In Zuckerfabriken ist die Reinheitsanalyse von Flüssigzucker ein grundlegender Bestandteil der Prozessüberwachung und Qualitätskontrolle. Die kontinuierliche Überwachung von Verunreinigungen wie Nichtzuckerbestandteilen und verbleibenden Nebenprodukten ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Abweichungen während der Klärung, Kristallisation und Raffination. Eine gleichbleibende Reinheitsmessung unterstützt nicht nur die Einhaltung industrieller Qualitätsstandards, sondern trägt auch zu einer optimierten Prozesseffizienz und einer einheitlichen Produktqualität für weiterführende Anwendungen bei.

Die Zuckerreinheit wird in der Regel als Verhältnis des Saccharosegehalts zur gesamten gelösten Trockensubstanz einer Zuckerlösung definiert und als Prozentsatz angegeben. In der industriellen Praxis und in der Laboranalytik wird dieser Wert durch die Kombination polarimetrischer und refraktometrischer Messungen gemäß den ICUMSA^®-Empfehlungen (GS5-1, GS5-2, GS7-31) ermittelt.

Es gibt zwei unterschiedliche Methoden:

1. Schmitz-Tabelle:

Ein häufig angewandter Ansatz basiert auf standardisierten Referenzdaten, der sogenannten Schmitz-Tabellenmethode. Dabei wird die optische Drehung der Zuckerlösung gemessen, um den saccharosebezogenen Wert zu bestimmen, während der Brechungsindex zur Quantifizierung des Trockensubstanzgehalts in Brix dient. Die Tabellenwerte aus den ICUMSA-Daten werden näherungsweise durch folgende Formeln beschrieben:

• %Pol = (Faktor 1 − Faktor 2 · Brix) · Pol
• Die Reinheit ist definiert als:
• Reinheit = %Pol / Brix · 100,0

2. Direkte Methode

Ein alternativer Ansatz ist die direkte Methode, die sich insbesondere für vorbereitete Zuckerlösungen eignet. In diesem Verfahren wird zunächst die ursprüngliche Lösung analysiert, um ihren Trockensubstanzgehalt in Brix zu bestimmen. Anschließend wird eine zweite, verdünnte Standardlösung hergestellt, üblicherweise durch Verdünnung einer definierten Menge der Zuckerlösung mit destilliertem Wasser, und zur Bestimmung der optischen Drehung gemessen. Die Reinheit wird anschließend nach folgender Formel berechnet:

• Reinheit = °Z / °Brix × 100

Diese Methode bietet eine einfache und zuverlässige Möglichkeit zur Reinheitsbestimmung und erlaubt zugleich eine kontinuierliche Berechnung auf Basis von Live-Messwerten. Beide Methoden sind in der Zuckerindustrie anerkannt und bilden die analytische Grundlage für eine präzise Reinheitskontrolle in Produktions- und Laborumgebungen.

Der Purity Analyzer von SCHMIDT + HAENSCH bietet eine integrierte und automatisierte Lösung zur Messung der Saccharosereinheit. Das System kombiniert polarimetrische und refraktometrische Messprinzipien in einer modularen Plattform, die die gleichzeitige Bestimmung des Saccharosegehalts, der Trockensubstanzkonzentration und der berechneten Reinheit ermöglicht. Als polarimetrische Messeinheit kommt entweder ein Saccharomat^®-Quarzkeil-Polarimeter oder ein Polartronic-Zirkularpolarimeter zum Einsatz, während die refraktometrische Messung mit dem ATR P-Refraktometer erfolgt. Sämtliche Messwerte werden über eine zentrale elektronische Steuereinheit verarbeitet und über eine einheitliche Benutzeroberfläche dargestellt, was eine einfache Bedienung und eine klare Datenvisualisierung gewährleistet. Die Reinheitsberechnung erfolgt automatisch nach der Schmitz-Tabellenmethode sowie der direkten Methode in vollständiger Übereinstimmung mit den ICUMSA^®-Standards.

Zur Sicherstellung zuverlässiger Reinheitsberechnungen überprüft das System kontinuierlich, ob die polarimetrischen und refraktometrischen Messwerte innerhalb der definierten Gültigkeitsbereiche liegen:

• 1,0 < °Z < 110,0
• 1,0 < Brix < 28,5
• 0,06 < °Z / Brix < 4,5

Durch den Wegfall manueller Berechnungen und die Minimierung des Risikos von Bedienfehlern liefert der Purity Analyzer eine hohe analytische Präzision, Reproduzierbarkeit und Geschwindigkeit.