WO2002048700A2 - Method for classifying chemical substances according to olfactory characteristics - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a method for automatic qualitative classification of chemical substances and substance mixtures according to olfactory characteristics. The inventive method comprises the following steps: a) measurement of human sensory predetermined reference samples by means of a sensor system comprising at least two sensors; b) creation of at least one measuring value for the respective sample(s)(n); c) formation of one or several olfactory characteristics on the basis of the measuring values determined for the reference samples; d) measurement of a sample of a substance or substance mixture by means of the above-mentioned sensor system, whereby at least one measuring value of the sensor system associated with the substance/substance mixture is obtained; e) determination of the olfactory characteristics of the substance/substance mixture by the relative position of the associated measuring value(s) in or in relation to one of the clusters defined in step (c). The inventive method can be used for production control of chemical processes according to olfactory characteristics, whereby samples of the substance mixture are collected during at least one point of said process, said samples are measured by means of said classification method and the measuring values thus obtained are used to control the amount of at least one used raw material, additive or auxiliary agent by means of a suitable control circuit.

Description

,Verfahren zur Klassifizierung chemischer Stoffe nach Geruchsmerkmalen" "Process for the Classification of Chemical Substances by Odor Characteristics"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten, qualitativen Klassifizierung von chemischen Stoffen und Stoffgemischen nach Geruchsmerkmalen, sowie die Verwendung dieses Verfahrens zur Rohstoffkontrolle, Produlctionskontrolie, Produktionssteuerung und Endpunktkontrolle nach Geruchskriterien. Die Erfindung betrifft ferner ein Sensorsystem zur automatisierten qualitativen Klassifizierung chemischer Stoffe nach Gerachsmerkmalen.The present invention relates to a method for the automated, qualitative classification of chemical substances and substance mixtures according to odor characteristics, as well as the use of this method for raw material control, production control, production control and end point control according to odor criteria. The invention further relates to a sensor system for the automated qualitative classification of chemical substances according to noisy characteristics.
Die Qualitätskontrolle von Rohstoffen, Zwischenprodukten und Endprodukten in Verfahren der chemischen Industrie erfolgt in der Regel durch verschiedenste Methoden der chemischen Analytik. Hierdurch können Veränderungen der stofflichen Zusammensetzung in der Regel erkannt und deren Einfluß auf die Qualität und technischer Brauchbarkeit des untersuchten Produktes gemacht werden.The quality control of raw materials, intermediate products and end products in processes in the chemical industry is usually carried out using a wide variety of methods in chemical analysis. As a result, changes in the material composition can generally be recognized and their influence on the quality and technical usability of the product examined can be made.
Insbesondere bei Endverbraucherprodukten wie beispielsweise Wasch- und Reinigungsmitteln ist daneben der Geruch des Endproduktes von entscheidender Bedeutung. Merkwürdig oder übel riechende Waschmittel sind in der Regel undverkäuflich. Da bereits geringste Spuren von Verunreinigungen und Nebenprodukten einen z.T. erheblichen Einfluß auf den Geruch eines Stoffgemisches haben können. Diese Ideinen Anteile von Verunreinigungen werden mittels herkömmlicher Routineanalytik jedoch entweder nicht erfaßt oder deren Einfluß auf den Geruch des Stoffgemisches wird nicht erkannt. Somit müssen in Verfahren des Standes der Technik neben der aufwendigen chemischen Analytik noch zusätzlich humansensorische Geruchskontrollen durchgeführt werden.In addition, the smell of the end product is of crucial importance, especially in the case of end consumer products such as washing and cleaning agents. Odd or foul-smelling detergents are usually for sale. Since even the slightest trace of impurities and by-products can have a considerable influence on the smell of a mixture of substances. These Ideine fractions of impurities are either not detected by conventional routine analysis or their influence on the smell of the mixture of substances is not recognized. Thus in State-of-the-art methods, in addition to the complex chemical analysis, also perform human-sensory odor controls.
Aufgrund der Komplexität von Gerüchen, wird die Qualitätskontrolle bezüglich des Geruchs beispielsweise bei Wasch- und Reinigungsmitteln deshalb in der Regel durch geschulte Fachkräfte am Produktionsstandort humansensoiϊsch durchgeführt. Hierbei handelt es sich in der Regel um Labor- bzw. Produktionsmitarbeiter, die über eine besonders gut ausgeprägten Geruchssinn verfügen und von Experten (Parfümeuren) unterrichtet werden. Die humansensorische Kontrolle erfolgt derart, daß Referenzproben eines einwandfreien Produktes vorgegeben werden und die Prüfer humansensorisch lediglich Abweichungen von diesen Standard-Mustern feststellen und in akzeptable bzw. nicht-akzeptable Proben einteilen.Due to the complexity of smells, quality control with regard to the smell, for example in detergents and cleaning agents, is therefore usually carried out by trained specialists at the human-made production site. These are usually laboratory or production employees who have a particularly good sense of smell and are taught by experts (perfumers). The human sensory control is carried out in such a way that reference samples of a perfect product are given and the testers only detect deviations from these standard samples in terms of human senses and divide them into acceptable or unacceptable samples.
Naturgemäß besteht bei menschlichen Prüfern das Problem, daß das Ergebnis der human- sensorischen Prüfung durch eine subjektive Walirnehmung bestimmt wird und Schwankungen aufgrund der Tagesform der Prüfer unvermeidbar sind.Naturally, there is a problem with human examiners that the result of the human sensory examination is determined by a subjective perception and fluctuations due to the daily form of the examiners are inevitable.
Im Rahmen der Überwachung eines Produktionsprozesses durch Humansensorik führen festgestellte nicht akzeptable Gerüche in der Regel dazu, daß das entsprechende (Zwischen-) Produkt beim inakzeptablem Geruch entweder verworfen werden muß, oder der Geruch durch Zusatz von Parfümen überdeckt wird. Dieses Verfahren ist dementsprechend teuer und ineffizient, da hier eine automatisierte, objektivierbare Produl tionskontrolle bzw. Produktionssteuerung nicht möglich ist.As part of the monitoring of a production process by human sensors, unacceptable odors usually result in the corresponding (intermediate) product either having to be discarded in the event of an unacceptable odor or the odor being masked by the addition of perfumes. This process is accordingly expensive and inefficient, since automated, objectivizable production control or production control is not possible here.
Insbesondere können Herstellungsprozesse nicht kontinuierlich überwacht und gesteuert werden, da die humansensorische Kontrolle ein diskontinuierliches Verfahren ist. Wenn man berücksichtigt, daß es sich bei den unerwünschten Geruchsstoffen häufig um geringe Mengen von Verunreinigungen unbekannten Ursprungs handelt und der sich aus einer Kombination von Geruchsstoffen ergebende Gesamtgeruch sich nicht vorhersagen läßt, besteht ein großer Bedarf an einem Sensorsystem zur automatisierten, qualitativen Klassifizierung con chemischen Stoffen und Stoffgemischen nach Geruchsmerkmalen. Im Stand der Technik sind einige chemische Sensorsysteme u.a. auch zur Detektion von Gerüchen, insbesondere aus dem Bereich der Parfümindustrie bekannt. Entsprechende chemische Sensorsysteme werden beispielsweise in der DE 42 27 727, der US 4,818,348, der WO95/08113, der WO99/66304 sowie der DE 197 12 194 und der WO99/47905 beschrieben.In particular, manufacturing processes cannot be continuously monitored and controlled, since human sensory control is a discontinuous process. If one takes into account that the undesirable odorous substances are often small amounts of impurities of unknown origin and the total odor resulting from a combination of odorous substances cannot be predicted, there is a great need for a sensor system for automated, qualitative classification of chemical substances and mixtures of substances based on olfactory characteristics. Some chemical sensor systems are also known in the prior art, inter alia, for the detection of odors, in particular from the area of the perfume industry. Corresponding chemical sensor systems are described for example in DE 42 27 727, US 4,818,348, WO95 / 08113, WO99 / 66304 as well as DE 197 12 194 and WO99 / 47905.
Für die Anwendung dieser Systeme sind eine Reihe unterschiedlicher Anwendungen aus den unterschiedlichsten Bereichen der Technik wie beispielsweise Lebensmittelkontrolle, Kontrolle von Verpackungsmaterialien, Parfümen und Geruchsstoffen, Anwendungen im Bereich der medizinischen Diagnostik und Biotechnologie etc. beschrieben.For the use of these systems, a number of different applications from the most varied areas of technology, such as food control, control of packaging materials, perfumes and odorants, applications in the field of medical diagnostics and biotechnology etc. are described.
Die im Stand der Technik beschriebenen Sensorsysteme dienen in der Regel zur Detektion einzelner Geruchsstoffe und deren Quantifizierung. Für den Einsatz chemischer Sensorsysteme in der Rohstoff- und Produktionskontrolle ist jedoch die Korrelation der mit dem technischen System gewonnenen Daten mit den Eigenschaften der untersuchten Muster eine wesentliche Voraussetzung. Im Falle herkömmlicher chemischer Stoffanalytik ist diese Korrelation in der Regel einfach zu erstellen, da beispielsweise die Qualität von Kunststoffen und Verpackungsmaterialien oder auch der Reaktionsfortschritt bei biotechnologischen Prozessen mit Methoden der chemischen Analytik anhand des Auftretens bestimmbarer und quantifizierbarer vorbekannter Stoffe ermittelt werden können.The sensor systems described in the prior art generally serve for the detection of individual odor substances and their quantification. For the use of chemical sensor systems in raw material and production control, however, the correlation of the data obtained with the technical system and the properties of the examined samples is an essential prerequisite. In the case of conventional chemical substance analysis, this correlation is generally easy to establish, since, for example, the quality of plastics and packaging materials or the progress of the reaction in biotechnological processes can be determined using methods of chemical analysis using the occurrence of determinable and quantifiable known substances.
