Einbeck, GErmany
July 01, 2019
The question of the sugar content in beet is decisive for the success of sugarbeet growers and factories. KWS has been tackling this issue since its foundation more than 160 years ago. The company has now launched an innovative measurement system for sugar analysis, named the BEETROMETER™. The system can determine the sugar content in beets within 20 seconds and offers sugar factories and growers worldwide a highly efficient service.
KWS’s internal R&D department developed the core technology and has been using it successfully for 10 years in its own sugarbeet breeding. To determine the sugar content, beets are first chopped into small pieces of about the same size, a method developed by KWS itself. Next, the beets travel down a conveyor belt and pass under a near-infrared spectrometer (NIRS) sensor, which emits light of precisely known wavelengths onto the surface of the freshly chopped beets. The sugar content result from how much light was reflected from which wavelength ranges.
"It only takes 20 seconds to measure a representative sample of about 30 kilograms of chopped sugarbeet in this way. The result is the adjusted sugar content, to the nearest decimal place," says Dr. Peter Hofmann, the KWS Executive Board member responsible, among other things, for the sugarbeet business, “This development shows the advantages of our independence and underscores our innovative strength," adds Hofmann. "KWS itself decides in which areas we conduct research in order to translate the good ideas of our teams into new products. With this new service, we are strengthening our position as a partner to sugarbeet growers and factories."
Previous measuring methods in the sugarbeet industry are far more demanding: Typically, factories send beet samples to a central laboratory for chemical analysis. The conventional process requires complex sample preparation, trained employees and generates chemical waste. KWS' new process, on the other hand, is flexible, can run 24/7 with very little personnel, does not require chemicals, and the results are available within seconds.
KWS is cooperating with the German company Polytec, who provides the NIR spectrometer and with Putsch, a leading company for sugarbeet processing equipment, who is manufacturing the BEETROMETER™. With over five million samples, KWS has analyzed many sugarbeet varieties for many different regions and precisely calibrated the measuring system.
The BEETROMETER™ is now being used for the first time in commercial applications by the sugar producer American Crystal Sugar Company in the USA. “The BEETROMETER™ is an efficient alternative to conventional analysis systems," explains Stefan Meldau, who is responsible for the commercialization at KWS. "Our compact technology can be installed as a stationary unit in sugar factories or used on mobile systems for flexible use in the field, for example.”
Wie viel Zucker steckt in der Rübe? KWS bringt effizientes Zuckermesssystem auf den Markt
Die Frage nach dem Zuckergehalt in der Rübe entscheidet über den Erfolg von Zuckerrübenanbauern und -fabriken. Und beschäftigt damit auch KWS seit der Gründung vor mehr als 160 Jahren. Nun hat das Unternehmen ein innovatives Messsystem zur Zuckeranalyse kommerzialisiert. Das System mit dem Namen BEETROMETER™ kann binnen 20 Sekunden den Zuckergehalt in der Rübe bestimmen und bietet Zuckerfabriken und -anbauern weltweit einen höchst effizienten Service.
KWS hat das BEETROMETER™ in seiner Forschungs- und Entwicklungsabteilung erfunden und nutzt es bereits erfolgreich seit zehn Jahren intern in der Zuckerrübenzüchtung. Zur Bestimmung des Zuckergehaltes werden zuerst Rüben in kleine, etwa gleichgroße Stücke gehäckselt. Ein Verfahren, das von KWS selbst entwickelt wurde. Das wichtigste Bauteil aber ist ein Nah-Infrarot-Spektrometer (NIRS): Es sendet Licht genau bekannter Wellenlängen auf die Oberfläche der frisch gehäckselten Rüben. Diese fahren auf einem Transportband unter dem Spektrometer entlang. Die Oberfläche der Häcksel absorbiert einen Teil des Lichts und reflektiert einen weiteren Teil zurück. Der Zuckergehalt der Rübe ergibt sich daraus, wie viel Licht aus welchen Wellenlängenbereichen zurückgestrahlt wurde.
„Es dauert nur 20 Sekunden, eine repräsentative Probe von etwa 30 Kilogramm gehäckselter Zuckerrüben auf diese Weise zu messen. Das Ergebnis ist der bereinigte Zuckergehalt, und zwar auf die Kommastelle genau“, sagt Dr. Peter Hofmann, im KWS Vorstand unter anderem zuständig für das Ressort Zuckerrüben. „Diese Entwicklung zeigt die Vorteile unserer Unabhängigkeit und unterstreicht unsere Innovationskraft“, ergänzt Hofmann, „KWS entscheidet selbst darüber, in welchen Bereichen wir forschen, um die guten Ideen unserer Teams in neue Produkte umzusetzen. Mit diesem neuen Service stärken wir unsere Position als Partner der Zuckerrübenanbauer und -fabriken.“
Bisherige Messmethoden der Zuckerrübenindustrie sind weitaus aufwendiger: Nötig sind ein zentrales Labor mit umfangreicher Probenvorbereitung, geschulte Mitarbeiter und es fallen chemische Abfälle an. Demgegenüber das neue Verfahren von KWS: Es arbeitet dezentral, rund um die Uhr mit geringem Personalaufwand, die Chemikalien fallen weg und die Ergebnisse liegen innerhalb von Sekunden vor.
KWS kooperiert mit dem deutschen Unternehmen Polytec, welches die NIR-Spektrometer liefert, und mit Putsch, einer weltweit führenden Firma für Zuckerrübenprozessierung, welche für den Bau des BEETROMETER™ verantwortlich ist. Mit über fünf Millionen Proben hat KWS eine Vielzahl an Zuckerrübensorten für viele verschiedene Regionen analysiert und das Messsystem damit exakt kalibriert.
Premiere in der kommerziellen Anwendung findet das Analysesystem jetzt beim Zuckerproduzenten American Crystal Sugar Company in den USA. „Das BEETROMETER™ stellt eine effiziente Alternative zu herkömmlichen Analysesystemen dar“, erklärt Stefan Meldau, der die Kommerzialisierung bei KWS betreut, „Unsere kompakte Technologie kann stationär in Zuckerfabriken eingebaut oder auf mobilen Systemen für den flexiblen Einsatz, beispielsweise im Feld, genutzt werden.“
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