Verbesserung der Weinqualität – Grundlagen für die Funktionsweise eines pH-Messgeräts

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Das pH-Messgerät ist häufig eines der Geräte im Weingutlabor, dessen Funktionsweise am wenigsten nachvollzogen wird. Es handelt sich jedoch in der Regel um das Produkt, über welches nie wirklich nachgedacht wird, solange die verfügbaren Kalibrierungspuffer (unabhängig davon, ob sie frisch sind oder nicht) einen reproduzierbaren Messwert ermöglichen. Daher wollen wir die grundlegenden Funktionen eines pH-Messgeräts, die für den alltäglichen Gebrauch als Winzer von Bedeutung sind, kennenlernen, um jedem das Verständnis für diesen wichtigen Teil der Laborausrüstung zu erleichtern, Ihre pH-Testergebnisse und die allgemeine Qualitätskontrolle zu verbessern und gleichzeitig die Nutzungsdauer des Messgeräts zu verlängern .

Ein genaues, zuverlässiges pH-Messgerät ist wohl das wichtigste Laborgerät, in das ein Weingut investieren muss. Der pH-Wert ist nicht nur die gebräuchlichste Analyse, die ein Weinlabor durchführen wird, sondern auch zweifelsohne der Parameter in den Labortests eines Weinguts, der den allgemeinen Gesundheitszustand Ihres Weins am besten widerspiegelt. Das Bestreben nach langen Hangzeiten, um ultrareife Trauben zu erhalten, geht häufig mit einem pH-Wert von 3,8 oder mehr einher, was Weine anfällig für unerwünschte Oxidation oder Verderben macht, zumal die Industrie immer mehr zu einer umsichtigen Verwendung von SO2 im Weinkeller tendiert.

Das pH-Messgerät ist häufig eines der Geräte im Weingutlabor, dessen Funktionsweise am wenigsten nachvollzogen wird. Es handelt sich jedoch in der Regel um das Produkt, über welches nie wirklich nachgedacht wird, solange die verfügbaren Kalibrierungspuffer (unabhängig davon, ob sie frisch sind oder nicht) einen reproduzierbaren Messwert ermöglichen. Daher wollen wir die grundlegenden Funktionen eines pH-Messgeräts, die für den alltäglichen Gebrauch als Winzer von Bedeutung sind, kennenlernen, um jedem das Verständnis für diesen wichtigen Teil der Laborausrüstung zu erleichtern, Ihre pH-Testergebnisse und die allgemeine Qualitätskontrolle zu verbessern und gleichzeitig die Nutzungsdauer des Messgeräts zu verlängern .

Was genau ist ein pH-Meter?

Kurz gesagt ist ein pH-Meter eine Sonde, die einen Stromkreis bildet und die Spannung dieses Stromkreises misst, während die Sonde mit geladenen Ionen (H+ oder OH) in der zu messenden Lösung interagiert. Werfen wir, für ein besseres Verständnis, einen Blick auf die HI10480 pH- und Temperatursonde, die mit dem edge®-Messgerät von Hanna Instruments geliefert wird.

Das Innere der Elektrode enthält einen mit AgCl beschichteten Referenzdraht, der ein elektrisches Potential erzeugt. Dieser Referenzdraht interagiert mit einer KCl-Elektrolytlösung innerhalb der Sonde, die dann in kleinen Mengen durch eine Verbindungsstelle in der Nähe der Spitze fließt. Der Fluss dieser Elektrolytlösung umgibt die Sonde und dient als Medium für die Messung. Das Glas an der Spitze der Sonde ist semipermeabel und mehrschichtig. Bei richtiger Hydratisierung bildet das Glas eine Oberfläche, auf der H+ oder OH-Ionen mit dem Glas interagieren und den Stromkreis zurück zum Messdraht der Sonde schließen können. Je mehr Ionen in Lösung mit der Sonde wechselwirken, desto mehr Ladung wird erzeugt und desto höher ist der Spannungswert. Mit Kalibrierpuffern wird der Spannungsausgang der Sonde auf bestimmte pH-Werte normiert.

Die Wissenschaft der pH-Kalibrierung

Die häufige Kalibrierung Ihres Messgeräts ist von entscheidender Bedeutung, da jede Messung nur so gut ist wie der Standard, gegen welchen sie gemessen wird. Der Zustand der pH-Messgeräte verändert sich mit der Zeit in Abhängigkeit der Gebrauchsintensität und der Lagerung. Ablagerungen aus den zu messenden Proben können sich auf der wechselwirkenden Glasoberfläche bilden und die Messung beeinträchtigen, oder die Konzentration der internen Elektrolytlösung kann sich im Laufe der Zeit ändern, insbesondere wenn die Sonde bei Nichtgebrauch nicht ordnungsgemäß gelagert wird. Sogar das Glas selbst beginnt sich zu zersetzen, da die feinen Schichten der Sonde bei wiederholtem Einsatz abgenutzt werden. Durch häufige Kalibrierung mit frischen Puffern wird gewährleistet, dass sowohl der Zustand des Messgeräts als auch die Ausgabe des Messwerts den gewünschten Anforderungen entsprechen.