Aussagen darüber, ob ein im Produktionsprozeß auftretendes Zwischenprodukt- Stoffgemisch nennenswerte Auswirkungen auf die geruchliche Qualität des Endprodukts haben kann, sowie die Klassifizierung der sich einstellenden Gerüche, ob diese inakzeptabel oder weniger akzeptabel sind, lassen sich mit den im Stand der Technik beschriebenen Sensorsystemen nicht erreichen.Statements as to whether an intermediate substance mixture occurring in the production process can have any significant effects on the olfactory quality of the end product, as well as the classification of the resulting odors, whether these are unacceptable or less acceptable, cannot be achieved with the sensor systems described in the prior art ,
Hierbei ist zu beachten, daß sich der Gesamtgeruchseindruck eines komplexen Stoffgemisches wie beispielsweise eines Waschmittels aus verschiedensten geruchsbildenden Stoffen in ihrer speziellen Mischung ergibt, sowie der Tatsache, daß aufgrund von teilweise dramatischen Intensitätsunterschieden des Geruchs einzelner Komponenten die Geruchsbei- träge dieser Stoffe zum Gesamtgeruch mit der im Stand der Technik Analytik nicht vorhersagbar sind.It should be noted here that the overall odor impression of a complex mixture of substances, such as a detergent, consists of a wide variety of odor-forming substances in their special mixture, as well as the fact that due to the sometimes dramatic intensity differences in the odor of individual components sluggish of these substances to the overall smell with which in the state of the art analytics are not predictable.
Zur Klassifizierung derart komplexer Systeme ist die reine chemische Spurenanalytik nicht geeignet, weshalb hier auf humansensorische Kontrollen zurückgegriffen werden muß.Pure chemical trace analysis is not suitable for classifying such complex systems, which is why human sensory controls have to be used here.
Ein wesentliches Problem der Qualitätskontrolle parfümierter Produkte oder von Produkten, bei denen der Geruch eine wesentliche Eigenschaft darstellt, ist, daß der Geruch des Produktes in der Regel wesentlich durch das zugesetzte Parfüm bzw. die zugesetzten Gerachsstoffe bestimmt wird. Ein die geruchliche Qualität beeinträchtigender Neben- bzw. Störgeruch, der vom Konsumenten als negativ wahrgenommen wird, liegt in der Regel bezüglich seines stofflichen Ursprungs in nur kleinen Spuren vor.A major problem of the quality control of perfumed products or of products in which the smell is an essential property is that the smell of the product is as a rule largely determined by the added perfume or the added odorous substances. A secondary smell or disturbing smell, which affects the olfactory quality and which is perceived by the consumer as negative, is usually only present in small traces with regard to its material origin.
Beispielsweise kann in einem Wasch- und Reinigungsmittelprodukt, das zu 1% mit reinem Parfümöl parfümiert ist, eine Verunreinigung im Prozentbereich eines Rohstoffs, der ebenfalls nur im Prozentbereich des Produkts zugesetzt wird, zu einer erheblichen geruchlichen Belastung des Produktes führen.For example, in a detergent and cleaning product which is perfumed with 1% pure perfume oil, contamination in the percentage range of a raw material, which is also only added in the percentage range of the product, can lead to a considerable odor load on the product.
Es besteht daher ein Bedarf nach einem einfachen und kostengünstigen Verfahren, mit dem man einen solchen Nebengeruch, der in einer um mehrere Zehnerpotenzen kleineren Konzentration als zugesetzte Parfüme und Geruchsstoffe vorliegt, im Gesamtgeruch des Stoffgemisches zu bestimmen und eine automatisierte, qualitative Aussage über dessen Auswirkung auf den Gesamtgeruchseindrack der Probe und somit über die Qualität des Stoffgemisches bezüglich seiner Geruchsmerkmale zu machen.There is therefore a need for a simple and inexpensive method with which one can determine such an odor, which is present in a concentration that is several orders of magnitude lower than added perfumes and odorous substances, in the overall odor of the mixture of substances and an automated, qualitative statement on its effect to make the total odor impression of the sample and thus about the quality of the mixture of substances with regard to its odor characteristics.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Verfahren zu entwickeln, welche die automatisierte Überwachung einer Produktionskette vom Rohstoff für das Rohprodukt bis hin zum fertigen Endprodukt anhand von Geruchsmerkmalen ermöglicht.The object of the present invention was to develop methods which enable the automated monitoring of a production chain from the raw material for the raw product to the finished end product on the basis of odor characteristics.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Steuerung und Optimierung einer chemischen Produktion zu entwickeln, welche mittels automatischer Sensorsysteme anhand geruchlicher Merkmale arbeitet. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur automatisierten Qualitätskontrolle von Rohstoffen, Rohprodukten, Zwischenprodukten und/oder Endprodukten anhand von Gerachsmerkmalen zu entwickeln.Another object of the present invention was to develop a method for controlling and optimizing a chemical production which works by means of automatic sensor systems based on olfactory features. Furthermore, it is an object of the invention to develop a method for automated quality control of raw materials, raw products, intermediate products and / or end products on the basis of noisy features.
Insbesondere war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur automatisierten Klassifizierung chemischer Stoffe und Stoffgemische nach Gerachsmerkmalen zu entwickeln.In particular, it was an object of the present invention to develop a method for the automated classification of chemical substances and substance mixtures according to noisy characteristics.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein geeignetes Sensorsystem zur Klassifizierung chemischer Stoffe und Stoffgemische bereitzustellen.Another object of the present invention was to provide a suitable sensor system for classifying chemical substances and substance mixtures.
Die Lösung der genannten Aufgaben ist in den unabhängigen Verfahrens-, Vorrichtungsund Verwendungsansprüchen beschrieben.The solution to the stated tasks is described in the independent process, device and use claims.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich durch Kombination der unabhängigen Ansprüche mit den Merkmalen der abhängigen Unteransprüche.Advantageous refinements of the present invention result from a combination of the independent claims with the features of the dependent subclaims.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur automatisierten, qualitativen Klassifizierung von chemischen Stoffen und Stoffgemischen nach Geruchsmerkmalen zur Verfügung, welches folgende Schritte umfaßt:The present invention provides a method for the automated, qualitative classification of chemical substances and substance mixtures according to odor characteristics, which comprises the following steps:
a) Vermessung von humansensorisch vorbestimmten Referenzproben mittels eines Sensorsystems umfassend mindestens zwei Sensoren; b) Erzeugung wenigstens eines Meßwerts für die jeweiligen Referenzproben; c) Bildung eines oder mehrerer Geruchsmerkmalscluster anhand der für die Referenzproben ermittelten Meßwerte; d) Vermessung einer Probe eines Stoffes oder Stoffgemisches mittels des genannten Sensorsystems, wobei wenigstens ein dem Stoff/Stoffgemisch zugeordneter Meßwert des Sensorsystems erhalten wird; e) Zuordnung der Geruchseigenschaften des Stoffes/Stoff gemisches durch die Bestimmung der relativen Lage des/der zugehörigen Meßwerte(s) in oder zu einem der in Schritt c) definiertem Cluster; wobei wenigstens Schritt a) und Schritt d) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden können.a) measurement of reference samples predetermined by human sensors by means of a sensor system comprising at least two sensors; b) generating at least one measured value for the respective reference samples; c) formation of one or more olfactory feature clusters on the basis of the measured values determined for the reference samples; d) measuring a sample of a substance or mixture of substances by means of said sensor system, at least one measurement value of the sensor system assigned to the substance / substance mixture being obtained; e) assignment of the odor properties of the substance / substance mixture by determining the relative position of the associated measurement value (s) in or to one of the clusters defined in step c); wherein at least step a) and step d) can be carried out in any order.
Überraschend wurde nun gefunden, daß sich die Qualität beispielsweise sowohl fertig formulierter Wasch- und Reinigungsmittel, wie auch der darin eingesetzten Rohstoffe, Rohprodukte und Zwischenprodukte mit geeigneten Sensorsystemen nach geruchlichen Merkmalen charakterisieren läßt.Surprisingly, it has now been found that the quality, for example, both of the fully formulated washing and cleaning agents and of the raw materials, raw products and intermediate products used therein can be characterized by suitable sensor systems based on olfactory characteristics.
Der Einsatz von Sensorsystemen hat gegenüber den herkömmlichen Methoden der instra- mentellen Analytik den Vorteil, daß Sensorsysteme mit erheblich geringerem instrumen- tellen Aufwand in höherer Empfindlichkeit Aussagen über das Vorhandensein oder auch das NichtVorhandensein bestimmter Stoffe machen können.The use of sensor systems has the advantage over the conventional methods of instrumental analysis that sensor systems can make statements about the presence or absence of certain substances with considerably less instrumental effort and with greater sensitivity.
Vorteile von Sensorsysteme liegen weiterhin darin, daß im allgemeinen eine Separation einzelner Stoffe bzw. die Anreicherung von geringsten Spurenmengen nicht erforderlich ist.Advantages of sensor systems are furthermore that generally there is no need to separate individual substances or to accumulate the smallest trace amounts.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Sensorsystem umfaßt mindestens zwei Sensoren. Die verwendeten Sensoren im Sensorsystem können gleich oder verschiedenartige Sensoren sein. Bevorzugte Sensorsysteme sind monolithische und hybride Verschaltungen mehrerer gleich- oder verschiedenartiger Sensoren, sowohl mit oder ohne elektronische Auswerteschaltung. Das erfindungsgemäße Sensorsystem ermöglicht die mehrdimensionale Messung verschiedener zum Gesamtgerach des gemessenen Stoffes beitragender Stoffe.The sensor system used according to the invention comprises at least two sensors. The sensors used in the sensor system can be the same or different types of sensors. Preferred sensor systems are monolithic and hybrid interconnections of several sensors of the same or different types, both with or without an electronic evaluation circuit. The sensor system according to the invention enables the multidimensional measurement of various substances contributing to the overall sound of the measured substance.
