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AUSSTATTUNG DES LEHRSTUHLS

Der Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie verfügt über eine umfangreiche Ausstattung im Bereich der Verfahrens- und Prozesstechnik sowie der Rohstoff- und Produktanalytik. Verschiedene Analyse- und Messgeräte ermöglichen die mechanische, optische, chemische und mikrobiologische Charakterisierung von Proben. Zur Ausstattung gehört weiterhin eine eigene Forschungsbrauerei.

Forschungsbrauerei

Eine ausführliche Beschreibung der Forschungsbrauerei Weihenstephan finden Sie hier.

Bildaufnahmesysteme

Licht und Beleuchtung:

  • Flache quadratische Flächen-LED-Lampe mit weißen Diffusionsfilter
  • Balken-LEDs mit weißen Diffusionsfilter
  • Balken-LEDs ohne Diffusor
  • Labornetzteile
  • Ring-LEDs

Digitale Kameras: 

  • iCube KS1500CU CMOS-Farbkamera mit 6 fps und 5,0 MP
  • Basler piA2400-17gm/gc CCD-Farbkameras mit 17 fps und 5,0 MP
  • Basler avA2300-30km/k CCD-Farbkameras mit 30 fps und 5,0 MP
  • Basler acA640-750uc CMOS-Farbkamera mit 751 fps und 0,3 MP
  • Basler acA1920-155uc CMOS-Farbkamera mit 164 fps und 2,3 MP
  • FLIR A655sc Thermokamera mit 45° Optik, max. 50 Hz
  • XENICS BOBCAT-320-20-100-GE (320x200 pixel, 14 bit, monochrome, spectral region: 900 – 1700 nm, max. fps 100, GigE-Vision)

Laser:

  • Newport R-30995, He-Ne-Laser, 632,8 nm, 17 mW, Klasse 3B
  • Thorlabs CPS635R, Diodenlaser, 634,9 nm, 1,4 mW, Klasse 3R

Kalibrierung:       

  • Farbkalibrierungskarten
  • Fotostandard

Messgeräte:   

  • Lichtmessung (Luxmeter)
  • Foto-Box mit verstellbarer Beleuchtung
  • Spektrale Foto-Box (400 nm – 1500 nm)
  • Laseroptisches Messsystem
  • Kern Feuchtebestimmer Typ DBS 60-3
  • Div. Optischefilter (Grauwert, Farbfilter, Bandpassfilter)

Verbesserungen des industriellen Bildverarbeitungsprozesses:   

  • Rausch- und Fleckenentfernung mit LBM
  • Algorithmus zur Schätzung der Oberflächenrauheit
  • Optimierte Algorithmen zur Kantenerkennung
  • Objekterkennung und -analyse Algorithmen
  • Laser Speckle Imaging

Gaschromatographie (Bestimmung von flüchtigen Komponenten in Malz/Würze/Bier)

  • GC-FID
  • GC-FPD (schwefelhaltige Komponenten)
  • GC-ECD
  • GC-MS
  • Injektionstechniken: Flüssiginjektion, Headspace-Injektion, SPME-Injektion
  • GC-MS-O (olfraktometrische Analysen)
  • Probenvorbereitung: Wasserdampfdestillation, SAFE-Destillation

Flüssigchromatographie (Bestimmung von nicht-flüchtigen Komponenten in Malz/Würze/Bier):

  • Ionenchromatographie mit verschiedenen Detektionsmöglichkeiten (PAD/CD)
  • HPLC mit verschiedenen Detektionsmöglichkeiten (UV/FLD/RI)
  • HPLC-MS/MS (Triple-Quad-Massenspektrometer)
  • Präparative HPLC (MPLC)
  • SPE-Probenvorbereitung zur Matrixabtrennung

Elementspektroskopie (Quantifizierung von Metallen)

  • Atom-Absorptions-Spektroskopie (AAS)
  • Mikrowellenaufschlusssystem zur Probenvorbereitung

