commander8x »

Hallo Matthias,

hab Dank für die ausführliche Erklärung und die Daten. Ich muss mir das noch mal genauer anschauen und durchdenken. Wenn das okay ist, melde ich mich per PN noch einmal.

Gruß Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#26

Beitrag von §11 »

Eure Erklärungen sind alle vollkommen richtig, allerdings ist eben die Farbbestimmung über die Absorbtion mit Fehler behaftet, wenn das vorgeschlagene System auf einem Kamerasystem beruht, dann ist das wesentlich sinnvoller. Die Farbbestimmung über Absorbtion enstpricht leider nich unserer Farbwahrnehmung. Eindeutig unterschiedliche Farben können dem selben EBC Wert entsprechen. Das sehen wir immer wieder gerade im Bereich roter Biere.

Die ASBC hat deshalb eine Methode auf Basis des Tristimulus entwickelt, die eben die Farbe bestimmt und nicht die Absorbtion. Wichtig ist hier vor allem die standartisierte Beleuchtung, da eben auch diese die Farbe beeinträchtigt.

Wir haben hier mal mit einer einfachen Colormeter App die Farbe als RGB gemesen und dann umgerechnet. Trotz sehr einfachem Versuchsaufbau, kamen wir relativ nahe an die Werte aus dem Photometer.
Wuerze gleicher EBC.JPG
Wuerze gleicher EBC.JPG (13.02 KiB) 2908 mal betrachtet
Diese Würzen haben zum Beispiel alle den gleichen analytischen EBC Farbwert.

Gruss

Jan
„porro bibitur!“
Die Seite zum Buch "Bier brauen" https://www.jan-bruecklmeier.com/
Die Seite zur HBCon https://heimbrauconvention.de/
https://headlessbrewer.wordpress.com/
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#27

Beitrag von Commander8x »

Ich finde den guten alten Komparator nach wie vor prima. Aber in Zeiten der automatisierten Präzisionsmessung gilt er eben als antiquiert. Was nützt es denn, wenn das Spektrometer die EBC-Farbe mit 2 Nachkommastellen anzeigt? :puzz

Gruß Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#28

Beitrag von renzbräu »

§11 hat geschrieben: Dienstag 29. März 2022, 17:19 Wir haben hier mal mit einer einfachen Colormeter App die Farbe als RGB gemesen und dann umgerechnet. Trotz sehr einfachem Versuchsaufbau, kamen wir relativ nahe an die Werte aus dem Photometer.
Hallo Jan, einfacher Versuchsaufbau klingt interessant. Kannst Du den genauer erläutern? Und wie funktioniert die Umrechnung von RGB in EBC? Ich habe immer nur Abhandlungen in die andere Richtung gefunden.

Bisher hatte ich Überlegungen den Weißabgleich zu nutzen -leerer Probenbehälter als weiß- um einen Wert zu bekommen. Ähnlicher Ansatz mit Einfärbungen per Software. Deine Beispielbilder hatten dann immer die gleiche/ähnliche Farbe. Ziemlich viel workaround. Aber das Problem war bisher in das noch in Zahlen zu übersetzen.
Klar ist das nicht super exakt wie eine Lichtquelle die auf 0,5nm genau ist, aber bisher rechnen wir mit Farbrechnern und haben eine gewisse Spannbreite bei den Malz-Angaben. Da wäre ein zweiter Anhaltspunkt nicht schlecht.
Grüße Johannes

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§11
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#29

Beitrag von §11 »

Commander8x hat geschrieben: Dienstag 29. März 2022, 19:19 Ich finde den guten alten Komparator nach wie vor prima. Aber in Zeiten der automatisierten Präzisionsmessung gilt er eben als antiquiert. Was nützt es denn, wenn das Spektrometer die EBC-Farbe mit 2 Nachkommastellen anzeigt? :puzz

Gruß Matthias
Zumal eben die Komperatofarbe die Farbe ist die du auch siehst. Die Photometermethode erinnert mich immer an die Werbung von Konica "besser als das menschliche Auge". Das ist zwar toll, aber leider betrachte ich das ganze halt am Ende mit genau jenen menschlichen Augen und nicht mit einem Photometer wenn es im Glas ist...