In bevorzugten Ausfül rungsformen umfaßt das Sensorsystem 2 bis 20, vorzugsweise 3 bis 15 und besonders bevorzugt 4 bis 10, insbesondere 12 elektronische Chemosensoren. Das erfindungsgemäße Sensorsystem kann aber auch 5, 6, 7, 8, 9, 11 oder auch mehr als 20 Sensoren enthalten.In preferred embodiments, the sensor system comprises 2 to 20, preferably 3 to 15 and particularly preferably 4 to 10, in particular 12 electronic, chemical sensors. The sensor system according to the invention can also contain 5, 6, 7, 8, 9, 11 or more than 20 sensors.
Als Sensoren im Sinne der Erfindung werden solche verstanden, die mechanische, akustische, thermische, chemische, optische, magnetische oder elektrische Eingangssignale in meßbare und elektronisch auswertbare Größen umwandeln. Besonders bevorzugt im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden chemische Sensoren. Chemische Sensoren im Sinne dieser Erfindung sind Meßwertaufnehmer, die einzelne Stoffe oder Stoffgruppen in komplexen Stoffgemischen qualitativ und/oder quantitativ messen können.Sensors in the sense of the invention are understood to be those which convert mechanical, acoustic, thermal, chemical, optical, magnetic or electrical input signals into measurable and electronically evaluable quantities. Chemical sensors are particularly preferred in the context of the present invention. Chemical sensors in the sense of this invention are sensors that can measure individual substances or groups of substances in complex substance mixtures qualitatively and / or quantitatively.
Chemische Sensoren im Sinne dieser Erfindung bestehen im allgemeinen aus einem chemisch aktiven Material, das möglichst spezifisch mit einer bestimmten zu messenden Substanz reagieren soll, welches in der Regel mit einem physikalischen Transducer gekoppelt ist. Durch die Änderung der physikalischen Materialeigenschaften des chemisch aktiven Materials in Folge der Reaktion mit dem zu messenden Stoff wird hierbei in einem in der Regel physikalischen Detektor ein mechanisches, akustisches, thermisches, chemisches, optisches, magnetisches oder elektrisches Signal erzeugt.Chemical sensors in the sense of this invention generally consist of a chemically active material which is to react as specifically as possible with a specific substance to be measured, which is generally coupled to a physical transducer. By changing the physical material properties of the chemically active material as a result of the reaction with the substance to be measured, a mechanical, acoustic, thermal, chemical, optical, magnetic or electrical signal is generated in a generally physical detector.
Beispiele erfindungsgemäß verwendbarer Sensoren sind dielektrische Sensoren, elektrochemische Sensoren, faseroptische Sensoren, amperometrische Sensoren, ionensensitive Sensoren, magnetoresistive Sensoren, optische Sensoren, potentiometrische Sensoren, rezeptive Sensoren, und dergleichen.Examples of sensors which can be used according to the invention are dielectric sensors, electrochemical sensors, fiber-optic sensors, amperometric sensors, ion-sensitive sensors, magnetoresistive sensors, optical sensors, potentiometric sensors, receptive sensors, and the like.
Insbesondere bevorzugt in Sensorensystemen der vorliegenden Erfindung sind Sensoren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus MOSFET-Sensoren, MISiC-Sensoren, Metall- oxidSensoren, Sensoren mit elektrisch leitfähigen Polymeren, Schwingquarz-Sensoren, inbesondere polymerbeschichtete Schwingquarz-Sensoren, amperometrische elektrochemische Zellen, Leitfähigkeits-Sensoren, Kapazitäts-Sensoren, insbesondere Interdigi- talkondensatoren, Thermopiles, katalytische Sensoren (insbesondere sogenannte Hot-Wire- Sensoren), Halbleiter-Sensoren, Wärmeleitfähigkeit-Sensoren, und/oder Ionisationsdetektoren, und dergleichen, wobei vorgenannte Sensoren in beliebiger Kombination anordbar sind.Particularly preferably in sensor systems of the present invention, sensors are selected from the group consisting of MOSFET sensors, MISiC sensors, metal oxide sensors, sensors with electrically conductive polymers, quartz sensors, in particular polymer-coated quartz sensors, amperometric electrochemical cells, conductivity sensors , Capacitance sensors, in particular interdigital capacitors, thermopiles, catalytic sensors (in particular so-called hot-wire sensors), semiconductor sensors, thermal conductivity sensors, and / or ionization detectors, and the like, the aforementioned sensors being able to be arranged in any combination.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind Metalloxid-Leitfähigkeitssensoren und polymerbeschichtete Schwingquarzsensoren, sowie Kombinationen dieser Sensortypen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit einem geeigneten Probennehmer eine definierte Menge des zu bestimmenden Produktes in ein geschlossenes Probengefäß abgefüllt und anschließend ein Gleichgewicht im Gasraum oberhalb der Probe bei erhöhter Temperatur, beispielsweise bei 60°C, eingestellt. Mit einer Hohlnadel wird eine definierte Menge aus dem Gasraum oberhalb der Proben entnommen und in das chemische Sensorsystem überführt.According to the invention, particular preference is given to metal oxide conductivity sensors and polymer-coated quartz sensors, as well as combinations of these sensor types. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, a defined amount of the product to be determined is filled into a closed sample vessel with a suitable sampler and then an equilibrium is established in the gas space above the sample at elevated temperature, for example at 60 ° C. A defined amount is removed from the gas space above the samples with a hollow needle and transferred to the chemical sensor system.
Das Sensorsystem aus mehreren unterschiedlichen Sensoren, liefert als Ergebnis einer einzelnen Messung einen Merkmalsvektor mit höherer Dimensionalität. So liefert beispielsweise ein Sensorsystem bestehend aus n Sensoren einen Merkmalsvektor in n- dimensionaler Form oder einer höheren Dimensionalität (mathematisch betrachtet ein n- Tupel bzw. n+x-Tupel).As a result of a single measurement, the sensor system consisting of several different sensors delivers a feature vector with a higher dimensionality. For example, a sensor system consisting of n sensors delivers a feature vector in n-dimensional form or a higher dimensionality (mathematically considered an n-tuple or n + x-tuple).
Um unterschiedliche Proben miteinander vergleichen zu können, werden die Merkmalsvektoren des Sensorsystems (n-Tupel) einer mathermatischen Koordinatentransformation mit einer Hauptkomponentenanalyse unterzogen. Entsprechende mathematisch-statistische Auswerteverfahren mittels Hauptkomponentenanalyse sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO99/12028 beschrieben, deren statistische Meßwertverarbeitung im vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden kann.In order to be able to compare different samples with one another, the feature vectors of the sensor system (n-tuple) are subjected to a mathematical coordinate transformation with a main component analysis. Corresponding mathematical-statistical evaluation methods using main component analysis are known to the person skilled in the art and are described, for example, in international patent application WO99 / 12028, the statistical processing of measured values of which can be used in the method according to the invention.
Bei der Koordinatentransformation mit Hauptkomponentenanalyse wird im mehrdimensionalen Raum eine maximale Varianz zwischen einzelnen Proben gesucht und damit in der graphischen Darstellung (zwei- oder dreidimensional) eine maximale Diskriminierung zwischen den einzelnen Proben erzielt. Diese Diskriminierung alleine ist für eine Qualitätskontrolle noch nicht ausreichend, da keinerlei Korrelation mit der Qualität des Produkts hergestellt wird. Für die Korrelation müssen zwei Bedingungen zusätzlich erfüllt werden:In the coordinate transformation with main component analysis, a maximum variance between individual samples is sought in the multidimensional space and thus maximum discrimination between the individual samples is achieved in the graphical representation (two- or three-dimensional). This discrimination alone is not sufficient for quality control, since no correlation is made with the quality of the product. Two additional conditions must be met for the correlation:
Einerseits kommt es aufgrund von Schwankungen bei der Probenzusammensetzung und andererseits durch zufällige Fehler bei der Messung zu einer gewissen Streuung der Meßergebnisse. Um diese Ungenauigkeiten zu berücksichtigen kann innerhalb einer Klasse von Proben die Standardabweichung in der Richtung der maximalen Varianz der Proben und orthogonal hierzu bestimmt werden. Diese beiden Standard-Abweichungen (σ) definieren die Haupt- und Nebenachsen einer Ellipse in der graphischen Darstellung, in der die Proben dieser Klasse wiedergefunden werden.On the one hand, there is some variation in the measurement results due to fluctuations in the sample composition and, on the other hand, due to random errors in the measurement. To take these inaccuracies into account within a class of Samples the standard deviation in the direction of the maximum variance of the samples and orthogonally to be determined. These two standard deviations (σ) define the major and minor axes of an ellipse in the graphical representation in which the samples of this class are found.
Zur Qualitätskontrolle ist weiterhin eine eindeutige Zuordnung eines eindeutigen Qualitätsmerkmals zu jeder einzelnen Probe erforderlich. Innerhalb einer Klasse von Proben müssen die Qualitätsmerkmale einheitlich sein, da sich die Klasse über die einheitliche Qualität definiert. Diese Qualitätsmerkmale dienen der Klassifizierung der gemessenen Proben und werden per Referenzmessung von humansensorisch vorbestimmten bzw. klassifizierten Referenzproben ermittelt.For quality control, a clear assignment of a unique quality characteristic to each individual sample is still required. The quality characteristics must be uniform within a class of samples, since the class is defined by the uniform quality. These quality features serve to classify the measured samples and are determined by reference measurement of reference samples which are predetermined or classified by human sensors.