Sonstige Analysen/Spezialanalysen

  • Wasserdampfflüchtige Phenole in Malz
  • ESR-Spektroskopie (antioxidatives Potential in Malz)
  • Sonstige Geräte: Rotationszentrifuge, Photometer, Rotationsverdampfer

Available Hardware:

  • High advanced computers
  • Recent versions of programming languages (C++, Matlab, Virtual Expert, Origin, etc)
  • Stereo Image Processing
  • Microcontroller with memory storage for data access and transfer
  • An efficient ultrasound scanner Sonoace X6
    • 15 inch color monitor.
    • High definition zoom.
    • Speckle reduction filter.
    • Image archive (with distance, angel, volume, area, and outline).
    • Two USB ports, Cd R/W.
    • Printer port.
    • Sensor: Linear probe 5 – 12 MHz.
    • Penetration: up to 10 cm.

Developed  Techniques:

  • Acoustic signals digitization and segmentation.
  • Low, band, and high pass filters.
  • Smooth frequency transformation with window functions and fast Fourier transform.
  • Temporal and spectral features extraction (includes novel features).
  • Artificial neural networks for pattern recognition.
  • Artificial Neural Network (ANN) and Partial Least Square (PLS)
  • calibration models.
  • Novel edge detection approach based on energy and skewness features of the images.
  • Spectrogram enhancement by a novel image processing technique.

Projects:

  • Bioacoustic detection of grain weevils
  • Bioacoustic detection of bats
  • Determination of rolls quality by their chewing sound levels
  • Determination of weevils status (alive/death) by image processing
  • Automatic Classification of Meat Compositions By Inline Combinations of Image Processing And Ultrasonic Detection

Vom Rohstoff bis zum fertigen Produkt – Mikrobiologische Qualitätssicherung und Betriebshygiene

Roh- und Grundstoffe:


Malzqualität

  • Allgemeine Verkeimung
  • PYF (Premature yeast flocculation)

Wasser

  • Allgemeine Verkeimung
  • Nach TVO
  • Nach MTVO
  • Untersuchungen auf schädliche Hefen und Bakterien in Betriebswässer

Grundstoffe und Sirupe für die Süßgetränkeherstellung

  • Untersuchung auf Hefen und Bakterien

Würze

  • Anreicherung von Würzebakterien
  • Anreicherung von bierschädlichen Bakterien

Hefemanagement

  • Bestimmung der Hefeviabilität mittels Färbemethode
  • Flokkulationsverhalten
  • Bestimmung des Zellzyklus
  • Nachweis von Fremdhefen
  • Nachweis von bierschädlichen Bakterien
  • Zellzahl

Bier, Biermischgetränke und Süßgetränke

  • Anreicherung bierschädlicher Bakterien und Hefen
  • Membranfitration und Bebrütung auf geeigneten Nährmedien
  • Mikroskopische Auswertung der Anreicherungen

Reinigung und Desinfektion

  • Reinigungs- und Desinfektionsmitteltests

Bierschädliche Mikroorganismen

  • Isolierung
  • Vereinzelung
  • Phänotypische Analysen Bakterien
  • Gram-Verhalten
  • Oxidase-Test
  • Katalase-Test
  • Kohlenhydrat-Verwertungsspektrum
  • Zell- und Kolonienmorphologie

Phänotypische Analysen Hefen

  • Kohlenhydrat-Verwertungsspektrum
  • Zell- und Kolonienmorphologie
  • Wachstum auf Selektiv-Nährmedien
  • POF-Tests
  • Genotypische Analysemethoden      

Herstellung von Reinkulturen

  • Kulturhefestämme
  • Milchsäurebakterien zur Maische- und Würzesäuerung
  • Bereitstellung von Schadorganismen aus der Stammsammlung des Lehrstuhls für Brau- und Getränketechnologie

Mikropartikelanalyse

  • Fluoreszenzmikroskopische Mikropartikelanalyse (Mikroplastik)