Wir haben eine starke weisse LED Lampe benutzt und einen weissen Hintergrund. Dann mit diesem Online Rechner umgerechnet http://brew-engine.com/engines/beer_col ... lator.html

Im Anschluss eine 3 Punkt Kalibrierung und dann gemessen

Gruss

Jan
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#30

Beitrag von renzbräu »

Danke! Das klingt gut machbar...
Grüße Johannes

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§11
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#31

Beitrag von §11 »

So sieht das dann in Aktion aus. Wir hatten auch Komperatorscheiben gemessen, das hat auch recht gut geklappt.
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#32

Beitrag von hiasl »

Commander8x hat geschrieben: Dienstag 29. März 2022, 19:19 Ich finde den guten alten Komparator nach wie vor prima. Aber in Zeiten der automatisierten Präzisionsmessung gilt er eben als antiquiert. Was nützt es denn, wenn das Spektrometer die EBC-Farbe mit 2 Nachkommastellen anzeigt?
Der Komparator ist zwar ein gutes Instrument, ist aber für die QS in meinen Augen ein Graus, da eben der individuelle Einfluss eine absolut große Rolle spielt. Das Photometer wird nur durch Trübung in seiner Messung beeinflusst. Die bekommt man aber gut in den Griff. 2 Nachkommastellen braucht natürlich niemand. Nach MEBAK ist für Malze < 10 EBC 1 Kommastell vorgesehen, anschließend 2 signifikante Stellen. Die photometrischen Ergebnisse sollten daher auch immer gerundet angegeben werden (was auf den wenigsten Laborberichten gemacht wird :Waa ).
§11 hat geschrieben: Dienstag 29. März 2022, 17:19 Eure Erklärungen sind alle vollkommen richtig, allerdings ist eben die Farbbestimmung über die Absorbtion mit Fehler behaftet, wenn das vorgeschlagene System auf einem Kamerasystem beruht, dann ist das wesentlich sinnvoller. Die Farbbestimmung über Absorbtion enstpricht leider nich unserer Farbwahrnehmung. Eindeutig unterschiedliche Farben können dem selben EBC Wert entsprechen. Das sehen wir immer wieder gerade im Bereich roter Biere.

Die ASBC hat deshalb eine Methode auf Basis des Tristimulus entwickelt, die eben die Farbe bestimmt und nicht die Absorbtion. Wichtig ist hier vor allem die standartisierte Beleuchtung, da eben auch diese die Farbe beeinträchtigt.

Wir haben hier mal mit einer einfachen Colormeter App die Farbe als RGB gemesen und dann umgerechnet. Trotz sehr einfachem Versuchsaufbau, kamen wir relativ nahe an die Werte aus dem Photometer.

Bild
Diese Würzen haben zum Beispiel alle den gleichen analytischen EBC Farbwert.
Die Frage ist ja aber, was ich bezwecken möchte. Wenn ich verschiedene Malze vergleiche, muss ich ja einen gemeinsamen Nenner haben. Da hilft die Vereinfachung mit der EBC Farbe schon. Wenn ich mit der gleichen Malzmischung immer eine konstante Bierfarbe haben will, ebenfalls. Wenn ich natürlich anfange, ein Mela statt eines Röstmalzes (mal extrem) oder umgekehrt einzusetzen, dann kommt eben das von dir genannte Bild raus. Gerade die schwarzen Farben aus Pyrolysevorgängen sehen eben ganz anders aus, als die der gedarrten oder karamellisierten Malze. Wobei karamellisierte Malze sich wieder von Melanoidinmalzen farblich unterscheiden, jedoch nicht so krass. Wenn ich den optischen Eindruck beschreiben möchte, ist die Tristimulusmethode (war übrigens nicht die ASBC, sonder BRF International (heute BRI), Nutfield, Surrey, veröffentlicht hier: J. Inst. Brewing, Vol. 98, 1992, 497-504). Die Werte des CIE L*a*b Systems sind halt leider nicht so griffig und tivial wie EBC.

Hier hat man auch eine schöne Übersicht, wie die verschieden Malze zu unterschiedlichen Eindrücken führen (EBC ~ SRM, gleicher Ursprung, unterschiedliche Steigung).
Bild
https://www.brewingwithbriess.com/blog/ ... ack-malts/
Dürfte dieselbe Quelle sein, wie von Jan :Wink
Obere Reihe: Röstmalz; Untere Reihe: Karamellmalz
Jeweils verdünnt auf 2, 5, 10, 20, 30, 40 SRM = 4, 10, 20, 39, 59, 79 EBC

Ich habe hier sogar ein Lab-Messgerät von Konika-Minolta. Allerdings nur Reflexion und nicht Transmission.
Könnte man aber auch mal ein paar Experimente machen...
Gruß
Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#33

Beitrag von §11 »

:Wink Ja, Briess hat das Foto für mein Buch zur Verfügung gestellt. Das hatten sie sogar extra noch einmal gemacht.
2F052579-7140-4D80-86C7-B82E3CE15FC7.jpeg
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#34

Beitrag von hiasl »

Hallo zusammen,

ich habe hier mal eine Kaufbierkorrelation durchgeführt.
Als Biere habe ich national (hoffentlich) gut verfügbare Biere genommen:
  • Paulaner Münchner Hell
  • Mönchshof Landbier
  • Wallburg Export
  • Weltenburger Barock dunkel
Weitere Referenzbiere (ausschließlich filtriert) können gerne aufgenommen werden, sofern hier verfügbar.