Die humansensorischen Prüfer sind in der Regel ausgebildete Parfümeure, die ein Höchstmaß an olfaktorischer Beurteilungsfähigkeit gewährleisten. Durch deren humansensorische Klassifikation einzelner Gerüche der vermessenen Referenzproben wird für jede geruchlich einheitliche Klasse von Proben ein Geruchsmerkmalscluster definiert, der in der graphischen Darstellung der elliptischen bzw. ellipsoiden Darstellung der Merkmalsvektoren einer Probe bzw. einer einheitlichen Klasse von Proben entspricht.The human sensory examiners are usually trained perfumers who guarantee a high degree of olfactory judgment. Through their human sensory classification of individual odors of the measured reference samples, an odor characteristic cluster is defined for each olfactory uniform class of samples, which corresponds to the graphical representation of the elliptical or ellipsoidal representation of the feature vectors of a sample or a uniform class of samples.
Durch die so gewonnene Korrelation zwischen den mit dem technischen Sensorsystem gewonnenen objektiven und reproduzierbaren Meßergebnissen mit der Klassifizierung der humansensorischen Experten kann eine Qualitätskontrolle bzw. eine automatisierte Klassifizierung chemischer Stoffgemische nach Geruchsmerkmalen mit objektiven Methoden realisiert werden. Hierzu muß lediglich eine (unbekannte) Probe vermessen werden, und die relative Lage des gewonnenen Meßwerts zu einem der Geruchscluster ermittelt werden.The correlation between the objective and reproducible measurement results obtained with the technical sensor system and the classification of the human sensory experts enables a quality control or an automated classification of chemical substance mixtures according to odor characteristics to be achieved using objective methods. All that is required is to measure an (unknown) sample and determine the relative position of the measured value obtained in relation to one of the odor clusters.
Eine weitere mathematische Auswertemethode auf Basis statistischer Verfahren unter Verwendung neuronaler Netzwerke und Fuzzylogik, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist in der WO99/12029 beschrieben. Im wesentlichen beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren zur automatisierten qualitativen Klassifizierung von chemischen Stoffen und Stoffgemischen nach Geruchsmerkmalen die folgenden Schritte: Zunächst werden humansensorisch vorbestimmte Referenzproben mittels eines erfindungsgemäßen Sensorsystems aus mindestens zwei Sensoren vermessen. Hierbei werden Meßwerte in Form n-dimensionaler Merkmalsvektoren erzeugt, wobei n die Zahl der Sensoren des chemischen Sensorsystems ist. Diese n-dimensionalen Merkmals vektoren der vermessenen Referenzproben werden mittels bekannter mathematisch-statistischer Auswerteverfahren einer Hauptkomponentenanalyse mit einer Koordinatentransformation unterzogen.A further mathematical evaluation method based on statistical methods using neural networks and fuzzy logic, which can be used in the context of the present invention, is described in WO99 / 12029. The method according to the invention for the automated qualitative classification of chemical substances and substance mixtures according to olfactory characteristics essentially comprises the following steps: First, reference samples predetermined by human sensors are measured using a sensor system according to the invention, comprising at least two sensors. Measured values are generated in the form of n-dimensional feature vectors, where n is the number of sensors in the chemical sensor system. These n-dimensional feature vectors of the measured reference samples are subjected to a main component analysis with a coordinate transformation using known mathematical-statistical evaluation methods.
Dabei wird die erste Hauptkomponente so ausgerichtet, daß sie eine maximale Varianz und damit auch eine maximale Information zwischen den einzelnen Proben wiedergibt, die zweite und weitere Hauptkomponenten werden jeweils orthogonal zu den bereits definierten Hauptkomponenten ausgerichtet. Als Resultat erhält man eine mehrdimensionale (in der Regel zwei- oder dreidimensionale) Darstellung der Meßergebnisse, bei der die Werte an gleichen Proben zusammenfallen, und die Werte verschiedener Proben möglichst weit getrennt werden.The first main component is aligned so that it represents a maximum variance and thus also a maximum information between the individual samples, the second and further main components are each aligned orthogonally to the already defined main components. The result is a multidimensional (usually two or three-dimensional) representation of the measurement results, in which the values on the same samples coincide and the values of different samples are separated as much as possible.
Die Streuung innerhalb eines Satzes gleicher Proben (als Folge gewisser Inhomogenitäten und zufälliger Fehler bei der Messung) läßt sich dadurch berücksichtigen, daß die Standard-Abweichung σ in Richtung maximaler Varianz und orthogonal hierzu bestimmt werden.The scatter within a set of identical samples (as a result of certain inhomogeneities and random errors in the measurement) can be taken into account by determining the standard deviation σ in the direction of maximum variance and orthogonally to it.
In der zweidimensionaler Darstellung resultiert hieraus eine Ellipse, in der dreidimensionalen ein Ellipsoid. Diese Ellipse bzw. das Ellipsoid definiert einen Geruchsmerkmals- custer, in dem die Meßwerte gleicher oder geruchlich ähnlicher Proben liegen. Die Meßwerte geruchlich unterschiedliche Proben liegen außerhalb dieses Clusters, bedingt durch die mathematische Auswertung in der Regel relativ weit davon entfernt.This results in an ellipse in the two-dimensional representation and an ellipsoid in the three-dimensional representation. This ellipse or the ellipsoid defines an odor characteristic cluster in which the measured values of identical or similarly odor-like samples are located. The measured values of odorlessly different samples are outside of this cluster, due to the mathematical evaluation, as a rule relatively far away.
Der sogenannte Geruchsmerkmalscluster definiert in der zwei- bzw. dreidimensionalen Darstellung einen Meßwertbereich, der für eine bestimmte Geruchsklasse steht, die vorab humansensorisch klassifiziert wurde. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß alle in den Bereich dieses Geruchsmerkmalsclusters fallenden Meßwerte somit über gleiche bzw. stark ähnliche Geruchseigenschaften bzw. Geruchsqualität verfugen. Die Größe des Geruchsmerkmalsclusters ergibt sich aus der Standardabweichung σ. Durch Multiplikation der Standardabweichung σ mit Faktoren f kann die Größe des Ellipsoids bzw. der Ellipse variiert werden. Je größer f gewählt wird, desto größer wird die Fläche bzw. der Raum des Geruchsmerkmalsclusters, und entsprechend größer wird die Bandbreite an Gerüchen, die in diesem Cluster zusammengefaßt werden. Somit kann durch die Wahl eines geeigneten Faktors f als Multiplikator der Standardabweichung eine gerachli- che Toleranz definiert werden.The so-called olfactory feature cluster defines in the two- or three-dimensional representation a range of measured values that stands for a certain olfactory class that was previously classified by human senses. According to the invention, it was found that all measurement values falling within the range of this olfactory feature cluster thus have the same or very similar odor properties or quality. The size of the olfactory characteristic cluster results from the standard deviation σ. The size of the ellipsoid or ellipse can be varied by multiplying the standard deviation σ by factors f. The larger f is chosen, the larger the area or space of the olfactory feature cluster, and the correspondingly larger the range of odors that are combined in this cluster. Thus, by choosing a suitable factor f as a multiplier of the standard deviation, a no-tolerance can be defined.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist eine Standardabweichung von 1-5 σ, vorzugsweise 2-4 σ, insbesondere bevorzugt 1 σ , 2 σ oder 3 σ.According to the invention, a standard deviation of 1-5 σ, preferably 2-4 σ, particularly preferably 1 σ, 2 σ or 3 σ is preferred.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können Geruchscluster hinsichtlich der gerachlichen Klassifizierung nach positiven oder negativen Kriterien definiert werden. Durch Vermessung qualitativ akzeptabel Referenzproben können so positiv definierte Geruchscluster gebildet werden, welche einen Meßwertbereich definieren, innerhalb dem geruchlich akzeptable Proben bzw. Produkte auftreten.In the method according to the invention, olfactory clusters can be defined in terms of the classification according to positive or negative criteria. By measuring qualitatively acceptable reference samples, positively defined odor clusters can be formed which define a range of measured values within which odor-acceptable samples or products occur.
Alternativ hierzu kann durch humansensorische Festlegung geruchlich inakzeptabler Stoffproben ein negativ definierter Gerachscluster gebildet werden, welcher dementsprechend einen Meßwertebereich definiert, anhand dessen Proben bestimmt werden können, die über inakzeptable Gerachseigenschaften verfügen.As an alternative to this, a negative defined odor cluster can be formed by human sensory determination of odorally unacceptable substance samples, which accordingly defines a range of measured values by means of which samples can be determined which have unacceptable odor properties.
Nach Erzeugung mindestens eines oder mehrere positiv und/oder negativ definierter Geruchsmerkmalscluster anhand humansensorisch klassifizierter Referenzproben ist das erfindungsgemäße System hinreichend kalibriert. Es können nun Proben beliebiger Stoffe oder Stoffgemische mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem gemessen werden, wobei jeden vermessenen Stoff/Stoffgemisch ein entsprechend zugeordneter Meßwert des Sensorsystems erhalten wird.After generating at least one or more positively and / or negatively defined olfactory feature clusters using reference samples classified as human senses, the system according to the invention is adequately calibrated. Samples of any substances or mixtures of substances can now be measured using the sensor system according to the invention, with each measured substance / mixture of substances receiving a correspondingly assigned measured value from the sensor system.
Die Gerachseigenschaften des vermessenen Stoffes/des Stoffgemisches wird nun durch Bestimmung der relativen Lage des Meßwertes in oder zu einem der vorab definierten Geruchsmerkmalscluster ermittelt. Liegt der Meßwert der vermessenen Stoffgemisches inner- halb der Grenzen eines vorab gebildeten Geruchsmerkmalsclusters, so entsprechen die Gerachseigenschaften des Stoffgemisches den Geruchseigenschaften des Geruchsmerkmalsclusters.The framework properties of the measured substance / mixture of substances is now determined by determining the relative position of the measured value in or to one of the previously defined odor characteristic clusters. Is the measured value of the measured mixture of substances half the limits of a previously formed olfactory feature cluster, the olfactory properties of the mixture of substances correspond to the olfactory properties of the olfactory feature cluster.