  • Labormahlautomat MLU 202 (8 Fraktionen)
  • Quadrumat Junior (2 Fraktionen) 
  • Ultra-Zentrifugalmühle (Vollkorn in einstellbarer Partikelgröße)
  • Labormühlen (Agromatic, Quadrumat)
  • Schrotmühle
  • Laborkleieschleuder MLU 302
  • Partikelmessgerät
  • Siebturm
  • Kryo-Mühle

  • Propagator (60-80 L Arbeitsvolumen)
  • Fouling Facility
  • Gefriertrocknung
  • Fermentersystem (~20 L Arbeitsvolumen)
  • Pilotgärkeller
  • Flaschenabfüllung
  • Mischstation
  • Separator

Rohstoffanalytik

  • Laborausstattung: konventionelle Malzanalytik    
  • Eiweißanalytik: NIT-Spektroskopie, Kjeldahl, Elektrophorese
  • Verschiedene Enzymanalytik 
  • Gelpermeationschromatographie

Chemisch-technische Analytik

  • nass-chemische Laboranalysen in Wasser, Würze, Bier und AfG
  • Rheologie, Struktur (DSC, CLSM, TPA, Bildverarbeitung u.a.)

Betriebsberatungen, Abnahmen

  • Sudhaus- oder Filtrationsabnahmen
  • Beratende, gutachterliche Tätigkeiten für Brauereien

Charakterisieren der rheologischen und physikalischen Parameter von Teigen und Backwaren

Stärkeanalytik:

  • Rapid Visco Analyser (RVA) 
  • Differential Scanning Calorimeter (DSC) 
  • Amylograp
  • Grenzflächencharakterisierung

Mehlanalytik:

  • DoughLab (Farinograph)
  • Fallzahl Rheofermentometer 

     

    • Glutomatic
    • Sedimentationstests
    • Aschegehalte
    • Fettgehalte
    • Proteingehalte
    • weitere Standardinhaltsstoffanalytik

     

Konfokales Laserscanning Mikroskop (CLSM)

Rheometer und mechanische Modelle

Texture Profile Analyser:

  • Materialeigenschaftsanalyse
  • Krumenfestigkeiten
  • Lagertests
  • Klebrigkeit
  • Dehnbarkeit im Micro Extensographen

Molekularbiologische, Gentechnische Arbeiten

  • 2 Laborbereiche mit biologischer Sicherheitsstufe 1 (S1-Labor) mit entsprechender Laborstandardausrüstung
  • 1 Geldokumentationsraum
  • Sterilwerkbank Envair eco Safe Basic Plus
  • PCR Cycler Biometra TProfessional Trio
  • Quantitative Real Time PCR (Roche Light Cycler 480)
  • Thermo Fisher Nano-Drop 2000c
    • Mikrovolumen Spektralphotometer
    • Konzentrationsbestimmung von
      • DNA
      • RNA
      • Protein
         
  • Durchflusscytometer CytoFlex S (Beckman Coulter)
    • Laser: 488 nm
    • Filter: 488 nm, 525 nm, 585 nm, 610 nm, 638 nm, 660 nm, 690 nm, 712 nm, 780 nm
    • Bestimmung der Hefevitalität mittels intrazellulärem pH-Wert

     

Zellaufschluss

  • Kugelmühle Quiagen TissueLyser II
  • Zellaufschluss – SLM Amicon French Press
    • Aufschlussdrücke bis 2000 bar

     

Fermentationsanlagen

  • Schüttelinkubator New Brunswick Innova 42
    • Drehzahlenbereich 25 rpm bis 400 rpm
    • Temperaturbereich +5 °C bis 80 °C
  • Bioreaktor Sartorius Biostat B
    • Kultivierungsvolumina bis 2L
    • Regelung – pH, pO2, pT, Drehzahl
    • Automatisierter Feed (3-Pumpen)

     