Die Kalibrierung beginnt meistens mit dem Puffer mit einem pH-Wert von 7. Als neutraler Wert auf der pH-Skala sollten sich theoretisch keine geladenen Ionen in Lösung befinden, wodurch ein Potential von 0 mV für das Messgerät erzeugt wird. Die Abweichung von diesen 0 mV wird als Offset bezeichnet (show with image of edge). Im Allgemeinen wird ein Offset von ± 10 mV als „im normalen Bereich“ angesehen. Offsets von mehr als ± 20 mV liegen vor, wenn die Messwerte außerhalb des genannten „normalen Bereiches“ liegen, was häufig auf Störungen an der Spitze der Oberfläche oder auf verunreinigte Puffer zurückzuführen ist.

Der Kalibrierung werden zweite und / oder dritte Puffer für die Steilheit der Spannungsreaktion des Messgeräts hinzugefügt. (show with image of edge). Der Unterschied von einer Einheit des pH-Werts (zum Beispiel zwischen pH 4 und pH 5) führt zu einem Spannungspotential von ungefähr 59 mV in Lösung, wobei die detektierten Ladungsträger einer sauren Lösung positiv und die der alkalischen negativ sind. Die Reaktion der Sonde auf einen Kalibrierungspuffer von pH 4 fällt dann in einen bekannten, erwarteten Spannungsbereich, den das Messgerät erkennt. Jede größere Abweichung von diesem erwarteten Bereich führt zu einem schlechten Steilheitswert. Eine Neigung von ±5 % zum erwarteten Wert ist ideal, während alles, was über ±10 % hinausgeht, als außerhalb des Bereichs liegend betrachtet wird.

Wenn Sie sowohl den Offset als auch die Steilheit richtig erfassen, können Sie feststellen, ob Ihr Messgerät tatsächlich die erwünschte Leistung erbringt, oder einfach eine Zahl als Antwort auf Ihre aktuellen Puffer ausgibt. Sie können damit auch überprüfen, ob Ihre Puffer dem gewünschten Standard entsprechen oder ausgetauscht werden müssen. Außerdem können Sie überprüfen, ob Ihre Sonde gereinigt oder überholt werden muss oder gerade erst an der Grenze ihrer Lebensdauer angelangt ist und ausgetauscht werden muss.

Die erste Frage, die die meisten Labore stellen, ist, wie häufig die Kalibrierung erfolgen soll. Für den normalen Gebrauch ist eine tägliche Kalibrierung die beste Empfehlung. Bei starker Beanspruchung sind jedoch möglicherweise mehrere Kalibrierungen pro Tag erforderlich. Wenn Sie das Messgerät für längere Zeit nicht verwenden, sollten Sie es unbedingt kalibrieren, bevor Sie es zur Messung verwenden.

Wie Sie Ihr pH-Meter im Weinlabor pflegen und instand halten

Sobald Sie die Grundlagen der Funktionsweise Ihres pH-Messgeräts verstanden haben, können Sie die Anforderungen Ihrer pH-Sonde für die ordnungsgemäße Lagerung und Pflege besser nachvollziehen.

Da die Glasspitze eine interaktive Oberfläche erfordert und sowohl die Glasspitze als auch die Kontaktstelle eine Permeabilität aufweisen, die die Konzentration der internen Elektrolytlösung verändern kann, ist es wichtig, das Messgerät ordnungsgemäß zu lagern, um sicherzustellen, dass beide Bedingungen eingehalten werden. Ideal ist die Verwendung einer Aufbewahrungslösung, die isoton zum internen Elektrolyten ist. Desweiteren wir empfohlen, die Sonde bei Nichtgebrauch vollständig in der Aufbewahrungslösung eingetaucht zu lassen, und eine Aufbewahrungsmuffe zu verwenden, um das empfindliche Glas zu schützen.

Durch regelmäßige Messungen im Wein können sich im Laufe der Zeit Ablagerungen auf dem Glas bilden. Daher wird eine wöchentliche oder zweiwöchentliche Reinigung empfohlen. Hanna Instruments bietet eine Reinigungslösung an, die speziell für die Entfernung von Weinablagerungen entwickelt wurde. Ein einfaches Einweichen der Sonde in der Reinigungslösung für 20 Minuten, gefolgt von einer gründlichen Spülung mit demineralisiertem oder destilliertem Wasser und einer 30-minütigen Lagerung in der Aufbewahrungslösung, ist alles, was erforderlich ist, um die Glasoberfläche für die Messung wiederherzustellen.