Die Referenz ist mit einem Vis-Spektralphotometer von VWR in 10 mm Halbmikroküvetten aus Polystyrol bei 430 nm gegen VE-Wasser (Nullpunkt) gemessen worden. Das Entkohlensäuern erfolgte simpel über Faltenfilter. Die Biere wurden unmittelbar ohne weitere Filtration gemessen. Wichtig: Aufgrund der temperaturabhängigen Intensität der LED-Strahlung wurde die Nullwertmessung unmittelbar vor den weiteren Messungen durchgeführt, da der WEMOS D1 Mini sich im Betrieb aufwärmt. Die Küvette wurde während der Messung abgedeckt (Schutz vor Raumlicht).

Das Weltenburger Barock dunkel ist leider schon zu dunkel für eine direkte Messung. Ich habe es daher 1:2 mit VE-Wasser verdünnt. Gerne kann ich ein weiteres dunkles Bier aufnehmen. Ideal wäre so zwischen 20 und 30 EBC. Wichtig: Das Dunkle sollte nach der Bayerischen Verkehrauffassung überwiegend aus dunklem Malz gebraut sein und wenig bis keine Röstmalzanteile aufweisen. Hier kommt die Farbe zu mind. 50 % aus diesen Malzen. Biere die Röstmalz (oder auch Röstmalzbier) speziell deklarieren, enthalten weniger als 50 % dunkle Malze. Sie sind wahrscheinlich "eingefärbt" und eignen sich daher nicht für die Korrelation, da einen großteil der Farbe dann Röstmalz ausmacht. "Bernstein" befindet sich so um die 20-25 EBC, sollte also auch gehen.
Bierfarbe.png
Bierfarbe.png (308.16 KiB) 2586 mal betrachtet
Dateianhänge
Korrelation Kaufbiere.xlsx
(28.48 KiB) 85-mal heruntergeladen
Gruß
Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#35

Beitrag von heinrich2012 »

Hallo zusammen,

finde das Thema interessant und steige hier auch mal ein.

Ziel ist der Nachbau des HAW und wenn möglich Anpassung der Software, um direkt den EBC Wert auszugeben.
Hab mir das Gehäuse drucken lassen und und den TSL2561 Sensor besorgt. Als LED hab ich folgende 430 nm
Variante gefunden:

https://shop.strato.de/epages/15485180. ... /B-430-516

Nach Einbinden der Bibliotheken klappt zwar das kompilieren, aber obwohl das WIFI sichtbar ist und man eine
Verbindung aufbauen kann, erscheint die Seite 192.168.4.1 nicht und die LED bleibt dauerhaft an.
HAW.jpg
HAW.jpg (70.32 KiB) 2182 mal betrachtet
Kennt jemand eine gute Quelle für Küvetten ? Hab bei meiner Suche nur Plastik aus China und Profiware gefunden :-)

Gruss Klaus
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#36

Beitrag von Commander8x »

Die einfachen Polystyrol-Küvetten im 100er Pack sollten für etwa 20 Eus etwa bei Carl Roth oder Th. Geyer zu kriegen sein. Kommen sicher aus China, reichen aber aus.

Gruß Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#37

Beitrag von Labmaster »

Hallo,

Kleine Anmerkung ein Photometer sollte immer 20min vor der M;essung eingeschaltet werde damir alle Komponenten warm werden.

Klaus besorg dir besser Qoarzküvetten dann mußt du nicht den Plastikmüllberg vergößern. Meine Küvetten benutze ich schon 10 Jahre zuhause.

Grüße Jo
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#38

Beitrag von Commander8x »

Niemand sagt, dass man Plastikküvetten nur einmalig verwenden darf.

Gruß Matthias
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Re: iPhotometer zur Bestimmung der Bierfarbe

#39

Beitrag von heinrich2012 »

Suche hier jemand, bei dem ich vorbei komme kann oder dem ich das HAW Fotometer zusenden kann,
mutmaße ein Problem mit der Version der Programm Bibliotheken.

Gruss Klaus
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