Proteinkonzentration und -Aufreinigung

  •  ÄKTA pure (GE)
    • Metall ion chromatographie
    • Anion exchange chromatographie
    • Cation exchange chromatographie
    • Hydrophobic interaction chromatographie
    • HiScale16 für Säulevolumina bis 15 ml

     

Proteinanalytik

  • Cytation5 image reader
    • Absorptionsmessungen
      • Bradford-Assay
      • Enzymkinetik chromogene Substrate
    • Fluoreszenzmessung
      • Membranfluidität
      • 2D Fluoreszenzscan
      • ELISA
      • Enzymkinetik FRET-Peptide
  • GE Healthcare / Amersham Pharmacia Ultrospec 3100 Pro
    • Spektralfotometer
    • UV/Vis-Bereich
  • Biometra Eco-Mini
    • SDS-PAGE
      • Anfärbung: Coomassie, Silbernitrat, Alluminiumsulfat
    • Tricin-SDS-PAGE
      • Anfärbung: Coomassie, Silbernitrat, Alluminiumsulfat
    • Western-Blot (Tankblotting)
      • Färbung: Amino-Black, Ponceau S
      • Antikörper:
        • Primär: Anti-His, Anti-Gliadin, Anti-HFBI
        • Sekundär: Anti-rabbit-IgG, Anti-mouse IgG

  • SK-Prüflabor
    • Bauteilprüfung zur Erteilung des SK-Zeichens
  • Sicherheitstechnische und hygienische Untersuchungen
    • Charakterisierung von Schankanlagenbauteilen (z.B. Druckverlustbeschreibungen)
    • Druckprüfung
    • Hygieneuntersuchungen
    • Reinigungsuntersuchungen
    • Materialuntersuchungen
  • Schulungen
    • §  Ausbildung zur befähigten Person nach DGUV Grundsatz 310-007
    • Bauteilschulungen
    • Aufbau, Auslegung und Berechnungen
    • Sicherheit
    • Hygiene
  • Begutachtungen

Charakterisieren der sensorischen Parameter von Teigen und Backwaren

  • Geschult nach DIN 10961
  • Laufende wöchentliche Schulungen
  • DLG Sachverständige für Brot- und Getreidenährmittel

Charakterisieren der rheologischen und physikalischen Parameter von Teigen und Backwaren

  • Diverse Laborknetanlagen
  • Teigteiler, Lang- und Rundwirkanlagen
  • Etagenbacköfen und Umluftofen
  • Adaptive Gärkammern
  • Krumenbewertung, Digitale Bildanalyse, Lasergestützte Formanalyse
  • Lagerung in modifizierter Atmosphäre
  • Inkl. umfangreicher angeschlossener Analytik zu den Themengebieten
    • Produktcharakterisierung (Form, Volumen, Feuchte, Krumenbewertung, Aussehen, etc.)
    • Frischhaltung und Altbackenwerden
    • Sensorik (nach DLG und eigenen Standards)

Ultraschallbasierte Sensorsysteme – Adaption von Ultraschallmesssysteme zur Prozessüberwachung im Modell- und Industriemaßstab

Individuelles Sensordesign:

  • Sensor Konfigurationen
    • Piezo Keramiken (Frequenz, Geometrie etc.)
    • Dämpfungsmaterialien, Gehäuse-Geometrien
    • Elektrische Anpassung
  • Transducer Konfiguration (Puls-Echo, Transmission, SAW)
  • Mikrocontroller für Datenaustausch, Verarbeitung und Schall-Anregung
  • Elektrowerkstatt

Messgeräte:

  • Oszilloskope (Analog, Digital)
  • Operationsverstärker
  • Druck- und Temperatursensoren
  • Signal Generator
  • Spektrum Analyzer

Angewandte Methoden:

  • Schall-Spektrum Analyse
  • Anlagen Automatisation
  • Zeitreihenanalysen
  • Künstliche Neuronale Netzwerke (ANN) und andere Datengetriebene und Strukturelle Kalibrierungsmodelle
  • Chemometrische Modellierung
  • Ultraschallbasierte Inlinemessungen