Somit kann jedem Meßwert des Sensorsystems ein vorab definierter Duft- bzw. Geruchseindruck zugeordnet werden, der eine entsprechende Klassifizierung des vermessenen Produktes nach geruchlichen Kriterien ermöglicht.Thus, each measurement value of the sensor system can be assigned a previously defined scent or smell impression, which enables a corresponding classification of the measured product according to olfactory criteria.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann angewendet werden bei der Qualitätskontrolle von Rohstoffen, Zwischen- und/oder Endprodukten der chemischen Industrie. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine objektivierbare, automatisierte Gerachs- klassifizierang der vermessenen Stoffe möglich.The method according to the invention can be used in the quality control of raw materials, intermediate and / or end products in the chemical industry. By using the method according to the invention, an objectifiable, automated Gerachs classification of the measured substances is possible.
Insbesondere bei Produkten, bei denen der Geruch ein wesentliches Kriterium darstellt, wie beispielsweise Waschmitteln, Reinigungsmitteln, Spülmitteln, Körperpflegeprodukten wie Shampoos, Kosmetika, Cremes u.dgl. kann daß erfindungsgemäße Verfahren zur Unterscheidung geruchlich akzeptabler von geruchlich inakzeptablen Produkten verwendeten werden.In particular for products in which the smell is an important criterion, such as detergents, cleaning agents, detergents, personal care products such as shampoos, cosmetics, creams and the like. the method according to the invention can be used to distinguish odorally acceptable from odorally unacceptable products.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Produktionssteuerung und/oder Überwachung chemischer Prozesse nach Geruchsmerkmalen zur Verfügung gestellt, wobei der chemische Prozeß die Vermengung von mindestens zwei Rohstoffen umfaßt, und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß an mindestens einer Stelle innerhalb des Prozesses Proben des Stoffgemisches entnommen werden, die Proben nach dem oben genannten Verfahren zur automatisierten, qualitativen Klassifizierung vermessen werden, und die so gewonnenen Meßwerte mittels eines geeigneten Regelkreises zur Steuerung der eingesetzten Menge mindestens eines Rohstoffes, Zusatzstoffes oder Hilfsstoffes genutzt werden.According to a further aspect of the present invention, a method for the production control and / or monitoring of chemical processes according to odor characteristics is provided, the chemical process comprising the mixing of at least two raw materials, and the method being characterized in that at least one point within the Process samples of the mixture of substances are taken, the samples are measured according to the above-mentioned process for automated, qualitative classification, and the measurement values obtained in this way are used by means of a suitable control loop to control the amount of at least one raw material, additive or auxiliary substance used.
In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, kann das erfindungsgemäße Verfahren zu Überwachung einer gesamten chemischen Produktionskette vom Rohstoff über das Rohprodukt bis hin zum fertigen Produkt eingesetzt werden. Im komplexen Produktionsketten bei Verfahren der chemischen Industrie können bereits geringe Unregelmäßigkeiten im Produktionsverfahren bzw. geringe Abweichungen in der Qualität einzelner verwendeter Rohstoffe dazu fuhren, daß, sofern diese nicht rechtzeitig erkannt werden, ein gerachlich belastetes Endprodukt erzeugt wird. Die unangenehmen Nebengerüche, die bereits in einzelnen Rohstoffen eines fertigen Produktes enthalten sind, können sich beispielsweise über die gesamte Produktionskette hinziehen und ein fertig verarbeitetes Endprodukt unbrauchbar oder unverkäuflich machen.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the method according to the invention can be used to monitor an entire chemical production chain from the raw material through the raw product to the finished product. In complex production chains in chemical industry processes, even slight irregularities in the production process or slight deviations in the quality of the individual raw materials used can result in a noisy end product being produced if these are not recognized in time. The unpleasant odors that are already contained in individual raw materials of a finished product can, for example, extend over the entire production chain and make a finished finished product unusable or unsaleable.
Dabei kann nicht selbstverständlich davon ausgegangen werden, daß sich der vorhandene oder nicht vorhandene Geruch eines Rohstoffes anteilig im fertigen Produkt wieder findet. Auf den Geruch eines fertigen Produkts haben eine Vielzahl von Faktoren Einfluß: So können beispielsweise bei der Verarbeitung eines Rohstoffes Veränderungen auftreten, die zur Generierung bzw. auch zum Verschwinden geruchlich aktiver Substanzen fuhren und somit den Geruchseindruck im Vergleich zum Rohstoff wesentlich verändern.It cannot, of course, be assumed that the existing or non-existent smell of a raw material is found in part in the finished product. A multitude of factors have an influence on the smell of a finished product: For example, changes in the processing of a raw material can occur which lead to the generation or disappearance of odor-active substances and thus significantly change the smell impression compared to the raw material.
Bei der Verarbeitung des Rohstoffs können chemische Reaktionen ablaufen, die zuvor gerachlich inaktive Substanzen in Gerüche umwandeln und umgekehrt. Ferner kann im fertigen Produkt der Rohstoff in einem veränderten Aggregatszustand (fest/flüssig/gasförmig) vorliegen. Die Freisetzung geruchlich aktive Substanzen, und damit der Geruch des Endprodukts hängt aber sehr wesentlich von diesem Aggregatszustand ab und muß entsprechend berücksichtigt werden.When the raw material is processed, chemical reactions can take place that convert previously inactive substances into odors and vice versa. In addition, the raw material can be present in a changed state of matter (solid / liquid / gaseous) in the finished product. The release of olfactory active substances, and thus the smell of the end product, depends very much on this state of matter and must be taken into account accordingly.
Ferner liegt im fertigen Produkt der verwendete Rohstoff in einer veränderten Matrix vor. Beispielsweise ändert sich die Hydrophilie bei der Herstellung eines Produktes in der Weise, daß eine geruchlich aktive Substanz, die zuvor in einer wäßrigen Umgebung festgebunden war und daher im Gasraum nicht über den Geruch wahrgenommen wurde, im hydrophoben Produkt freigesetzt wird und so einen Geruch erst erzeugt.Furthermore, the raw material used is present in a modified matrix in the finished product. For example, the hydrophilicity changes in the manufacture of a product in such a way that an odor-active substance which was previously bound in an aqueous environment and therefore was not perceived by the smell in the gas space is released in the hydrophobic product and thus only produces an odor ,
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Überwachung bzw. Steuerung einer gesamten Produktionskette vom Rohstoff bis hin zu fertigen Produkt lassen sich diese Effekte erfassen und eine Qualitätskontrolle nach Gerachsmerkmalen über den gesamten Prozeß hinweg auf einfache Weise in automatisierter Form realisieren.By using the method according to the invention in the monitoring or control of an entire production chain from the raw material to the finished product, capture these effects and implement a quality control based on noise characteristics across the entire process in a simple and automated manner.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht hierbei , daß die Qualitätsanforderungen an einen Rohstoff dahingehend optimiert werden können, daß dieser exakt in der Qualität eingesetzt werden kann, die ein Optimum aus Kosten und Einfluß auf die gerachliche Qualität des Endprodukts darstellen.The method according to the invention enables the quality requirements for a raw material to be optimized so that it can be used exactly in the quality that represents an optimum of costs and influence on the no-nonsense quality of the end product.
Eine entsprechende Steuerung bzw. Überwachung einer Produktionskette mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt vorzugsweise dadurch, daß die Produktionskette in verschiedene Bereiche, wie Rohstoffe, Rohprodukte, Zwischenprodukte und Fertigprodukte gegliedert wird, wobei in einigen oder allen Bereichen innerhalb der Produktionskette, mindestens jedoch an einer Stelle des Produktionsprozesses, das erfindungsgemäße Verfahren zur Klassifizierung nach Geruchsmerkmalen angewendet wird. In jedem dieser Bereiche bzw. für jede Meßstelle werden die Komponenten definiert, die zu einer geruchlichen Belastung des Fertigprodukts führen können. Ferner kann für jeden Bereich ein technisch geeignetes Probem ahmesystem festgelegt werden sowie ein entsprechendes Sensorsystem, welches die bestmöglichen Meßergebnisse erlaubt, für jeden Produktbereich zusammengestellt werden.Corresponding control or monitoring of a production chain using the method according to the invention is preferably carried out by dividing the production chain into different areas, such as raw materials, raw products, intermediate products and finished products, in some or all areas within the production chain, but at least at one point in the Production process, the method according to the invention is used for classification according to odor characteristics. In each of these areas or for each measuring point, the components are defined which can lead to an odor pollution of the finished product. Furthermore, a technically suitable sampling system can be defined for each area and a corresponding sensor system that allows the best possible measurement results can be put together for each product area.
Proben innerhalb einer Produktionskette können on-line, at-line und offline entnommen und anschließend im erfindungsgemäßen Verfahren analysiert werden. Bei einer on-line Probenentnahme wird die Probe kontinuierlich und automatisch dem Produktionsprozeß entnommen, mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem charakterisiert und eine Auswertung vorgenommen.Samples within a production chain can be taken online, at-line and offline and then analyzed in the method according to the invention. In the case of on-line sampling, the sample is taken continuously and automatically from the production process, characterized using the sensor system according to the invention and an evaluation is carried out.
Bei at-line Probenentnahmen wird die Probe dem Produktionsprozeß entnommen und am Produktionsstandort mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer gesonderten Apparatur charakterisiert. Bei offline Probenentnahmen wird die Probe am Produktionsstandort entnommen und für die anschließend gerachliche Charakterisierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in ein spezielles Laboratorium verbracht.In the case of at-line sampling, the sample is taken from the production process and characterized in a separate apparatus at the production site using the method according to the invention. In the case of offline sampling, the sample is taken at the production site and brought to a special laboratory for subsequent characterization using the method according to the invention.
Auf diese Weise kann eine umfassende geruchliche Charakterisierung der gesamten Produktionskette und aller darin auftretenden Stoffgemische mit dem erfindungsgernäßen Verfahren durchgeführt werden, wodurch eine angepaßte Qualitätskontrolle auf verschiedenen Ebenen innerhalb einer Produktionskette ermöglicht wird.In this way, a comprehensive olfactory characterization of the entire production chain and all substance mixtures occurring therein can be carried out using the method according to the invention, which enables an adapted quality control at different levels within a production chain.
