Die pH-Messung in klebrigen und viskosen Medien ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Bei der Verarbeitung von Kakaobutter kommen noch die hohen Anforderungen der Lebensmittelindustrie an Hygiene und Sicherheit hinzu. Ein führender deutscher Hersteller von Schokoladenwaren setzt für diese Anwendung auf die Kombination der Wechselarmatur Ceramat mit dem automatischen Sensor Maintenance System Unical.
Die Herstellung von Schokolade ist anspruchsvoll. Bevor das fertige Produkt den Verbraucher begeistert, sind zahlreiche Produktionsschritte erforderlich. Der erste wichtige Schritt findet bereits direkt nach der Ernte der Kakaobohnen statt: Bei der Fermentation, einem biochemischen Gärprozess, verändert sich der ursprünglich bitter-herbe Geschmack und es entstehen die Vorstufen der gewünschten Aromen, die sich beim anschließenden Trocknen und Rösten dann endgültig ausbilden.
pH-Wert als Qualitätsmerkmal
Aufgrund der Fermentation ist der pH-Wert in Kakaobohnen relativ sauer und liegt etwa bei 5,0 bis 5,5. Zunächst werden die Kakaobohnen geschält und gemahlen und im Anschluss wird durch Pressen die Kakaobutter abgetrennt. Der pH-Wert der Kakaobutter ist ein wichtiger Indikator für die Produktqualität. Er muss daher während der Schokoladenproduktion kontinuierlich überwacht werden. Flüssige Kakaobutter ist allerdings auch oberhalb der Schmelztemperatur von 60 °C viskos und neigt zum Verkleben. Für die Messtechnik stellt dieses Medium deswegen eine echte Herausforderung dar.
Bei einem führenden deutschen Schokoladenhersteller wurden in der Vergangenheit aus diesem Grund regelmäßig Proben genommen, deren pH-Wert dann im hauseigenen Qualitätssicherungslabor kontrolliert wurde. Diesen zeitaufwendigen und arbeitsintensiven Vorgang wollten die verantwortlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Qualitätssicherung optimieren. Einer pH-Messung, die direkt im Prozess integriert ist, werden die hohen Anforderungen der Lebensmittelindustrie abverlangt. So müssen etwa alle Komponenten für Cleaning in Place (CIP) und Sterilazation in Place (SIP) geeignet sein. Außerdem dürfen auf keinen Fall Fremdkörper wie Glassplitter unbemerkt in die Kakaobutter gelangen. Ein Lösungsansatz für diese Anwendungen sind Wechselarmaturen, bei denen der Sensor immer nur kurzfristig mit dem Medium in Berührung kommt und danach gereinigt werden kann. Bei den ersten Versuchen des Schokoladenherstellers mit dieser Technologie wurden Wechselarmaturen verwendet, die mit Schubstangen arbeiten. Diese Armaturen erwiesen sich allerdings als ungeeignet, da sich die Mechanik sehr schnell mit ausgehärteter Kakaobutter zusetzt und so eine weitere Messung unmöglich gemacht hat.
