Präzision für Heimbrauer: EasyDens

Inhaltsverzeichnis


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Was ist EasyDens ?

Mit EasyDens bringt Anton Paar [1] ein Präzisionsmessgerät zur Messung von Extraktgehalten und Dichten für den Heimbrauer auf den Markt. Die ver­bau­te Messtechnik ba­siert im Kern auf di­gi­ta­ler Biegeschwingertechnologie [2,4], wie man sie sonst nur in gut aus­ge­stat­te­ten Brauerei- oder Prüflaboren fin­det.

EasyDens

Bild 01: EasyDens

Zur Anzeige der Messwerte und zur Einstellung und Justierung des Messgerätes wird mit EasyDens ei­ne App aus­ge­lie­fert, die sich via Bluetooth mit der Messeinheit ver­bin­det. So mo­du­lar auf­ge­baut kommt EasyDens im mo­der­nen Design und im Hosentaschenformat da­her und bie­tet für die an­ge­zeig­ten Grad Plato °P 24) ei­ne au­to­ma­ti­sche Temperaturkompensation für Proben zwi­schen 5°C und 30°C.

Die wich­tigs­ten Spezifikationen für EasyDens wer­den von Anton Paar wie folgt an­ge­ge­ben (Stand 02/2016):

  • Messbereich: Temperatur 5°C – 30°C, Extraktgehalt -10°P – +40°P
  • Genauigkeit: Temperatur 0,2°C, Extraktgehalt 0,3°P 23)
  • Wiederholbarkeit, Std.-abw.: Temperatur 0,1°C, Extraktgehalt 0,2°P 22)
  • Anzeigeauflösung: Temperatur 0,1 °C, Extraktgehalt 0,1°P
  • Probevolumen: ca. 2 ml
  • Anzeige der Messwerte wahl­wei­se in : re­la­ti­ve Dichte SG (Specific Gravity), Grad Plato °P, Dichte in g/cm³, Dichte in kg/m³ 21,24)

Dichtemessung, Biegeschwingermethode und EasyDens mitten drin

Die Dichtemessung mit­tels Biegeschwingermethode ist in den ana­ly­ti­schen Handbüchern der MEBAK[5], EBC[6] und ASBC[7] be­schrie­ben und an­er­kannt. Die Tatsache, dass mo­der­ne Biermessautomaten durch­gän­gig mit ei­nem Biegeschwinger als Hauptkomponente zur Dichte- und Extraktmessung aus­ge­stat­tet sind, lässt ver­mu­ten, dass der Hobbybrauer hier ein hoch­wer­ti­ges Dichtemessgerät an­ge­bo­ten be­kommt, das ei­ni­ge Vorteile ge­gen­über ei­ner kon­ven­tio­nel­len Extraktmessung er­war­ten lässt:

  • Ein Messgerät für Dichteproben vor, wäh­rend und nach der Vergärung mit ho­her Genauigkeit und Wiederholbarkeit
  • Keine Ablesefehler für Temperatur- und Dichtemesswerte
  • Keine Umrechnung in an­de­re Einheiten nö­tig
  • Automatische Temperaturkompensation für die an­ge­zeig­ten °P
  • Rasche und ge­naue Messergebnisse bei klei­nem Probevolumen (2 ml)
  • Einfache Handhabung, klein, ge­rin­ger Reinigungsaufwand, ro­bust
  • Messergebnisse las­sen sich „on the fly“ in un­ter­schied­li­chen Einheiten ab­le­sen

Allgemeine Hinweise zum Artikel

Der fol­gen­de Artikel nimmt EasyDens im Hobbybrauerumfeld ge­nau­er un­ter die Lupe und hin­ter­fragt in ver­schie­de­nen Gerätetest die Spezifikationsangaben des Herstellers. Zuvor je­doch ein paar Hinweise zur Durchführung der Messreihen und zum Artikel all­ge­mein:

Eine Liste der ver­wen­de­ten Reagenzien ist im Anhang A und ei­ne Liste der ver­wen­de­ten Gerätschaften ist im Anhang B zu fin­den. Begriffserklärungen sind in Anhang C auf­ge­führt. Verweise auf die Anhänge A, B und C fin­den sich im Artikel mit run­den Klammern und der ent­spre­chen­den Eintragsnummer kennt­lich ge­macht, z.B. so: 1). Quellenverweise sind in ecki­gen Klammern ([]) an­ge­ge­ben. Sie fin­den sich am Ende des Artikels auf­ge­tra­gen.

Die Proben wur­den vor der Messung so gut es ging auf 20°C tem­pe­riert. Die Gründe hier­für fin­den sich in der manuellen/visuellen Temperaturkompensation der Spindel-Ablesewerte, die man bei ab­wei­chen­den Probentemperaturen vor­neh­men muss. Dieser Vorgang ge­rät in Grenzfällen ger­ne zur Schätzung. Die Proben auf 20°C zu tem­pe­rie­ren ist al­so eher als Zugeständnis an die Spindel ge­dacht, zu­mal die Temperaturkompensation von EasyDens im Artikel se­pa­rat über­prüft wird.

Von Teilen der Gerätetests ab­ge­se­hen, wur­den iden­ti­sche Proben im­mer 5-mal hin­ter­ein­an­der ge­mes­sen. Ein ein­zel­ner Messvorgang war da­bei im­mer so ge­stal­tet, dass zu­nächst 2-3 ml Probe in EasyDens ein­ge­bracht und 20 Sekunden spä­ter der Messwert ab­ge­le­sen wur­de. Auf ei­ne sta­tis­ti­sche Auswertung der Messergebnisse wur­de ganz be­wusst ver­zich­tet.

Die Verwiegung von Reagenzien und von Rohstoffen wie Zucker, Hopfen und Hefe fand in „Hobbybrauerqualität“ mit ei­ner Küchenwaage statt 15). Wenn im Artikel Angaben wie 1 g/Liter Trockenhefe o.ä. zu fin­den sind, dann wur­den die­se Komponenten mit eben die­ser Küchenwaage ver­wo­gen. Zwar ha­be ich ver­sucht, zu­nächst grö­ße­re Mengen ein­zu­wie­gen und dann die Wunschkonzentration durch Verdünnung zu er­rei­chen, aber es darf ger­ne an­ge­nom­men wer­den, dass die Genauigkeit zu wün­schen üb­rig lässt.

Die Messergebnisse von EasyDens wer­den von mir ent­we­der in der Einheitsbezeichnung EasyDens [%mas] (°P) oder in der Einheitsbezeichnung EasyDens [%mas] an­ge­ge­ben. In der EasyDens-App war zwar °P als Ableseeinheit ein­ge­stellt, je­doch er­schien mir die Angabe al­ler Messwerte in °P, oh­ne Unterscheidung ob ver­go­ren oder un­ver­go­ren, et­was un­glück­lich. Das °P ist die Einheit der Stammwürze 24) und Stammwürze be­zieht sich aus­schließ­lich auf ei­ne Extraktkonzentration, die per Definition vor der Vergärung vor­han­den war. In Würzen die mit Hefen ver­setzt, teil­ver­go­ren oder end­ver­go­ren sind, lässt sich durch ei­ne ein­fa­che Dichtemessung die (ur­sprüng­li­che) Stammwürze in °P nicht mehr er­mit­teln. Typischerweise gibt man er­mit­tel­te Extraktwerte in teil- oder end­ver­go­ren Proben als Extrakt schein­bar Es 20) in der Einheit Gewichtsprozent[GG%] oder in Massenprozenten[%mas] an 18). Die Benennung der Spaltentitel trägt dem Rechnung und auf Nachfrage beim Hersteller wer­den kom­men­de App-Versionen die­ses klei­ne Detail be­rück­sich­ti­gen.

