Das Auge isst mit Farbe als Qualitätsmerkmal von Lebensmitteln Forum “gezielte Qualitätssteigerung Sortieren – Separieren – Farbmetrik“ 10. März 2016 Urs Pratter / Konica Minolta Sensing Europe B.V. Konica Minolta Business Unit Sensing Konica Minolta Sensing • Gründung: 1995 Ausgliederung aus der Photo Division • Angestellte: 350 (weltweit) • Konsolidierter Umsatz: Euro 70 Mio. (2010) • Marktposition: Top 3 in der jeweiligen Sparte • Globale Präsenz: in mehr als 60 Länder Schweizer Niederlassung: Service & Verkauf Konica Minolta Sensing Europe B.V. Riedstrasse 6 8953 Dietikon Inhalt • • • • Warum Farbmetrik? Lichtfarbe / Körperfarbe Aufbau Farbmetrik / Farbmessgerät Anwendungen in der Lebensmittelindustrie «Farben sind Taten des Lichtes. Taten und Leiden!» Johan Wolfgang von Goethe Optische Illusion Optische Illusion Definition Rot Feurig Rot! RAL 3002? Sattes, kräftiges dunkel Rot ! Frabsichtigkeit im Alter Ishiara Test Inhalt • • • • Warum Farbmetrik? Lichtfarbe / Körperfarbe Aufbau Farbmetrik / Farbmessgerät Anwendungen in der Lebensmittelindustrie «Farben sind Taten des Lichtes. Taten und Leiden!» Johan Wolfgang von Goethe Lichtfarbe • Eine Lichtquelle sendet «Licht» aus • Das «Licht» trifft auf das Auge Das Auge kann jedoch unterschiedliche Lichtfarben sehen. Wie entstehen diese? Der dafür zuständige Effekt nennt sich «Additive Farbmischung» und wird in der Industrie vielfältig eingesetzt, z.B. Lichteffekte oder Farbdisplays Additive Farbmischung Dieser Effekt wird gerne auch als «RGB» bezeichnet, und funktioniert wie folgt: Einem schwarzen Hintergrund wird aus drei Kanälen Rot, Grün und Blau immer mehr Energie zugeführt. Durch Überlagerung (addieren) der Kanäle entstehen die Mischfarben. Werden alle drei Kanäle überlagert, bekommen entstehen Graustufen bis hin zu Weiss Körperfarbe • Eine Lichtquelle sendet «Licht» aus • Das «Licht» trifft auf ein Objekt und • Reflektiert «Licht» in das Auge Um Körperfarbe wahrnehmen zu können, wird indirektes Licht benötigt, welches auf einem nicht-selbständig leuchtenden Körper fällt und von diesem reflektiert wird. «Subtraktive Farbmischung» Industrielle Anwendungen: Materialen mit Farbstoffen oder Pigmenten eingefärbt sind Körperfarbe – Subtraktive Farbmessung Dieser Effekt funktioniert gerade andersherum. Es ist das gleiche Prinzip, nach dem Drucker arbeiten –CMYK Einem weissen Hintergrund wird Farbe aufgetragen und somit immer mehr Energie von Anfangspunkt weggenommen (subtrahieren), bis keine Ernergie mehr auf das Auge trifft (Schwarz). Inhalt • • • • Warum Farbmetrik? Lichtfarbe / Körperfarbe Aufbau Farbmetrik / Farbmessgerät Anwendungen in der Lebensmittelindustrie «Farben sind Taten des Lichtes. Taten und Leiden!» Johan Wolfgang von Goethe Aufbau Farbmessgerät • Licht • Objekt • Auge Lichtarten Wahrnehmung Körperfarbe Licht kann von einem Objekt entweder reflektiert werden (Reflektion) oder aber das Objekt durchdringen (Transmission). Für beide Zustände gelten die Regeln der subtraktiven Farbmischung Reflektion Absorbation Tageslicht Leuchtstoffröhre Reflektion eines «Objekts» kann durch ein Spektralphotometer gemessen werden und seine spektrale Eigenschaft – Spektralkurve- ist NICHT abhängig von der Beleuchtung! Die Spektralkurve ist der «Fingerabdruck» eines Materials, anhand dessen sich Materialien messen und bestimmen lassen Physiologie Auge Der Mensch sieht “Licht”, wenn sogenannte Photonen auf unsere Netzhaut treffen. Diese Anregung wird von zwei Arten von Rezeptoren ausgewertet: • Stäbchen • Zapfen Wichtig für das Farbsehvermögen sind die tagaktiven Zapfen, von denen es drei Arten (für Rot-, Grün- und Blauerkennung) gibt. Stäbchen Zapfen Blinder Fleck (Sehnerv) Empfindlichkeit des Auges Tristimulus-Werte / Normspektralwertkurven Aufbau Messgerät Tageslicht Spektraler Datensatz Empfindlichkeit Auge Farbräume Farbräume Farbraum CIE 1931 (xy) Farbraum CIE L*a*b* Farbraum CIE 1976 (u’v’) CIE L*a*b* + = Yellow 100=White a* - = Green + =Red b* 0=Black - = Blue 100=White + = Yellow a +* =Red - = Green 0=Black - = Blue b * Die L* Achse beschreibt die Helligkeit Die a* Achse beschreibt das Rot-Grün-Verhalten Die b* Achse beschreibt das Gelb-Blau-Verhalten Farbunterschiede b* Probe ∆b* Standard ∆ a* a* Anwendung in der Lebensmittelindustrie Einsatzgebiete Lebensmittelindustrie Wareneingangsprüfung Wareneingang Pulver Granulate Pasten Flüssigkeiten Verpackungsmittel Prozesskontrolle • Thermische Einwirkung • Oxidation • Einfärbungen Produktion Weizen Fruchtgrundstoffe Ei-Produkte Lebensmittelfarbe Fleisch Nüsse Gewürze Getränke Endkontrolle / Freigabe Warenausgang Butter Joghurt Konfitüre Vollei Fruchtsäfte Pasta Bier (Maische) Schokolade Saucen Anwendungsbeispiele Messung des Röstgrades (Kaffee, Cacao) Weissgradbestimmung von Mehl Lagerhaltungstest von Saucen, Pasten, Aromen Prozesskontrolle bei der Ketchup-Herstellung Wareneingangskontrollen von Fruchtgrundstoffen Kontrolle der Ausmischung von eingefärbten Erfrischungsgetränken Packmittelkontrolle: PET Rohlinge Fragen Urs Pratter Konica Minolta Sensing Europe B.V. Swiss Branch Dietikon Riedstrasse 6 CH-8953 Dietikon Phone: Mobil : Fax: E-mail: +41 43 322 98 06 +41 79 471 70 07 +41 43 322 98 09 [email protected] Praktische Messung Transmission Flüssigkeiten Lichtdurchlässige Feststoffe Reflexion Pulver Granulate Pasten
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