Beim Auftreten von Qualitätsschwankungen bzw. störenden Gerüchen kann mit diesen Informationen direlct auf die Ursache des Problems geschlossen werden. Im Idealfall ist dies auch durch die geruchliche Charakterisierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf nur einer Zwischenebene der Rohprodukte möglich, und der erforderliche Aufwand zur geruchlichen Qualitätskontrolle vermindert sich erheblich.If quality fluctuations or unpleasant smells occur, this information can be used to directly determine the cause of the problem. Ideally, this is also possible through the olfactory characterization according to the method according to the invention on only one intermediate level of the raw products, and the effort required for olfactory quality control is considerably reduced.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und Optimierung der Produktion eingesetzt. Aufbauend auf den Erkenntnissen, die mit einer Überwachung der Produktion mittels des erfindungsgemäßen chemischen Sensorsystems gewonnen werden, läßt sich die Produktion entsprechend steuern und optimieren.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the method according to the invention is used to control and optimize production. Based on the knowledge gained by monitoring production using the chemical sensor system according to the invention, production can be controlled and optimized accordingly.
Die an verschiedenen Stellen der Produktionskette gewonnenen Meßwerte können mittels geeigneter Regelkreise direkt zur Steuerung der Produktzusammensetzung verwendet werden. Entsprechende Regelkreise und Steuerungseinrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und dem Fachmann geläufig. So kann aus den Meßwerten geschlossen werden, ob der Zusatz beispielsweise weiteren Parfüms, weiterer Geruchsstoffe, weiterer Zusatz- bzw. Hilfsstoffe, weiterer Rohstoffe und dergleichen erforderlich ist, und der Zusatz entsprechend reguliert werden.The measured values obtained at various points in the production chain can be used directly to control the product composition by means of suitable control loops. Corresponding control loops and control devices are known in the prior art and familiar to the person skilled in the art. It can thus be concluded from the measured values whether the addition of, for example, further perfumes, further odorous substances, further additives or auxiliaries, further raw materials and the like is required, and the addition is regulated accordingly.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann so z.B. zur Kostensenkung durch den exakt gesteuerten Einsatz qualitativ schlechterer Rohstoffe in Mischung mit höheren Rohstoffqualitäten eingesetzt werden. Beispielsweise wird in einem Produkt ein Rohstoff mit zwei unter- schiedlichen geruchlichen Qualitäten eingesetzt. Der preislich günstigere Rohstoff besitzt einen unerwünschten Nebengeruch und kann daher nicht ausschließlich zur Produktion eingesetzt werden. Das Verhältnis dieser beiden Rohstoffe kann mit der Kontrolle anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Klassifizierung nach Geruchsmerkmalen durch das chemische Sensorsystem so gesteuert werden, daß eine ausreichende gerachliche Qualität eingehalten, d.h. ein Schwellenwert für den unerwünschten Nebengeruch nicht überschritten wird.The method according to the invention can thus be used, for example, to reduce costs through the precisely controlled use of poorer quality raw materials in a mixture with higher raw material qualities. For example, in a product a raw material with two different different olfactory qualities. The cheaper raw material has an undesirable odor and can therefore not be used exclusively for production. The ratio of these two raw materials can be controlled with the control using the method according to the invention for classification according to odor characteristics by the chemical sensor system in such a way that a sufficient noisy quality is maintained, ie a threshold value for the undesirable secondary odor is not exceeded.
Ferner können unerwünschte Nebengerüche in einem Rohstoff oder auf dem fertigen Produkt mit exakt dosierten Mengen an Parfüm während des Produktionsprozesses überdeckt werden, so daß sich ein akzeptabler Gesamtgeruchseindruck des Endproduktes ergibt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht hierbei eine genaue Bestimmung dessen, wie weit der detektierte Geruch von dem akzeptablen Geruch entfernt liegt. Hierzu muß lediglich der Standort des Meßpunktes relativ zu dem entsprechenden Referenz- geruchsmerkmalscluster festgestellt werden, wonach durch sukzessive Parfümzugabe der Meßwert so weit in Richtung des Geruchsmerkmalsclusters verschoben wird, bis er innerhalb des Merkmalsclusters liegt, also akzeptable Geruchseigenschaften aufweist. Hat man beispielsweise für ein Produlct Gerachsmerlcmalscluster über Messungen mit dem Sensorsystem und der humansensorischen Zuordnung definiert, lassen sich aus den Ergebnissen auch direlct Regelgrößen für die Produktion ableiten. Durch Kalibrationsmessungen kann ermittelt werden, wieviel Parfüm zu einem Rohprodukt zugegeben werden muß, damit es einem Referenzprodukt aus dem Gerachsmerlcmalscluster entspricht. Hierbei wird beispielsweise die Verschiebung eines außerhalb eines Geruchsmerkmalsclusters liegenden Meßpunktes in den jeweils gewünschten Cluster durch iterative Zugabe kleiner Parfümmengen verfolgt, aufgezeichnet und mittels geeigneter mathematischer Auswertung extrapoliert.Furthermore, undesirable secondary odors in a raw material or on the finished product can be covered with precisely metered amounts of perfume during the production process, so that an acceptable overall odor impression of the end product results. The method according to the invention enables an exact determination of how far the detected smell is from the acceptable smell. For this purpose, only the location of the measuring point relative to the corresponding reference olfactory feature cluster has to be determined, according to which the measured value is gradually shifted in the direction of the olfactory feature cluster until it lies within the feature cluster, that is to say has acceptable odor properties, by successively adding perfume. For example, if you have defined a product cluster of geranium signal clusters via measurements with the sensor system and the human sensory assignment, direlct control variables for production can also be derived from the results. Calibration measurements can be used to determine how much perfume has to be added to a raw product so that it corresponds to a reference product from the geranium product cluster. Here, for example, the shift of a measuring point lying outside an olfactory feature cluster into the respective desired cluster is tracked by iteratively adding small amounts of perfume, recorded and extrapolated by means of a suitable mathematical evaluation.
Bereits aus der Bestimmung zweier Meßpunkte und deren Korrelation mit der zugesetzten Parfümmenge läßt sich die benötigte Parf irrmenge zur Verschiebung des Proben- Meßwertes in den Geruchsmerkmalscluster mit hinreichender Genauigkeit berechnen. Diese Kalibration kann fortan dafür verwendet werden, um auf mathematischem Wege die erforderliche zuzusetzende Parfümmenge zu bestimmen. In die Berechnung geht dabei nicht die Menge des Parfüms sondern der objektive Gerachseindruck des Fertigproduktes ein. Die Produktion kann mit dieser Methode über die gewonnenen geruchsspezifischen Regelgrößen direlct gesteuert werden.Already from the determination of two measuring points and their correlation with the added amount of perfume, the required amount of perfume for shifting the sample measured value into the olfactory feature cluster can be calculated with sufficient accuracy. From now on, this calibration can be used to mathematically determine the required amount of perfume to be added. The calculation does not include the amount of perfume but the objective impression of the finished product. Production can be controlled directly with this method using the odor-specific control variables obtained.
Analog besteht die Möglichkeit, Produkte minderer Qualität, die außerhalb des definierten Geruchsmerkmalsclusters liegen, gezielt mit Produkten höherer Qualität zu mischen und so die geforderten Spezifikationen zu erreichen. Mit der Hilfe von Kalibrationsmessungen und/oder geeigneter mathematischer Auswertung der gewonnenen Meßdaten lassen sich aus dem Abstand des jeweiligen Meßpunktes zum geforderten Gerachsmerlcmalscluster direkt die erforderlichen Mengen des zuzusetzenden höherwertigen Produktes berechnen und die Produktion entsprechend nach Geruchskriterien zielgerichtet steuern.Similarly, there is the possibility of mixing products of inferior quality that lie outside the defined olfactory feature cluster with products of higher quality in order to achieve the required specifications. With the help of calibration measurements and / or a suitable mathematical evaluation of the measurement data obtained, the required quantities of the higher-quality product to be added can be calculated directly from the distance of the respective measurement point to the required cluster of geranium characteristics and the production can be controlled according to odor criteria.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher ein Verfahren zur Produktionssteuerung nach geruchlichen Kriterien bereitgestellt, bei dem mittels geeigneter Kalibrationsmessungen und/oder geeigneter mathematischer Auswertungen Regelgrößen zur Steuerung der zuzusetzenden Menge eines Stoffes ermittelt werden, die die Verschiebung des Meßwertes eines Stoffes oder Stoffgemisches in einen Geruchsmerkmalscluster bewirken.In a particularly preferred embodiment of the invention, therefore, a method for production control according to olfactory criteria is provided, in which, by means of suitable calibration measurements and / or suitable mathematical evaluations, control variables for controlling the amount of a substance to be added are determined, which shift the measured value of a substance or mixture of substances create a cluster of olfactory characteristics.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführaiigsform der Erfindung wird zudem ein Verfahren zur Produktionssteuerung nach geruchlichen Kriterien bereitgestellt, bei dem auf der Basis von einem oder mehreren Meßwerten, die durch Zugabe bekannter Mengen eines anderen Stoffes oder Stoffgemisches zum vermessenen Stoff oder Stoffgemisch erhalten werden, die jeweils zuzusetzende Menge des anderen Stoffes oder Stoff gemisches ermittelt wird, die die Verschiebung des Meßwertes des vermessenen Stoffes oder Stoffgemisches in einen oder in die Richtung eines gewünschten Geruchsmerkmalsclusters bewirt t.In a further preferred embodiment of the invention, a method for production control according to olfactory criteria is also provided, in which, based on one or more measured values, which are obtained by adding known amounts of another substance or mixture of substances to the substance or mixture of substances being measured, the respectively to be added Amount of the other substance or substance mixture is determined, which hosts the shift in the measured value of the measured substance or substance mixture in or in the direction of a desired olfactory characteristic cluster.