Lieferumfang, die Ausstattung und grundlegende Arbeitsschritte im Umgang mit EasyDens

Unboxing

EasyDens wird ge­lie­fert mit ei­ner Probenspritze, mit al­len Adaptern, mit Dichtungen, Batterien und mit Schläuchen, die es für ei­ne ers­te Messung braucht. Zusätzlich er­hält man ei­ne Schutzabdeckung die als Spritzschutz dient und die für ge­nü­gend Standfestigkeit sorgt. Beigelegt ist ein Faltblatt, das Illustrationen und Hinweise für die Arbeitsschritte Inbetriebnahme, Reinigung, Messung und Justierung ent­hält.

Anton Paars EasyDens-App für Android kann kos­ten­los vom Google Play Store her­un­ter­ge­la­den und in­stal­liert wer­den. Eine App für Apples iPho­ne folgt laut Hersteller im März 2016.

Eine voll­stän­di­ge und in Deutsch ver­fass­te Betriebsanleitung [8] im pdf-Format steht auf den Seiten von Anton Paar zum down­load be­reit. In ver­schie­de­nen Anhängen der Betriebsanleitung fin­den sich zu­sätz­lich Umrechnungstabellen für die Dichte von Wasser [3], ei­ne Konformitätserklärung, Teilelisten, Spezifikationen, Bluetooth-Bestimmungen usw.

Inbetriebnahme

Step by Step, den Illustrationen auf dem Faltblatt fol­gend, wur­de EasyDens in den Betriebszustand ver­setzt und ne­ben­bei die App in­stal­liert. Nach knapp 10 Minuten war das Gerät be­triebs­be­reit und ei­ne ers­te Messung konn­te durch­ge­führt wer­den. Die Betriebsanleitung lässt im Verbund mit dem il­lus­trier­ten Faltblatt kei­ne Wünsche of­fen.

Justierung (Checks und Justierungen)

Ein Menüpunkt in der EasyDens-App führt zur Justierung. Der Vorgang ist eben­so ein­fach und schnell er­le­digt wie ei­ne Messung. Das mir zur Verfügung ge­stell­te Gerät war im Auslieferungszustand be­reits jus­tiert. Sollte trotz­dem ei­ne Wasserjustierung nö­tig wer­den, füllt man das Gerät mit de­stil­lier­tem Wasser und wählt in der App „Justierung“. Der Rest wird vom Gerät er­le­digt.

Die Messung

Die Messung ist denk­bar sim­pel. Die Probe wird in ei­ne Spritze ge­saugt, die man im Anschluss kopf­über auf das Gerät steckt. Die ge­wünsch­te Probemenge (min. 2 ml) wird in die Messkammer ge­drückt und nach ein paar Sekunden steht das Ergebnis zur Verfügung und kann in den ge­nann­ten Messgrößen via App ab­ge­le­sen wer­den. Hier sei er­wähnt, dass nur die Einheit Grad Plato °P als tem­pe­ra­tur­kom­pen­sier­ter Wert an­ge­zeigt wird. Alle an­de­ren Messgrößen wer­den in Abhängigkeit der ak­tu­el­len Probentemperatur an­ge­zeigt.

Wie die Vorbereitung ei­ner Probe vor der ei­gent­li­chen Messung aus­zu­se­hen hat, wird in der Betriebsanleitung im Detail be­schrie­ben. Trotzdem, gleich an die­ser Stelle, ein wich­ti­ger Hinweis zum Thema Probevorbereitung:

Ein Biegeschwinger als Präzisionsmessgerät misst sämt­li­che Partikel und Stoffe, die sich mehr oder we­ni­ger ge­löst in ei­ner Probe be­fin­den. Die Dichtemessung mit­tels Biegeschwinger ist im­mer ei­ne „Gesamtmessung“ al­ler Bestandteile in ei­ner Probe. Aus die­sem Grund ist für al­le Messungen mit Biegeschwingern Voraussetzung, dass die Proben mög­lichst par­ti­kel­frei, mög­lichst klar und ent­gast vor­lie­gen. Auch Anton Paar weist in der Betriebsanleitung für EasyDens dar­auf hin. Der Artikel wird sich ge­nau mit die­sem Teil der Messanforderungen und mit der vor­ge­la­ger­ten Probevorbereitung im Detail be­schäf­ti­gen.

Reinigung und Pflege

Der Aufwand hält sich in Grenzen. Im Grunde ge­nügt nach der Messung ein gründ­li­ches Spülen mit lau­war­mem de­mi­ne­ra­li­sier­tem Wasser 2) und ein Leerdrücken der Messkammer mit Luft (aus der Spritze). In län­ge­ren Abständen lohnt ei­ne über­schau­ba­re Sonderbehandlung. In je­dem Fall soll­te man sich an die vom Hersteller emp­foh­le­ne Vorgehensweise hal­ten.

Versuchsumfeld: EasyDens und seine Antagonisten

EasyDens muss im Versuchsumfeld ge­gen un­ter­schied­li­che Spindelqualitäten an­tre­ten:

  • Hobbybrauerspindel, 0-20 %mas 19,9)
  • Eichfähige Spindel, 0-7 %mas 19,10)
  • Eichfähige Spindel, 7-14 %mas 19,11)

Für Messfälle, die nicht er­klär­ba­re Abweichungen zwi­schen Spindel- und EasyDens zeig­ten, stand noch zu­sätz­lich ein werks­ka­li­brier­ter Präzisions-Biegeschwinger vom Typ DMA 4500 M 13) der Fa. Anton Paar zur Verfügung, der Dichten in ei­ner Genauigkeit von 0,00005 [g/cm3] zu­ver­läs­sig mes­sen kann.

Warum war im Versuchsumfeld kein Brix-Refraktometer dabei?

Es war kein eich­fä­hi­ges Gerät auf­zu­trei­ben und ein Vergleich hät­te im­mer nur in Bezug zu ge­nau ei­nem Modell statt­ge­fun­den. Die Anzahl der Refraktometer-Produkte mit den un­ter­schied­lichs­ten Messbereichen, Skalierungen, Genauigkeiten und Bauarten (ana­log, di­gi­tal, mit ATC, oh­ne ATC, …) ist kaum über­schau­bar. Weiter muss ein ab­ge­le­se­ner Brixwert in un­ver­go­re­nen Würzen erst mit­tels Faktor in °P um­ge­rech­net wer­den und ein in ver­go­re­nen Würzen er­mit­tel­ter Brixwert be­nö­tigt ein gan­zes Formelwerk, um ei­nen Vergleich zu ei­nem „nor­mal“ er­mit­tel­ten Dichtemesswert (Extrakt schein­bar) her­zu­stel­len [18,20,21]. Da sich die ge­sam­te Community nicht gänz­lich ei­nig dar­über ist, wann wel­cher Faktor wie und wann wel­che Formel (Standard, Terrill[9]) zum Einsatz kom­men soll, muss­te das Brix-Refraktometer zum nüch­ter­nen Vergleich von Messergebnissen lei­der aus­fal­len.