Sollten sich durch längeres Einwirken von Rotwein Flecken auf dem Messgerät bilden, ist auch eine separate Fleckenentfernungslösung erhältlich. Die Fleckenentfernung besteht ebenfalls aus einem kurzen Einweichen in der Fleckenentfernungslösung, gefolgt von einer demineralisierten Wasserspülung und 30 Minuten Lagerung in der Aufbewahrungslösung zur Wiederaufbereitung.

Die interne Elektrolytlösung in der Sonde sollte je nach Verwendungshäufigkeit alle ein bis zwei Monate gewechselt werden, um sicherzustellen, dass die erforderliche Konzentration aufrechterhalten wird. Um einen ordnungsgemäßen Durchfluss zu gewährleisten, müssen Sie vor dem Messen den Elektrolyt-Einfüllverschluss an der Sonde lösen oder entfernen. Andernfalls wird der Elektrolytfluss durch einen Unterdruck behindert. Eine Eigenschaft, die wir im Zusammenhang mit der Pflege der Sonde hervorheben wollen, ist unser System zur Verhinderung von Verstopfungen. Bei einem schlechten Ansprechverhalten des Messgeräts ist möglicherweise eine verstopfte Kontaktstelle schuld. Die pH-Sonde HI10480 wird mit einer Teflonhülse geliefert, um nicht nur Verstopfungen zu verhindern, sondern diese auch beseitigen zu können, indem die Hülse über die Sonde geschoben wird und die Fülllösung problemlos durch die Verbindungsstelle fließen und Verstopfungen beseitigen kann. Setzen Sie die Hülse erneut über die Verbindungsstelle, sobald die Verstopfung beseitigt ist.

Ein letzter Tipp für hochwertige pH-Messungen und die Pflege ist die Vorgehensweise. Die beste Methode für die pH-Messung ist, die Sonde aus der Aufbewahrungslösung zu nehmen, mit destilliertem oder demineralisiertem Wasser zu spülen und dann mit einer kleinen Menge der zu messenden Probe zu spülen, um sowohl die Aufbewahrungslösung als auch die Wasserspülung zu entfernen. Falls Sie Ihre Sonde zwischen verschiedenen Proben trocknen müssen, tupfen Sie sie vorsichtig mit einem geeigneten weichen Tuch ab. Wischen Sie die Spitze der Sonde niemals vollständig ab, da Sie sonst die hydratisierte Oberfläche der Sonde für Messungen unterbrechen, das Glas beschädigen oder zumindest das Glas mit der Zeit viel schneller abnutzen und die Lebensdauer verkürzen könnten.

Mit einem gut gewarteten pH-Meter erhalten Sie genaue Messergebnisse, die Sie für Ihre wichtigen Entscheidungen bei der Weinherstellung verwenden können, z. B. für die Zugabe von SO2 oder Säure.

pH-Testoptionen

Es gibt viele Möglichkeiten bei der Auswahl der perfekten Lösung für Ihre Anforderungen an die pH-Messung. Für eine einfache und tragbare Lösung im Taschenformat bietet der HI981033 Wein pH-Testerdie anwendungsspezifische pH-Elektrode für Wein. Der Tester wird mit den erforderlichen Lösungen und Zubehörteilen geliefert, damit Sie sofort mit dem Messen beginnen können. Die lange Batterielebensdauer bietet bis zu 1000 Stunden Dauerbetrieb und der Tester warnt Sie mit einem blinkenden Batteriesymbol, falls die Batterieleistung zu schwach werden sollte.

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Für den festen Einsatz im Labor ist das HI2020 edge® Wein pH-Meter ein vielseitiges pH-Messgerät mit der Option, auf ein professionelles Winzer-Kit aufzurüsten, bei dem Sie Elektroden hinzufügen können, um zusätzliche Parameter, wie beispielsweise die Leitfähigkeit und den gelösten Sauerstoff, zu messen. Kalibrierungs-, Reinigungs- und Aufbewahrungslösungen sorgen dafür, dass Ihre Elektrode und Ihr Messgerät stets in Topform sind.

DieHI10482 HALO™ – Bluetooth® pH/°C Elektrode für Wein ist die perfekte tragbare pH-Testoption, ohne Kompromisse bei der Genauigkeit einzugehen. Die Bluetooth® -Technologie ist in eine weinspezifische Elektrode integriert und kann Ihr smartes Endgerät in ein pH-Messgerät verwandeln. Die entsprechende App kann kostenlos heruntergeladen werden und Sie können Ihre Daten protokollieren und freigeben. Außerdem gibt es praktische Hilfe- und Lernfunktionen.

Ein Anruf bei Hanna Instruments …

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