Der andere Stoff bzw. das Stoffgemisch bezeichnet hierbei einen von der vermessenen Probe geruchlich verschiedenen Stoff/Stoffgemisch. Dies kann beispielsweise ein Ge- rachsstoff, ein Parfüm, ein Zwischen- oder Nebenprodukt oder ein Rohstoff mit anderen Geruchseigenschaften sein.The other substance or mixture of substances here designates a substance / substance mixture which differs in smell from the measured sample. For example, a raw material, a perfume, an intermediate or by-product or a raw material with other odor properties.
Das erfϊndungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die gezielte Veränderung der Geruchseigenschaften einer beliebigen Stoff/Stoffgemisch-Probe in Richtung eines gewünschten Geruchs durch automatisierbare Produktionssteuerung nach Geruchslcriterien.The method according to the invention thus enables the targeted change in the odor properties of any substance / substance mixture sample in the direction of a desired odor through automated production control according to odor criteria.
Auf diese Weise lassen sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die verwendeten Parfümmengen zur Überdeckung unerwünschter Nebengerüche optimieren. Dies ist insbesondere in Anbetracht der erheblichen Kosten entsprechender Parfümöle ein wesentlicher Vorteil der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Produktionssteuerung und Produktionsoptimierung. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen genau dosierten Parfümöleinsatz unter Vermeidung teuerer Überparfümierung. In einer bevorzugten Ausführungsform der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Produktionssteuerung und Optimierung werden zunächst alle einzelnen Rohstoffe und Zwischenprodukte des Produktionsprozesses bezüglich ihres Geruchs mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem untersucht. Hierzu werden die Komponenten identifiziert, die zu unerwünschten Nebengerüchen im fertigen Produkt führen können.In this way, the amounts of perfume used to cover undesirable secondary odors can be optimized by means of the method according to the invention. Particularly in view of the considerable cost of corresponding perfume oils, this is an essential advantage of using the method according to the invention in production control and production optimization. The method according to the invention enables a precisely metered use of perfume oil while avoiding expensive perfuming. In a preferred embodiment of the use of the method according to the invention for production control and optimization, all individual raw materials and intermediate products of the production process are first examined with regard to their smell with the sensor system according to the invention. To this end, the components are identified that can lead to undesirable odors in the finished product.
Es werden Schwellwerte für jede dieser Komponenten definiert, die ein gerachlich einwandfreies Fertigprodukt gewährleisten. Hierbei können die Schwellwerte nicht unabhängig voneinander betrachtet werden, da es zu Wechselwirkungen zwischen einzelnen Komponenten kommen kann und sich die Schwellwerte ebenso wechselseitig beeinflussen. Anhand der definierten Schwellwerte und ihrer gegenseitigen Abhängigkeit in Stoffgemischen, die im Produktionszyklus auftreten, können an jedem Meßpunkt innerhalb der Produktionskette definierte Geruchsmerkmalscluster gebildet werden, die zur Optimierung der Produktion genutzt werden können.Threshold values are defined for each of these components, which ensure that the finished product is legally sound. In this case, the threshold values cannot be considered independently of one another, since there can be interactions between individual components and the threshold values also influence one another. On the basis of the defined threshold values and their interdependency in substance mixtures that occur in the production cycle, defined odor characteristic clusters can be formed at every measuring point within the production chain, which can be used to optimize production.
Hierzu müssen ständig die entsprechenden Rohstoffe, Zwischenprodukte und das Fertigprodukt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kontrolliert werden, mit den für jede Meßstelle typischen Geruchsmerkmalsclustern verglichen werden und auf Basis dieser Daten eine Anpassung der Produktion durchgeführt werden. Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung eines bestimmten Rohstoffes in zwei unterschiedlichen Qualitäten in einem Produkt. Der Rohstoff mit einer geruchlich niedrigeren Qualität und daher auch einem meist niedrigerem Preis wird mit einer zweiten Charge mit höherer Qualität fortlaufend so vermischt, daß das resultierende Zwischenprodukt in der erforderlichen gerachlichen Qualität hergestellt wird. Gerachliche Schwankungen bei den Rohstoffen werden durch das erfindungsgemäße Verfahren fortlaufend aufgezeichnet und das Verhältnis der Komponenten in der Mischung entsprechend angepaßt.For this purpose, the corresponding raw materials, intermediate products and the finished product must be continuously checked using the method according to the invention, compared with the olfactory feature clusters typical for each measuring point and an adjustment of the production carried out on the basis of this data. An example of this is the use of a certain raw material in two different qualities in one product. The raw material with a lower odor quality and therefore usually a lower price is continuously mixed with a second batch of higher quality in such a way that the resulting intermediate product is produced in the required noiseless quality. Noise fluctuations in the raw materials are continuously recorded by the method according to the invention and the ratio of the components in the mixture is adjusted accordingly.
Wo die Möglichkeit einer Einstellung der optimalen geruchlichen Qualität durch einfacher Mischung verschiedener Chargen nicht möglich ist, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich der Eigengerach der entsprechenden Komponenten bestimmt werden und daraus ermittelt werden, welche Menge an Parfüm oder anderer Zusatzstoffen erforderlich ist, um diesen Eigengeruch zu überdecken bzw. zu neutralisieren. Hierbei wird das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft zu einem optimalen Mengeneinsatz dieser ge- rachsneutralisierenden Zusatzstoffe verwendet.Where it is not possible to set the optimum olfactory quality by simply mixing different batches, the process according to the invention can only be used to determine the inherent smell of the corresponding components and to determine from this the amount of perfume or other additives required in order to obtain this characteristic smell cover or neutralize. Here, the method according to the invention is advantageously used for an optimal use of the amount of these neutralizing additives.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll im folgenden anhand einiger Beispiele zum besseren Verständnis erläutert werden. Die Beispiele stellen eine Auswahl der Möglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens dar und sind in keiner Weise beschränkend.The method according to the invention will be explained below with the aid of a few examples for better understanding. The examples represent a selection of the possibilities of the method according to the invention and are in no way limiting.
Beispiel 1example 1
Im Beispiel 1 wurde ein Waschmittel-Fertigprodukt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren untersucht. Es wurde ein Sensorsystem bestehend aus 12 Sensoren verwendet, wobei diese Sensoren 4 Metalloxid-Leitfähigkeitssensoren und 8 polymerbeschichtete Schwingquarzsensoren umfassen.In Example 1, a finished detergent product was examined using the method according to the invention. A sensor system consisting of 12 sensors was used, these sensors comprising 4 metal oxide conductivity sensors and 8 polymer-coated quartz sensors.
Es wurden geruchlich stark unterschiedliche verschiedene Chargen desselben Wasch- mittelfertigproduktes untersucht. Es wurden jeweils 4 ml des flüssigen Waschmittels in geschlossener Probengefäße mit einem Volumen von 20 ml abgefüllt und 30 Minuten bei 60°C kalibriert. Anschließend wurde mit einer Hohlnadel jeweils 3 ml aus dem Gasraum oberhalb der Flüssigproben entnommen, und in das chemische Sensorsystem eingespritzt. Das Sensorsystem lieferte für jede einzelne Messung einen Merkmalsvektor in Form eines 12-Tupels. Jede Probe wurde insgesamt 4 Mal vermessen. Die einzelnen Merkmalsvekto- ren wurden einer Koordinatentransformation mit Hauptkomponentenanalyse, wie in der WO99/12028 beschrieben, unterzogen.Different batches of the same finished detergent product with different smells were examined. 4 ml of the liquid detergent were filled into closed sample vessels with a volume of 20 ml and calibrated at 60 ° C. for 30 minutes. Then 3 ml was taken from the gas space above the liquid samples with a hollow needle and injected into the chemical sensor system. The sensor system provided a feature vector in the form of a 12-tuple for each individual measurement. Each sample was measured a total of 4 times. The individual feature vectors were subjected to a coordinate transformation with main component analysis, as described in WO99 / 12028.
Die humansensorisch vorab in akzeptable und nicht-akzeptable Proben eingeteilten Produkte wurden in einer zweidimensionalen Darstellung in einem Diagramm als einzelne Meßpunkte aufgezeichnet. Bei den Meßpunkten akzeptabler Proben wurde mittels einer Standardabweichung von ein σ in Richtung der maximalen Varianz der Proben und orthogonal hierzu ein elliptischer Akzeptanzbereich (= Geruchsmerkmalscluster) festgelegt. Die entsprechende Darstellung ist in Fig. 1 gezeigt.The products, which were previously divided into acceptable and unacceptable samples by human senses, were recorded in a two-dimensional representation in a diagram as individual measuring points. At the measuring points of acceptable samples, a standard deviation of a σ in the direction of the maximum variance of the samples and orthogonally to this an elliptical acceptance range (= olfactory feature cluster) was determined. The corresponding representation is shown in Fig. 1.
Die alczeptablen Proben innerhalb des Geruchsmerkmalsclusters (1) unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Lage im Koordinatensystem deutlich von den Proben mit nicht alczeptablen Gerüchen.The position of the acceptable samples within the olfactory feature cluster (1) differs significantly from that of the samples with unacceptable odors.
Das Referenzdiagramm gemäß Fig. 1 ermöglicht somit eine eindeutige Zuordnung von Gerachseigenschaften unbekannter bzw. nicht humansensorisch untersuchter Produlctions- chargen des zugrundeliegenden Waschmittels durch einfache Bestimmung der relativen Lage eines Meßpunktes in oder zu dem als akzeptabel definierten Geruchsmerkmalscluster.The reference diagram according to FIG. 1 thus enables unambiguous assignment of geranium properties of unknown or non-human sensed production batches of the underlying detergent by simply determining the relative position of a measuring point in or to the odor characteristic cluster defined as acceptable.