Die Testfälle im Überblick

  • Destilliertes Wasser. Überprüfung der Kalibrierung
  • Prüfung der Temperaturkompensation
  • Überprüfung und Vergleich der Messinstrumente
  • Zuckerlösungen
  • Trübe und fil­trier­te Würzeproben, ge­kocht und un­ge­kocht, ge­hopft und un­ge­hopft, mit- und oh­ne Heißtrub, mit und oh­ne Hefe
  • Trübe und fil­trier­te Jungbierproben wäh­rend der Gärung, ent­gast und nicht ent­gast
  • Trübe und fil­trier­te Fertigbiere, ent­gast und nicht ent­gast
  • Trübe und fil­trier­te Fertigbiere ent­gast. Eiweißtrüb, stär­ke­trüb, he­fe­trüb
Die Küche als Brauereilabor

Bild 02: Die Küche als Brauereilabor

Checkmessung: Überprüfung der Messbereitschaft

Im Kapitel 11 der Betriebsanleitung[8] wird die Durchführung ei­ner Checkmessung mit dei­o­ni­sier­tem Wasser 2) in Grad Plato °P wie folgt be­schrie­ben:

„Wenn der Messwert im Bereich +/- 0,3 °Plato liegt, so ist Ihr EasyDens mess­be­reit. Wenn der Messwert un­ter – 0.3 °Plato oder über + 0,3 °Plato liegt, füh­ren Sie ei­ne Wasserjustierung durch … „

Tab. 01: Checkmessung EasyDens mit bi-destilliertem Wasser in Laborqualität 1)
MessungAblesung [°C]EasyDens [%mas] ( °P)
120,1-0,1
220-0,1
320,10
420,10
520,1-0,1

Das Gerät be­nö­tigt kei­ne Wasserjustierung. Alle 5 Messungen ei­ner iden­ti­schen Probe zeig­ten Messergebnisse in­ner­halb der Toleranzen (+/- 0,3 °P). Diese Checkmessung wur­de vor al­len Versuchen durch­ge­führt. Die Ergebnislage sah da­bei im­mer so oder ähn­lich aus. Eine Wasserjustierung war im ge­sam­ten Versuchszeitraum nicht nö­tig.

Checkmessung: Überprüfung der Temperaturkompensation

Nach den Angaben von Anton Paar wer­den Messungen in der Einheit Grad Plato °P bei Temperaturen zwi­schen +5°C und +30°C °P vom Gerät au­to­ma­tisch tem­pe­ra­tur­kom­pen­siert. Das be­deu­tet, dass Einzelmessungen iden­ti­scher Proben bei un­ter­schied­li­chen Temperaturen (+5°C bis +30°C) im­mer den wah­ren Platowert, ge­mes­sen bei 20°C, an­zei­gen soll­ten.

Tab. 02: Checkmessung EasyDens mit bi-destilliertem Wasser und Überprüfung der Temperaturkompensation bei ca. 5°C und ca. 30°C
Ablesung [°C]EasyDens [%mas] ( °P)
20,20
300,1
5,20

EasyDens zeigt im Temperaturbereich +5°C – +30°C na­he­zu iden­ti­sche Messwerte in der Einheit °P an. Die Temperaturveränderung der Probe hat kei­nen Einfluss auf das Messergebnis. Die Temperaturkompensation funk­tio­niert.

Anmerkung:
Das Probevolumen von 2 ml ist sehr ge­ring und flan­kie­rend än­dert sich die Temperatur ei­ner Probe in­ner­halb der Messzelle stän­dig und in gro­ßen Schritten – man kann da­bei zu­se­hen. Interessant da­bei: Der an­ge­zeig­te Messwert in °P bleibt da­von un­be­rührt – er bleibt kon­stant. Dieses Verhalten von EasyDens konn­te ich im ge­sam­ten Versuchszeitraum für die an­ge­zeig­ten °P be­ob­ach­ten. Für mich ist klar: Die Temperaturkompensation für die an­ge­zeig­ten °P und für den in den Spezifikationen an­ge­ge­be­nen Temperaturbereich funk­tio­niert ta­del­los.

Die bei­den nächs­ten Testfälle be­trach­ten die ver­wen­de­ten Messinstrumente 9,10,11,12,13) et­was ge­nau­er. Sie sol­len die Qualität der Einzelinstrumente prü­fen und Aussagen über die Vergleichbarkeit der Messergebnisse lie­fern.

Die Messinstrumente im Vergleich: destilliertes Wasser

Tab. 03: Die Messinstrumente im Vergleich: Bi-destilliertes Wasser bei 20 °C
MessinstrumentAblesung [°C]Ablesung [%mas] ( °P)
Eichfähige Spindel 7-14 [%mas]20---
Eichfähige Spindel 0-7 [%mas]200
Hobbybrauer-Spindel 0-20 [%mas]--~ 0,2 - 0,3
EasyDens200
Kontrollwert DMA 4500 M200

Für de­stil­lier­tes Wasser zeig­ten, bis auf die Hobbybrauerspindel, al­le Instrumente kor­rek­te Werte an. Zur Kontrolle der Messergebnisse wur­de zu­sätz­lich das DMA 4500 M 13) in Betrieb ge­nom­men. Die eich­fä­hi­ge Spindel 7-14 %mas 11) schei­det für die­sen Versuch lei­der aus.

Die Messinstrumente im Vergleich: Zuckerlösung

Tab. 04: Die Messinstrumente im Vergleich: Zuckerlösung mit 7 [% mas] (°P). Ganz nach Hobbybrauermanier wur­de die ge­wichts­pro­zen­ti­ge 18) Zuckerlösung in der Qualität „Küchenwaage“ 15) mit han­dels­üb­li­chem de­stil­lier­tem Wasser und mit Haushaltszucker her­ge­stellt.
MessinstrumentAblesung [°C]Ablesung [%mas] ( °P)
Eichfähige Spindel 7-14 [%mas]207
Eichfähige Spindel 0-7 [%mas]207
Hobbybrauer-Spindel 0-20 [%mas]--~ 6,5
EasyDens20,17
Kontrollwert DMA 4500 M207,04

Die ge­wichts­pro­zen­ti­ge Lösung scheint trotz Küchenwaage gut ge­lun­gen. Die bei­den eich­fä­hi­gen Spindeln und EasyDens zei­gen für kla­re Zuckerlösungen iden­ti­sche und wah­re Werte an. Das zur fi­na­len Kontrolle der Messinstrumente zu­sätz­lich ein­ge­setz­te DMA 4500 M be­stä­tigt die­se Annahme. Die Hobbybrauerspindel ist mit ih­rer gro­ben Skalierung und der of­fen­bar man­geln­den Präzision für wei­te­re Vergleiche un­ge­eig­net. Sie wird nicht mehr wei­ter be­trach­tet.

Die nun fol­gen­den Versuchsreihen las­sen EasyDens ge­gen die bei­den eich­fä­hi­gen Spindeln im Hobbybrauerumfeld an­tre­ten.

Zunächst wer­den un­ver­go­re­ne Würzen aus un­ter­schied­li­chen Produktionsschritten un­ter­sucht. Solche Proben sind für ge­wöhn­lich mehr oder we­ni­ger trüb, ent­hal­ten kei­nen Alkohol und kein Kohlenstoffdioxid (CO2). Ich möch­te noch­mals dar­an er­in­nern, dass Anton Paar aus­drück­lich dar­auf hin­weist, dass Proben mög­lichst blank, frei von Partikeln und ent­gast sein soll­ten. Aus die­sem Grund wer­den iden­ti­sche Proben zu­nächst trüb und dann klar 5) ge­mes­sen. Dieser Vergleich soll zei­gen, wel­chen Einfluss ggf. ei­ne Trübung auf die EasyDens- und auf die Spindelmessungen hat.

Damit bei der Betrachtung der Werte kei­ne Verwechslungen ent­ste­hen, sind die Wertetabellen mit Probekennungen be­zeich­net. Eine iden­ti­sche Probekennung weist dar­auf hin, dass sich nur die Probevorbereitung ge­än­dert hat, nicht aber die Probe selbst.

Die bei­den Versuchsreihen in Tab.05 und Tab.06 be­trach­ten ei­ne be­lie­bi­ge, un­ge­koch­te und un­ge­hopf­te Würzeprobe im Vergleich trüb/klar.

Würze ungekocht und ungehopft im Vergleich trüb/klar

Tab. 05: Würzeprobe trüb, un­ge­kocht und un­ge­hopft. Probekennung #1.
MessungEasyDens [%mas] ( °P)Spindel [%mas] ( °P)
19,79,6
29,79,6
39,69,6
49,79,6
59,79,6
Tab. 06: Würzeprobe fil­triert, un­ge­kocht und un­ge­hopft. Probekennung #1
MessungEasyDens [%mas] ( °P)Spindel [%mas] ( °P)
19,79,6
29,69,6
39,79,6
49,69,6
59,69,6

Im Vergleich trüb/klar lässt sich für EasyDens kei­ne nen­nens­wer­te Veränderung der Messwerte er­ken­nen. Die Trübung ei­ner un­ge­koch­ten und un­ge­hopf­ten Würze scheint kei­nen Einfluss auf die Messung mit EasyDens zu ha­ben. Die in den Spezifikationen für EasyDens an­ge­ge­be­nen Werte für Genauigkeit und Wiederholbarkeit wer­den pro­blem­los ein­ge­hal­ten.

