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Wissenswertes - Berechnung des CO2-Gehaltes in karbonisierten Getränken

Aus (Sättigungs-)Druck und Temperatur wird der CO2-Gehalt in Getränken "berechnet".

Das Lösen von Gasen hängt im wesentlichen ab von dem Gas und dem Getränk in dem es gelöst wird sowie:

• (Partial)Druck (Absolutdruck!)

• Temperatur

• Zeit (!)

Faustformel: In Wasser lösen sich bei atmosphärischem Druck

• 3 g/l CO2

• 0,03 g/l N2

• 0,003 g/l O2

Fremdgase (Sauerstoff, Stickstoff) stören eine CO2-Gehaltsmessung und wirken im Fertiggetränk als Strippinggas, d.h. sie beschleunigen das Ausgasen von CO2.

Der aus Druck und Temperatur berechnete Wert ist jedoch nicht der wahre Kohlendioxid-Gehalt sondern es handelt sich um ein Äquivalent. D.h. es wurden Löseversuche mit Wasser durchgeführt, um Formeln und Tabellen zu erstellen. Wenn nun in einer Limonade der CO2-Gehalt berechnet wird, bedeutet der Wert, dass Sättigungsdruck und Temperatur bei Wasser zu diesem CO2-Gehalt führen würden. Aus Erfahrung weiß man, dass zuckerhaltige Getränke weniger CO2 bei gleichem Druck und gleicher Temperatur lösen können.

Der "Fehler" wird aber bewusst akzeptiert, da das Kribbeln auf der Zunge von der CO2-Entbindung und damit vom Sättigungsdruck abhängt.

Es gibt zahlreiche Formeln (nahezu jeder große Konzern oder Verband hat eigene Formeln aufgestellt) und auch Anweisungen zur Messung. Die nachfolgende Formel ist deshalb nur ein (gebräuchliches) Beispiel:

(((0,01898-T*0,00004759)/(T*0,03275-7,9567)*T*(p/1,0132+1))+p/1,0132*T*0,0002607)

Zur Vereinfachung kann ein Tabellenkalkulations-Arbeitsblatt herunter geladen werden.

Ausschnitt aus Arbeitsblatt

In US-beeinflussten Betrieben wird der CO2-Gehalt in Volumen [Einheit: v/v] angegeben im metrischen System sind g/l, in Brauereien auch % üblich.

Die Einheit v/v drückt aus wieviel gasförmig Gas im Verhältnis zum Getränk bei Referenzbedingungen gelöst ist. 4,4 v/v bedeutet, dass 4,4 l in 1l Getränk gelöst sind, da es ein Verhältnis ist, kann die Volumeneinheit statt Liter natürlich auch Gill, imp.gallon oder Eimer heißen.

Die Dichte von CO2 beträgt 1,98kg/m³ (=g/l)

Demnach entspricht ein CO2-Gehalt von 4,4v/v ... 4,4 [l/l]*1,98 [g/l] = 8,7g/l oder 0,87% (=g/100ml). In der Regel wird statt mit 1,98 in der Praxis mit einem faktor von 2 gerechnet.

Ergebnisse in g/l werden auf eine Nachkommastelle gerundet.

Ergebnisse in % werden auf 2 Nachkommastellen gerundet.

Ergebnisse in v/v werden auf 2 Nachkommastellen berechnet und auf 0,05 gerundet, d.h aus 3,33 wird das Ergebnis 3,35 und aus 3,32 wird 3,3.

Wenn andere (Mess-)Verfahren als die Bestimmung von Druck und Temperatur z.B. mit Messmembranen verwendet werden, sind die erhaltenen Werte ausschließlich für Wasser mit "Referenzeigenschaften" direkt verwendbar, bei allen anderen Flüssigkeiten/Getränken müssen getränkespezifische Korrekturen durchgeführt werden. Je nach (Messgeräte-)Anbieter und zu untersuchendem Getränk können erhebliche Fehler im Vergleich zur Referenzmethode auftreten.

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