Würze gekocht und gehopft im Vergleich trüb/klar

Die bei­den Versuchsreihen in Tab.07 und Tab.08 be­trach­ten ei­ne be­lie­bi­ge, ge­koch­te und ge­hopf­te Würzeprobe im Vergleich trüb/klar.

Tab. 07: Würzeprobe trüb, mit 1g/l Hopfen 8) ge­kocht (Heißtrub und Hopfentreber nicht ent­fernt). Probekennung #2
MessungEasyDens [% mas] ( °P)Spindel [%mas] ( °P)
110,910,8
210,810,8
310,810,8
410,810,8
510,810,8
Tab. 08: Würzeprobe fil­triert mit 1g/l Hopfen 8) ge­kocht (Heißtrub und Hopfentreber ent­fernt). Probekennung #2
MessungEasyDens [%mas] ( °P)Spindel [%mas] ( °P)
110,810,9
210,810,9
310,910,9
410,810,9
510,910,9

Im Vergleich trüb/klar lässt sich für EasyDens kei­ne nen­nens­wer­te Veränderung der Messwerte er­ken­nen.

Die Trübung ei­ner ge­koch­ten und ge­hopf­ten Würze scheint kei­nen Einfluss auf die Messung mit EasyDens zu ha­ben. Die in den Spezifikationen für EasyDens an­ge­ge­be­nen Werte für Genauigkeit und Wiederholbarkeit wer­den pro­blem­los ein­ge­hal­ten.

trübe und filtrierte Würzeprobe

Bild 03: Links die trü­be Würzeprobe aus der Messreihe Tab.07, rechts die fil­trier­te Würzeprobe aus der Messreihe Tab.08. Probekennung #2

trübe Würzeprobe

Bild 04: Die trü­be Würzeprobe aus der Messreihe Tab.07 nach 30 Minuten Sedimentationszeit. Probekennung #2.

Die mit­ge­mes­se­ne Trubmenge, die hier deut­lich als Bodensatz zu er­ken­nen ist, hat­te kei­nen Einfluss auf das Messergebnis. Sehr er­staun­lich.

Anstellwürze unvergoren und hefetrüb

Tab.09 führt die Versuchsreihe für die Probe mit der Kennung #2 fort. Die in Tab.08 ge­mes­se­ne kla­re Probe (kla­re Anstellwürze) wird hier­zu mit 2g/l Trockenhefe ver­setzt. Die Hefekonzentration ent­spricht der 2 bis 4-fachen Menge an Trockenhefe, die Hersteller für Trockenhefen üb­li­cher Weise emp­feh­len.

Tab. 09: Anstellwürze trüb, un­ver­go­ren, mit 2 g/l Trockenhefe 7) ver­setzt. Die Trübung wird durch die Hefegabe ver­ur­sacht. Heißtrub, Teile des Kühltrubes und der Hopfentreber wur­den vor der Hefegabe ent­fernt. Probekennung #2
MessungEasyDens [%mas] ( °P)Spindel [%mas] ( °P)
11110,9
21110,9
31110,9
411,110,9
51110,9

Gegenüber der Spindel zeigt EasyDens durch die mas­si­ve Hefetrübung (Tab.09) ei­ne leich­te Zunahme der Messwerte ge­gen­über der kla­ren Probe (Tab.08). Die Hefetrübung ei­ner zu­vor ge­klär­ten Anstellwürze scheint ei­nen ge­wis­sen Einfluss auf die Messung mit EasyDens zu ha­ben. Die in den Spezifikationen für EasyDens an­ge­ge­be­nen Werte für Genauigkeit und Wiederholbarkeit wer­den pro­blem­los ein­ge­hal­ten.

Hauptgärprobe trüb/klar und unentgast/entgast

In Tab.10 wird ei­ne Messung durch­ge­führt, die man lt. Anton Paar mit EasyDens so über­haupt nicht durch­füh­ren soll­te. Die Probe wur­de wäh­rend der Hauptgärung ent­nom­men. Sie ist sehr trüb und nicht ent­gast.

Tab. 10: Hauptgärprobe trüb, un­fil­triert und nicht ent­gast. CO2-Gehalt ca. 1,6 g/l. Probekennung #3
MessungEasyDens [%mas]Spindel [%mas]
18,38,4 – 8,7
28,48,4 – 8,7
38,38,4 – 8,7
48,48,4 – 8,7
58,38,4 – 8,7

Die Ablesungen an der Spindel sind Schätzwerte. Die nicht ent­gas­te Probe macht der Spindel doch reich­lich zu schaf­fen. Die Probe ent­gast im Spindelzylinder und das auf­stei­gen­de CO2 treibt die Spindel nach oben und haf­tet am Spindelkörper an. Der da­bei ent­ste­hen­de Schaum tut sein Übriges da­zu. Nebenbei muss man noch die Temperatur ab­le­sen und ggf. den Anzeigewert kor­ri­gie­ren. Ich den­ke das Problem ist be­kannt. Die Ablesung an der Spindel ver­kommt zum Schätzwert.

Auch die Probe für EasyDens in der 5 ml Spritze ver­än­dert stän­dig ihr Aussehen. Aufgesteckt auf die Messeinheit lässt sich be­ob­ach­ten, dass sich im obe­ren Teil der Spritze mehr und mehr CO2-sam­melt. Beschickt man EasyDens mit ei­ner Teilmenge die­ser Probe, bil­det sich auch in der Messzelle zu­neh­mend CO2, wel­ches sich im obe­ren Teil des Biegeschwingers sam­melt. Diese Kleinstmengen an CO2 im obe­ren Teil des Biegeschwingers schei­nen die Messungen in ih­rer Wiederholbarkeit kaum zu be­ein­flus­sen. Die Messwerte blie­ben in der ge­sam­ten Versuchsreihe, trotz klei­ner CO2-Blasen im obe­ren Teil des Biegeschwingers, recht kon­stant.

Die Filtration und Entgasung der Hauptgärprobe aus Tab.10 (Probekennung #3) soll jetzt den kor­rek­ten Messwert zum Vorschein brin­gen.

Tab. 11: Hauptgärprobe fil­triert und ent­gast. Probekennung #3
MessungEasyDens [%mas]Spindel [%mas]
18,28,1
28,18,1
38,18,1
48,28,1
58,18,1
Hauptgärprobe im Erlenmeyerkolben

Bild 05: Hauptgärprobe im Erlenmeyerkolben. Probekennung #3

Hauptgärprobe unfiltriert und unentgast in der Spritze

Bild 06: Hauptgärprobe un­fil­triert und un­ent­gast in der Spritze. Probekennung #3

Hauptgärprobe unfiltriert und unentgast in der Messkammer

Bild 07: Hauptgärprobe un­fil­triert und un­ent­gast in der Messkammer. Das sich ent­bin­den­de CO2 ist deut­lich im obe­ren Teil des Biegeschwingers zu er­ken­nen. Probekennung #3

Unglaublich. Auch die­se oder ähn­li­che Proben, lie­ßen sich mit ho­her Wiederholbarkeit und Genauigkeit mes­sen.
Aber Achtung: Genau so soll­te es NICHT aus­se­hen. Wer ei­ne der­ar­ti­ge CO2-Entbindung im Biegeschwinger ent­deckt, soll­te 2 ml Probe nach­schie­ben und er­neut mes­sen und ggf. die Probe zu­vor ent­ga­sen. Siehe Abschnitt „Tipps zum Entgasen von Proben – Spritzenentgasung“ wei­ter hin­ten im Artikel.

Für die fil­trier­te und ent­gas­te Hauptgärprobe mit der Probekennung #3 wer­den von der Spindel und von EasyDens stim­mi­ge und ein­heit­li­che Messwerte an­ge­zeigt. Obwohl die Hauptgärprobe nicht ent­gast und nicht fil­triert war, blie­ben die Messwerte von EasyDens in­ner­halb der for­mu­lier­ten Herstellertoleranzen für Genauigkeit und Wiederholbarkeit.

Zusammenfassung der Messergebnisse für Zuckerlösungen, Würzen und Jungbiere

Die bis­he­ri­gen Untersuchungen ha­ben ge­zeigt, dass EasyDens mit Zuckerlösungen, kla­ren und trü­ben Würzen (vor­zugs­wei­se Eiweiß-und Hopfentrüb), mit kla­ren und trü­ben Anstellwürzen (vor­zugs­wei­se he­fe­trüb) und mit schwach kar­bo­ni­sier­ten (<= 1,7 g/l CO2) Jungbierproben um­ge­hen kann. Eine star­ke Hefetrübung zeigt im Probenumfang ten­den­zi­ell ei­nen grö­ße­ren Einfluss als ei­ne star­ke Eiweiß- bzw. Hopfentrübung. Die in den Spezifikationen für EasyDens an­ge­ge­be­nen Werte für Genauigkeit und Wiederholbarkeit wur­den für al­le be­nann­ten Proben ein­ge­hal­ten.

Auswirkung unterschiedlicher Trübungen auf das Messergebnis

Nach dem Anstellen sind al­le Proben mehr oder we­ni­ger trüb und sie ent­hal­ten mehr oder we­ni­ger CO2. Das CO2 aus ei­ner klei­nen Probemenge zu ent­fer­nen ist schnell er­le­digt und ich wer­de am Ende des Artikels noch ein paar Tipps da­zu ge­ben. Aufwendiger wird es, wenn die Probe fil­triert wer­den muss. Es braucht ei­nen Faltenfilter (Kaffeefilter), ei­nen pas­sen­den Trichter und ggf. et­was Kieselgur, da­mit der Faltenfilter nicht nach we­ni­gen Millilitern „dicht“ macht. Solch ei­ne fil­trier­te Probe stellt zwar das Messoptimum für ei­nen Biegeschwinger dar, da die Probe da­nach klar und ent­gast ist, al­ler­dings geht auch ein ge­wis­ser Aufwand ein­her, den man sich na­tür­lich spa­ren möch­te. Inwieweit man auf ei­ne Filtration der Probe hin­sicht­lich ei­ner Trübung ver­zich­ten kann, sol­len die nächs­ten Versuche zei­gen.

Die vor­ge­la­ger­ten Versuche ha­ben ge­zeigt, dass vor­zugs­wei­se ei­ne star­ke Hefetrübung ei­nen Einfluss auf die Messung hat, wäh­rend trü­be Würzen, die noch kei­ne Hefe ent­hal­ten, kei­nen Einfluss zeig­ten. Abgesehen von Trübungen, die durch ei­ne gro­ße Anzahl von gro­ben Partikeln er­zeugt wird, ken­nen wir um­gangs­sprach­lich noch drei wei­te­re Trübungsarten:

  • Eiweißtrübung
  • Stärketrübung
  • Hefetrübung

Diese un­ter­schied­li­chen Trübungsarten sol­len nun ge­trennt von­ein­an­der und so gut es geht un­ter­sucht wer­den. Dazu ha­be ich mir zwei Fertigprodukte aus­ge­sucht, de­ren Herstellungsprozess ich ken­ne. Eines die­ser Fertigprodukte ist ein hel­les Hefeweizen, des­sen Trübung vor­zugs­wei­se durch Eiweiß und nicht durch Hefe zu­stan­de kommt. Das an­de­re Fertigbier ist ein trü­bes Kellerbier, des­sen Trübung vor­zugs­wei­se durch Stärke und nicht durch Hefe zu­stan­de kommt. Die Fertigbierproben wur­den zu­nächst ent­gast und dann je­weils drei un­ter­schied­li­chen Messungen un­ter­zo­gen.

  • Unfiltriert (so wie sie bei 20°C aus der Flasche kom­men)
  • fil­triert
  • erst fil­triert und dann mit 4 g/l Trockenhefe ver­setzt

Es sei noch er­wähnt, dass es im Rahmen ei­ner zu mes­sen­den Anzahl von trü­ben Proben es ei­ni­ger­ma­ßen kom­pli­ziert ist, die Einzelproben ho­mo­gen zu hal­ten. Trübungsbilder re­agie­ren ent­lang ei­ner Zeitachse und im Rahmen von Temperaturänderungen ste­tig. Neben der Probe selbst sind auch die Messzellen von die­sem Vorgang be­trof­fen. Daher kann nicht gänz­lich aus­ge­schlos­sen wer­den, dass sich die Trübungseigenschaften ei­ner Probe, selbst wäh­rend der Messung, ver­än­dern und in der Folge die Mess- und Vergleichswerte „un­kon­trol­liert“ schwan­ken.

Einfluss einer vornehmlich durch Stärke verursachten Trübung

Tab. 12: Endvergorenes Fertigbier aus der Flasche. „Kellerbier trüb“. Trübung vor­nehm­lich durch Stärke her­vor­ge­ru­fen. Entgast und un­fil­triert. Probekennung #4
MessungEasyDens [%mas]Spindel [%mas]
12,62,6
22,62,6
32,62,6
42,62,6
52,62,6
Tab. 13: Endvergorenes Fertigbier aus der Flasche. „Kellerbier trüb“. Trübung vor­nehm­lich durch Stärke her­vor­ge­ru­fen. Entgast und fil­triert. Probekennung #4
MessungEasyDens [%mas]Spindel [%mas]
12,62,6
22,62,6
32,52,6
42,62,6
52,62,6

EasyDens zeigt kei­nen Unterschied in den Messungen stär­ke­trüb und klar. Beide Proben lie­fern iden­ti­sche Messergebnisse. Die fil­trier­te, ehe­mals stär­ke­trü­be Probe, wird nun mit der 4-8-fachen Menge an Trockenhefe ver­setzt (4-8-fache Menge der üb­li­chen Herstellerempfehlung).

Tab. 14: Endvergorenes Fertigbier aus der Flasche. „Kellerbier trüb“. Trübung vor­nehm­lich durch Stärke her­vor­ge­ru­fen. Erst fil­triert und dann mit 4 g/l Trockenhefe ver­setzt. Probekennung #4
MessungEasyDens [%mas]Spindel [%mas]
12,82,7
22,82,7
32,82,7
42,82,7
52,72,7

Die mas­si­ve Hefetrübung in Probe #4 zeigt Wirkung. EasyDens misst ~ 0,2 %mas mehr. Aber auch die Spindel bleibt nicht gänz­lich un­be­rührt. Die in den Spezifikationen für EasyDens an­ge­ge­be­nen Werte für Genauigkeit und Wiederholbarkeit wer­den trotz­dem ein­ge­hal­ten.

Einfluss einer vornehmlich durch Eiweiß verursachten Trübung

Tab. 15: Endvergorenes Fertigbier aus der Flasche. „Hefeweizen trüb“. Trübung vor­nehm­lich durch Eiweiß her­vor­ge­ru­fen. Entgast und un­fil­triert. Probekennung #5
MessungEasyDens [%mas]Spindel [%mas]
12,42,4
22,42,4
32,42,4
42,42.4
52,42,4
Tab. 16: Endvergorenes Fertigbier aus der Flasche. „Hefeweizen trüb“. Trübung vor­nehm­lich durch Eiweiß her­vor­ge­ru­fen. Entgast und fil­triert. Probekennung #5
MessungEasyDens [%mas]Spindel [%mas]
12,42,4
22,42,4
32,42,4
42,42.4
52,42,4

EasyDens zeigt kei­nen Unterschied in den Messungen ei­weiß­trüb und klar. Beide Proben lie­fern iden­ti­sche Messergebnisse. Die fil­trier­te, ehe­mals ei­weiß­trü­be Probe, wird nun mit der 4-8-fachen Menge an Trockenhefe ver­setzt (4-8-fache Menge der üb­li­chen Herstellerempfehlung).

Tab. 17: Endvergorenes Fertigbier aus der Flasche. „Hefeweizen trüb“. Trübung vor­nehm­lich durch Eiweiß her­vor­ge­ru­fen. Erst fil­triert und dann mit 4 g/l Trockenhefe ver­setzt. Probekennung #5.
MessungEasyDens [%mas]Spindel [%mas]
12,72,5
22,72,5
32,82,5
42,72,5
52,72,5

Die mas­si­ve Hefetrübung in Probe #5 zeigt Wirkung. EasyDens misst ~ 0,3 %mas mehr. Aber auch die Spindel bleibt nicht gänz­lich un­be­rührt. Die in den Spezifikationen für EasyDens an­ge­ge­be­nen Werte für Genauigkeit und Wiederholbarkeit wer­den den­noch ein­ge­hal­ten.

Zusammenfassung: Hefe, Eiweiß und Stärketrübung als Einflussgrößen auf den Messwert

Alltägliche Eiweiß- und Stärketrübungen üben in Würze und Bier kei­nen mess­ba­ren Einfluss auf die Dichtemessung (°P) mit EasyDens aus. Vergleichbar deut­li­che Hefetrübungen zei­gen ei­ne Tendenz nach oben, wo­bei die Hefekonzentration schon so ge­wählt sein muss, dass die üb­li­cher Weise für Trockenhefe emp­foh­le­ne Anstellkonzentration um das 4-8 fa­che über­schrit­ten wer­den muss. Der Vollständigkeit hal­ber sei er­wähnt, dass ei­ne Präzisionsspindel in die­sem Probenumfeld eben­falls ei­ne Tendenz nach oben zeigt. Die in den Spezifikationen für EasyDens an­ge­ge­be­nen Werte für Genauigkeit und Wiederholbarkeit wur­den für al­le be­nann­ten Proben ein­ge­hal­ten.

Proben entgasen oder nicht?

Generell ja, muss aber nicht im­mer sein. Eine nicht ent­gas­te Probe ist, un­ab­hän­gig vom Messinstrument, für ei­ne zu­ver­läs­si­ge Dichtemessung ein­fach nicht ge­eig­net. Für schwach kar­bo­ni­sier­te Proben (<= 1,7 g/l CO2) se­he ich ge­gen­über der Spindel und auch ge­gen­über den bei Hobbybrauern gern ein­ge­setz­ten Brix-Refraktometern den­noch ei­nen Vorteil bei EasyDens:
Der Biegeschwinger ist in die ste­hen­de Konstruktion von EasyDens so ein­ge­bracht, dass das U der Biegeschwingerkonstruktion in sei­ner Krümmung nach oben zeigt. Frei wer­den­des Gas wird sich al­so wäh­rend der Messung oben im U sam­meln, wäh­rend die ei­gent­li­che Messung im un­te­ren Bereich der nicht mit CO2 be­auf­schlag­ten U-Schenkeln statt­fin­det. Ich ge­be es zu – das ist ei­ni­ger­ma­ßen in­tel­li­gent. Moderne Biermessplätze wei­sen die­se Konstruktionsmerkmale ei­nes Biegeschwingers nicht auf. Hier zeigt das U des Biegeschwingers vor­zugs­wei­se nach links und es wird durch­gän­gig da­von aus­ge­gan­gen, dass Proben ent­gast zur Messung ge­lan­gen.

In die glei­che Kerbe haut die Art und Weise, wie die Probe in die Messzelle von EasyDens ge­langt. Der Probenbehälter oder bes­ser die Spritze, steht auf dem Kopf. Entbundenes CO2 sam­melt sich vor der Einbringung in EasyDens im obe­ren Teil der Spritze und ge­langt so erst gar nicht in die Messzelle. Ohne Zweifel, hier hat je­mand mit­ge­dacht.

Weiter lie­fert die Hintergrundbeleuchtung wäh­rend der Messung ei­nen frei­en Blick auf die Probe. Wer „Ungereimtheiten“ in der Messzelle ent­deckt, kann die ak­tu­el­le Probe durch wei­te­re 2 ml aus der Spritze ein­fach aus­schie­ben und er­neut mes­sen.

Proben filtrieren oder nicht?

Generell nein. Der trüb/klar-Vergleich von Würze-, Jung- und Fertigbierproben zeig­te selbst un­ter wid­ri­gen Umständen kein Auspendeln in Bereiche, die der Hersteller in sei­nen Spezifikationen nicht be­nannt hät­te. Im Rahmen der Untersuchungen konn­te le­dig­lich fest­ge­stellt wer­den, dass „mas­si­ve Hefetrübungen“ ei­nen grö­ße­ren Einfluss auf das Messergebnis ha­ben, als das es „ver­gleich­ba­re Trübungen“, ver­ur­sacht durch Dextrine oder Eiweiße, zu tun ver­mö­gen. Der Vollständigkeit hal­ber sei er­wähnt, dass „ver­gleich­ba­re Trübung“ als ei­ne rein sub­jek­ti­ve Merkmalsausprägung zu wer­ten ist. Ein Messgerät zur Messung von Trübungen stand zu kei­ner Zeit zur Verfügung.

Tipps zum Entgasen von Proben – „Spritzenentgasung

Die Spritze 14) mit ei­nem Bruttovolumen von 6 ml eig­net sich auch her­vor­ra­gend zum Entgasen ei­ner Probe. Hierzu saugt man 5 ml Probe auf und er­wärmt sie ggf. für ei­nen Moment in der ge­schlos­sen Hand. Im Anschluss dich­tet man mit ei­nem Finger den Spritzenauslauf ab und zieht da­nach die Spritze bis zum Anschlag auf. Durch die­sen Vorgang ent­steht in der Spritze ein Unterdruck und man kann zu­se­hen, wie rasch sich die Kohlensäure ent­bin­det. Den ge­bil­de­ten Schaum schiebt man da­nach aus und wie­der­holt den Vorgang zwei- oder drei­mal. Das ge­nügt, um selbst Biere mit CO2-Gehalten um die 5 g/l pro­blem­los mes­sen zu kön­nen.

Abschlussbetrachtung

Anton Paar bie­tet mit EasyDens ein Präzisionsmessgerät zur Messung von Dichten und Extraktgehalten spe­zi­ell für den Hobbybrauer an. Das auf Biegeschwingertechnologie ba­sie­ren­de Messgerät ist klein, ist ein­fach zu be­die­nen, es kommt mit klei­nen Probevolumen aus, es ist pfle­ge­leicht, kommt mit ei­ner au­to­ma­ti­schen Temperaturkompensation für °P da­her und es ver­äu­ßert sei­ne Messergebnisse über ei­ne auf dem Handy in­stal­lier­te App, die via Bluetooth Verbindung hält.

Dichtemessungen mit­tels Biegeschwingermethode er­war­ten für trü­be und nicht ent­gas­te Würze- oder Bierproben ei­nen ge­wis­sen Probevorbereitungsrahmen, der so gar nicht in die Mentalität ei­nes Hobbybrauers passt. Die vom Hersteller an­ge­ge­be­ne Wiederholbarkeit und Genauigkeit für Dichtemessungen mit EasyDens wur­den im Artikelrahmen da­hin­ge­hend un­ter die Lupe ge­nom­men.

Die Versuchsreihen ha­ben ge­zeigt, dass EasyDens im Braueralltag zu­ver­läs­sig in­ter­agie­ren kann und ver­trau­ens­wür­di­ge Messergebnisse für je­der­zeit wähl­ba­re Messgrößen lie­fert.

Wie je­des an­de­re Dichtemessgerät re­agiert auch EasyDens ent­lang ei­ner ge­dach­ten Probenqualität mit ei­ner Veränderung des Messwertes, aber längst nicht so, wie es die ver­bau­te Präzisionsmesstechnik er­war­ten lässt. Dass dem so ist, ist in wei­ten Teilen der in­tel­li­gen­ten Konstruktion des Gerätes und in der Art und Weise, wie ei­ne Probe in die Messzelle ge­langt, ge­schul­det.

Eine auf­wen­di­ge Probevorbereitung ist nicht nö­tig. Klare, opa­le und üb­lich ge­trüb­te Würze-, Jung und Fertigbierproben las­sen sich in weit bes­se­ren Qualitäten mes­sen, als sie von Anton Paar in den Spezifikationen an­ge­ge­ben wer­den (Wiederholbarkeit und Genauigkeit). Auch sehr schwach bis schwach kar­bo­ni­sier­te Proben wer­den zu­ver­läs­sig ge­mes­sen, wäh­rend kor­rek­te Spindelablesungen ver­gleich­ba­rer Proben Schwierigkeiten be­rei­ten.

Die au­to­ma­ti­sche Temperaturkompensation, der freie Blick auf die Probe in der be­leuch­te­ten Messkammer und die di­gi­ta­le Anzeige der Messgrößen un­ter­stüt­zen den Brauer zu­sätz­lich bei der Messwertermittlung. Flankierend hat man mit ei­nem Biegeschwinger ei­ne Messtechnik an der Hand, die per se nicht auf Farbe re­agiert.

Im ge­sam­ten Versuchszeitraum von ca. 4 Wochen gab es nie Probleme mit der Bluetooth Verbindung, die App ist nie ab­ge­stürzt, die Batterie war nie leer und zu jus­tie­ren gab es auch nichts. Die deut­sche Betriebsanleitung mit dem il­lus­trier­ten Faltblatt run­det den po­si­ti­ven Gesamteindruck auch an die­ser Stelle ab. Die Tatsache, dass die Probe über ei­ne Spritze in das Messgerät ge­langt ge­stat­tet dem Probenehmer zu­sätz­lich zu ent­schei­den, ob ei­ne Probe ggf. „ste­ril“ ent­nom­men wer­den soll. 100 Stück solch ste­ril ver­pack­ter Spritzen kos­ten im Laborfachhandel ca. 3€.

Hohe Präzision und der Spaß am Extrakt mes­sen muss sich im Rahmen ei­ner Bierproduktion nicht aus­schlie­ßen. Anton Paar macht ent­lang kleins­ter Probevolumen und mit nur ei­nem Messgerät für al­le Belange vor, wie es geht.

Danksagung

Im Namen des brau!magazins be­dan­ke ich mich bei Anton Paar für die Bereitstellung der Geräte, Reagenzien und Unterlagen, die zur Erstellung des Artikels nö­tig wa­ren. Mein ganz be­son­de­re Dank rich­tet sich an Gebhard Sauseng von Anton Paar, dem nie ei­ne Kritik zu viel oder ein Weg zu weit war.

Konformitätserklärung

Sämtliche Messungen ha­ben oh­ne Teilnahme zwei­ter oder drit­ter statt­ge­fun­den. Sie sind im Artikel so wie­der­ge­ge­ben, wie ich sie an den Geräten im Anhang B ab­ge­le­sen ha­be.


Quellen und Referenzen

[1] Anton Paar, EasyDens, http://www.anton-paar.com/de-de/produkte/details/dichte-und-extraktmessgeraet-fuer-heimbrauer-easydens/

[2] Biegeschwinger, https://de.wikipedia.org/wiki/Biegeschwinger oder https://de.wikipedia.org/wiki/Biegeschwinger_(Gerät)

[3] F. Spieweck, H. Bettin: Review: Solid and li­quid den­si­ty de­ter­mi­na­ti­on. tm – Technisches Messen 59 (1992) 7-8, S. 285-292. Dichte [g/cm³] von Wasser bei un­ter­schied­li­chen Temperaturen.

[4] Grundlagen der Dichtemessung, http://blog.anton-paar.com/grundlagen-der-dichtemessung/?lang=de

[5] MEBAK, Mitteleuropäische Brautechnische Analysenkommission, http://www.mebak.org/de/home.html

[6] EBC, European Brewery Convention, http://www.brewersofeurope.org/site/index.php

[7] ASBC, American Society of Brewing Chemists, http://www.asbcnet.org/Pages/default.aspx

[8] Anton Paar, EasyDens. Betriebsanleitung Deutsch, Stand 02/2016, App-Version ab 1.0, Firmwareversion ab 1.000.010.

[9] Terill, Sean, Astrophysiker. http://seanterrill.com/2011/04/07/refractometer-fg-results/


ANHANG A: Liste der Reagenzien

1) Bi-destilliertes Wasser in Laborqualität

2) Destilliertes Wasser , han­dels­üb­lich, Entmineralisiert nach VDE 0510

3) Haushaltszucker, han­dels­üb­lich, Einzelverpackt in 5 g Portionen, sog. „Zuckersticks“

4) Reinethanol 96,3 %, zum Ausdrücken des Spülwassers

5) Rotilabo Faltenfilter, Cellulose, TYP 113 P
Zur Filtration wur­de zu­sätz­lich 6) ein­ge­streut

6) Kieselgur „grob“

7) Trockenhefe

8) Hopfen, Hallertauer Taurus, TYP 90, 15,3 % Alpha-Säure


ANHANG B: Liste der Geräte

  9) Hobbybrauerspindel, 0-20 %mas, oh­ne Temperaturanzeige und Ablesewertkorrektur, Ablesung „un­ten“ wird an­ge­nom­men, Bezugstemperatur 20 °C, Skalierung 0,25 %mas

10) Eichfähige Spindel , 0-7 %mas, mit Temperaturanzeige und Ablesewertkorrektur, Ablesung „un­ten“, Bezugstemperatur 20 °C, Skalierung 0,1 %mas

11) Eichfähige Spindel , 7-14 %mas, mit Temperaturanzeige und Ablesewertkorrektur, Ablesung „un­ten“, Bezugstemperatur 20 °C, Skalierung 0,1 %mas

12) Anton Paar, EasyDens, Biegeschwinger Dichtemessgerät, mit Temperaturkompensation für die Einheit °P (%mas)

13) Anton Paar, DMA 4500 M, Präzisions-Biegeschwinger Dichtemessgerät (0,00005 [g/cm3]), mit Temperaturkompensation für al­le wähl­ba­ren Einheiten.

14) Luer Solo, 5 ml Spritzen ska­liert (6 ml Brutto), ste­ril, ein­zel­ver­packt

15) Küchenwaage, Haushaltsstandard, 0-5000 g, Auflösung 1 g

16) Magnetrührer, Heidolph, MR 3001

17) Kleinmaterial wie Erlenmeyerkolben, Spindelzylinder 350 ml, Trichter, Messbecher usw.


 

ANHANG C: Abkürzungen und Begriffserklärung

18) Gewichtsprozentig als Angabe für ei­nen Massenanteil in ei­ner Lösung. Der Massenanteil gibt an, wel­chen Anteil die Masse des ge­lös­ten Stoffes an der Masse der Lösung hat. Meist wird der Massenanteil in Prozent an­ge­ge­ben (Massenprozent %mas). Beispiel: 10 g Zucker / 100 g Lösung = 0,1 = 10 %mas = 10 °P. Im engl. Sprachraum auch als w/w[%] (weight by weight) oder um­gangs­sprach­lich als GG[%] (Gewichts-/Gewichtsprozent) be­zeich­net.

19) Bierspindel oder ugs. Spindel: Ein Dichtemessgerät (Saccharometer, Aräometer, Hydrometer), das die Konzentration ei­ner Zuckerlösung in Gewichts- oder Massenprozenten an­zeigt. Für den Brauer ist die Spindel das Messinstrument schlecht­hin. Von der Extraktgewinnung bis hin zum Gärverlauf kon­trol­liert der Brauer den ge­sam­ten Herstellungsprozess klas­sisch mit ei­ner Bierspindel.

20) Extrakt schein­bar Es [%]. Wird oft as­so­zi­iert mit ei­nem Ablesewert, den die Bierspindel in mehr oder we­ni­ger ver­go­re­nen Proben an­zeigt. Umgangssprachlich wird auch ein­fach nur von „Restextrakt“ ge­spro­chen. Das Attribut „schein­bar“ bringt zum Ausdruck, dass die Bierspindel in ei­nem Medium misst, für das sie ei­gent­lich nicht ge­eig­net ist (die Bierspindel ist auf rei­ne Saccharose-Lösungen „ge­eicht“). Vornehmlich der durch die Gärung ent­stan­de­ne Alkoholgehalt be­ein­flusst den Ablesewert für den Extraktgehalt in so weit, dass ein di­rek­ter Vergleich mit ei­ner Zuckerlösung der­sel­ben Konzentration nicht mehr mög­lich ist. Der Brauer macht nicht viel Wind um die­sen Sachverhalt und kenn­zeich­net den ab­ge­le­se­nen Spindelwert ein­fach als „schein­bar“.

21) Dichte: Die Dichte ei­ner Probe wird de­fi­niert als de­ren Masse ge­teilt durch das Volumen (DIN 1306). Da sich das Volumen ei­ner Probe mit der Temperatur ver­än­dert, ist die Dichte ei­ne tem­pe­ra­tur­ab­hän­gi­ge Messgröße. Die Angabe ei­ner Dichte er­folgt meist in den Dimensionen g/cm3 oder in kg/m3. Der Brauer geht lie­ber, und das nicht oh­ne Grund, mit „re­la­ti­ven“ Dichten um. Die Definition ei­ner „re­la­ti­ven Dichte“ schaut et­was an­ders aus:
Die „re­la­ti­ve“ Dichte ist das Verhältnis der Masse ei­nes be­stimm­ten Volumens ei­ner Flüssigkeit bei der Temperatur T1 zur Masse des glei­chen Volumens von Wasser bei der Temperatur T2. Die Dichteangabe SG (Specific gra­vi­ty) ist ein Vertreter die­ser Gattung. Eine so ge­bil­de­te Verhältniszahl hat kei­ne Dimension und sie ist per Definition kei­ne Dichte. Meist be­schrei­ben re­la­ti­ve Dichten das Gewichtsverhältnis zwei­er Flüssigkeiten zu­ein­an­der und nicht die Abhängigkeiten von Masse und Volumen.
Der Vollständigkeit hal­ber: SG, Specific Gravity (re­la­ti­ve Density) ist ei­ne di­men­si­ons­lo­se Dichteangabe be­schrie­ben als ein Verhältnis zwi­schen der Dichte ei­ner be­stimm­ten Substanz und der Dichte von Wasser bei ei­ner be­stimm­ten Temperatur. Die be­stimm­te Temperatur für Wasser wird für SG mit 4°C an­ge­nom­men. Zitat(engineeringtoolbox.com):
…it is com­mon to use the den­si­ty of wa­ter at 4 °C (39°F) as a re­fe­rence sin­ce wa­ter at this point has its hig­hest den­si­ty of 1000 kg/m3 „. Gemeingefällig ver­steht der an­glo­ame­ri­ka­ni­sche Brauer un­ter SG al­so das, was der deut­sche Brauer ent­lang der Wertspalte „Dichte 20/4“ in­ner­halb der Platotabelle25) ver­steht.

22) Wiederholbarkeit: Dies ist die Fähigkeit ei­nes Prüfers, die glei­che Messung der­sel­ben Probe un­ter Verwendung des glei­chen Messgeräts und un­ter glei­chen Bedingungen be­stän­dig zu wie­der­ho­len. Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit sind die zwei Bestandteile, die die Präzision ei­nes Messsystems aus­ma­chen. Siehe Linkverweis 23)

23) Die Genauigkeit ei­nes Messgerätes ist de­fi­niert als „Grad der Übereinstimmung zwi­schen an­ge­zeig­tem und rich­ti­gem Wert“. Ein Messgerät ist ge­nau, wenn es so­wohl ei­ne ho­he Präzision als auch ei­ne ho­he Richtigkeit be­sitzt (https://de.wikipedia.org/wiki/Richtigkeit)

24) Stammwürze: Die Stammwürze in Grad Plato °P be­schreibt die Summe der aus dem Malz und Hopfen im (Brau)Wasser ge­lös­ten Substanzen vor der Vergärung. Die ge­lös­ten Substanzen be­stehen haupt­säch­lich aus Abbauprodukten der durch das Malz oder durch das Getreide(Schüttung) ein­ge­brach­ten Stärke, aber auch aus Eiweißbestandteilen, Vitaminen, Mineralien und in ge­rin­gen Mengen auch aus Substanzen, die durch die Hopfengabe in die Würze ge­lan­gen. Die Summe die­ser ge­lös­ten Substanzen wird auch als Extrakt bzw. Extraktgehalt be­schrie­ben. Die Einheit der Stammwürze ist das Grad Plato °P. Das °P be­schreibt da­mit den Massenanteil [g/100g] an ge­lös­tem Extrakt in der Würze vor der Vergärung. Die Stammwürze in Grad Plato °P ist ein fest­ste­hen­der Wert der im Sudhaus fest­ge­legt wird und sich auch durch die Zugabe von Hefe(Gärung->Extraktabbau) nicht mehr än­dert. Der Hobbybrauer geht mit der Angabe °P ger­ne et­was fas­rig um:
Egal in was die Spindel ge­ra­de ein­taucht, der Ableswert an der Spindel wird in °P an­ge­ge­ben. Für mit Hefe ver­setz­te Würzen ist das nicht rich­tig. Ein Messergebnis in ver­go­re­nen Würzen ist sinn­vol­ler Weise als Extrakt schein­bar Es 20) an­zu­ge­ben.

25) Platotabelle: Meindl, Otto, Nürnberg, Verlag F.Carl, 1921: „Tafeln für die Malzanalyse. Berechnet nach der Tafel der Normaleichungskommission
Ein Standardwerk, dass in kei­ner Brauerei fehlt. Es fin­den sich dar­in auf­ge­tra­gen Angaben zur re­la­ti­ven Dichte 21) von Saccharoselösungen in Bezug zu Extraktkonzentrationen in g/100g(°P) oder in g/100ml. Dem Brauer be­geg­net der Bedarf an solch ei­ner Information z.B. dann, wenn er ei­ne Schüttung zu be­rech­nen hat. Im Zähler die­ser Formel wird ver­langt, dass ein ge­plan­ter Stammwürzewert mit ei­ner Dichte zu mul­ti­pli­zie­ren ist. Die Platotabelle weiß, wel­cher Dichtewert das ist.


Abbildungen

  • Titelbild und Bild 01: © Anton Paar
  • Alle an­de­ren Abbildungen: Autor

Ein Kommentar zu “Präzision für Heimbrauer: EasyDens

  1. Heiner Busche

    Schöne Test Serie aus Heimbrauer Sicht. Den gro­ßen Bruder des Gerätes hat­te ich auf der Messe schon öf­ter in den Fingern und hab ihn an­ge­sichts des Preises im­mer seuf­zend wie­der weg ge­legt. Da kommt die­ses Gerät dem Budget doch deut­lich ent­ge­gen.
    Echt er­staun­lich wie un­emp­find­lich das ge­gen Trübung ist!

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