Beispiel 2Example 2
Es wurden verschiedene Proben eines nicht-ionischen Tensides mit dem Sensorsystem aus Beispiel 1 untersucht. Die Auswertung der Meßwerte erfolgte ebenso wie in Beispiel 1. Die graphische Auftragung der erhaltenen Meßwerte in Fig. 2 zeigt eine deutliche Grap- penbildung einzelner Signale. Anhand der humansensorisch durchgeführten Klassifizierung konnte durch Bestimmung der Standardabweichung in Richtung der maximalen Varianz der Gruppe der nicht alczeptablen Tensidproben ein elliptischer Geruchsmerkmalscluster (2) definiert werden, welcher den Meßwertbereich angibt, der geruchlich nicht akzeptable Proben kennzeichnet. Various samples of a non-ionic surfactant were examined using the sensor system from Example 1. The measurement values were evaluated in the same way as in Example 1. The graphical plotting of the measurement values obtained in FIG. 2 shows a clear graph formation of individual signals. Based on the human sensory classification, by determining the standard deviation in the direction of the maximum variance of the group of non-acceptable surfactant samples, an elliptical olfactory feature cluster (2) could be defined, which indicates the range of measured values that characterize samples that are not odor-acceptable.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur automatisierten, qualitativen Klassifizierung von chemischen Stoffen und Stoffgeinischen nach Geruchsmerkmalen, umfassend folgende Schritte: a) Vermessung von humansensorisch vorbestimmten Referenzproben mittels eines Sensorsystems umfassend mindestens zwei Sensoren; b) Erzeugung wenigstens eines Meßwertes für die jeweilige(n) Referenzprobe(n); c) Bildung eines oder mehrerer Geruchsmerkmalscluster anhand der für die Referenzproben ermittelten Meßwerte; d) Vermessung einer Probe eines Stoffes oder Stoffgemisches mittels des genannten Sensorsystems, wobei wenigstens ein dem Stoff/Stoffgemisch zugeordneter Meßwert des Sensorsystems erhalten wird; e) Bestimmung der Geruchseigenschaften des Stoffes/Stoffgemisches durch die relative Lage des/der zugehörigen Meßwerte(s) in oder zu einem der in Schritt (c) definierten Cluster; wobei wenigstens Schritt a) und d) in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden können.1. A method for the automated, qualitative classification of chemical substances and mixtures of substances according to olfactory characteristics, comprising the following steps: a) measurement of reference samples predetermined by human sensors by means of a sensor system comprising at least two sensors; b) generating at least one measured value for the respective reference sample (s); c) formation of one or more olfactory feature clusters on the basis of the measured values determined for the reference samples; d) measuring a sample of a substance or mixture of substances by means of said sensor system, at least one measurement value of the sensor system assigned to the substance / substance mixture being obtained; e) determining the olfactory properties of the substance / mixture of substances by the relative position of the associated measurement value (s) in or to one of the clusters defined in step (c); wherein at least steps a) and d) can be carried out in any order.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bildung eines Geruchsmerkmalsclusters anhand der Meßwerte der Referenzproben so erfolgt, indem die Meßwerte mathematisch so verarbeitet werden, daß die Meßwerte geruchlich gleicher oder ähnlicher Proben im wesentlichen zusammenfallen, und die Werte geruchlich verschiedener Proben möglichst weit auseinanderfallen.2. The method according to claim 1, wherein the formation of an olfactory feature cluster takes place on the basis of the measured values of the reference samples in such a way that the measured values are processed mathematically in such a way that the measured values of odorically identical or similar samples essentially coincide and the values of different samples with different smells differ as much as possible.
3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem 2 bis 20, vorzugsweise 3 bis 15 und besonders bevorzugt 4 bis 10, insbesondere 12 elektronische Chemosensoren umfaßt.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensor system comprises 2 to 20, preferably 3 to 15 and particularly preferably 4 to 10, in particular 12 electronic chemical sensors.
4. Verfaliren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus MOSFET-Sensoren, MI- SiC-Sensoren, Metalloxid-Sensoren, Sensoren mit elektrisch leitfähigen Polymeren, Schwingquarzsensoren, insbesondere Polymerbeschichtete Schwingquarzsensoren, amperometrische elektrochemische Zellen, Leitfähigkeitssensoren, Kapazitätssensoren, insbesondere Interdigitalkondensatoren, Thermopiles, katalytische Sensoren (sog. Hot-wire-Sensoren), Halbleitersensoren, Wärmeleitfähigkeitssensoren, und/oder Ioni- sationsdetektoren, und dergleichen, wobei vorgenannte Sensoren in beliebiger Kombination anordbar sind.4. Verfaliren according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors are selected from the group consisting of MOSFET sensors, MI-SiC sensors, metal oxide sensors, sensors with electrically conductive polymers, quartz sensors, in particular polymer-coated quartz sensors, amperometric electrochemical cells, conductivity sensors, capacitance sensors, in particular interdigital capacitors, thermopiles, catalytic sensors (so-called hot-wire sensors), semiconductor sensors, thermal conductivity sensors, and / or ionization detectors, and the like, the aforementioned sensors being able to be arranged in any combination.
5. Verfahren zur Produktionssteuerung und/oder Überwachung chemischer Prozesse nach Gerachsmerkmalen, wobei der chemische Prozeß die Vermengung von mindestens zwei Rohstoffen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stelle innerhalb des Prozesses Proben des Stoffgemisches entnommen werden, die Proben mittels des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 vermessen werden, und die so gewonnenen Meßwerte mittels eines geeigneten Regelkreises zur Steuerung der eingesetzten Menge mindestens eines Rohstoffes, Zusatzstoffes oder Hilfsstoffes genutzt werden.5. A process for the production control and / or monitoring of chemical processes according to basic characteristics, the chemical process comprising the blending of at least two raw materials, characterized in that samples of the substance mixture are taken from at least one point in the process, the samples by the process according to Claims 1 to 4 are measured, and the measurement values obtained in this way are used by means of a suitable control loop to control the amount of at least one raw material, additive or auxiliary substance used.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte zur Steuerung der zuzusetzenden Parfümmenge genutzt werden.6. The method according to claim 5, characterized in that the measured values are used to control the amount of perfume to be added.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte zur Steuerung des Zusatzes eines Rohstoffes geringerer Qualität genutzt werden.7. The method according to claim 5, characterized in that the measured values are used to control the addition of a raw material of lower quality.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels geeigneter Kalibrationsmessungen und/oder geeigneter mathematischer Auswertungen Regelgrößen zur Steuerung der zuzusetzenden Menge eines anderen Stoffes ermittelt werden, die die Verschiebung des Meßwertes eines Stoffes oder Stoffgemisches in einen Gerachsmerlcmalscluster bewirken.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that by means of suitable calibration measurements and / or suitable mathematical evaluations, control variables for controlling the amount of another substance to be added are determined, which cause the shift in the measured value of a substance or mixture of substances into a cluster of geranium characteristics.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basis von einem oder mehreren Meßwerten, die durch Zugabe bekannter Mengen eines anderen Stoffes oder Stoffgemisches zum vermessenen Stoff oder Stoffgemisch erhalten werden, die jeweils zuzusetzende Menge des anderen Stoffes oder Stoffgemisches ermittelt wird, die die Verschiebung des Meßwertes des vermessenen Stoffes o- der Stoffgemisches in einen oder in die Richtung eines gewünschten Geruchsmerkmalsclusters bewirkt.9. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that on the basis of one or more measured values, which are obtained by adding known amounts of another substance or mixture of substances to the substance or mixture of substances being measured, the respective amount of the other substance to be added or Mixture of substances is determined, the shift in the measured value of the measured substance o the mixture of substances effects in or in the direction of a desired olfactory characteristic cluster.
10. Verwendung des Verfalirens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zur automatisierten Geruchsklassifizierang von Rohstoffen, Zwischen- und/oder Endprodukten in der chemischen Industrie.10. Use of the Verfalirens according to any one of claims 1 to 4, for automated odor classification of raw materials, intermediate and / or end products in the chemical industry.
11. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zur Detektion störender Nebengerüche in chemischen Stoffgemischen.11. Use of the method according to one of claims 1 to 4, for the detection of unpleasant odors in chemical mixtures.
12. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zur Rohstoffkontrolle, Produktionskontrolle und/oder Produktionssteuerung, und/oder zur Endproduktkon- trolle nach Geruchskriterien.12. Use of the method according to one of claims 1 to 4, for raw material control, production control and / or production control, and / or for end product control according to odor criteria.
13. Verwendung nach Ansprach 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bestimmung der gerachlichen Qualität eines Stoffes/Stoffgemisches dessen Meßwerte durch Zusatz von Geruchsstoffen und/oder des gleichen Stoffes/Stoffgemisches in anderer Qualität in einen gewünschten Gerachsmerlcmalscluster verschoben werden.13. Use according spoke 12, characterized in that after determining the legal quality of a substance / mixture of substances whose measured values are shifted into a desired cluster of Gerachsmerlcmalscluster by adding odorous substances and / or the same substance / substance mixture in a different quality.
14. Sensorsystem zur automatisierten, qualitativen Klassifizierung von chemischen Stoffen oder Stoffgemischen nach Geruchsmerkmalen, umfassend mindestens zwei, vorzugsweise 2 bis 20, bevorzugt 3 bis 15 und besonders bevorzugt 4 bis 10, insbesondere 12 elektronische Chemosensoren unterschiedlicher Selektivität.14. Sensor system for the automated, qualitative classification of chemical substances or substance mixtures according to odor characteristics, comprising at least two, preferably 2 to 20, preferably 3 to 15 and particularly preferably 4 to 10, in particular 12 electronic chemosensors of different selectivity.
15. Sensorsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Chemosensoren ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus MOSFET-Sensoren, MISiC-Sensoren, Metalloxid-Sensoren, Sensoren mit elektrisch leitfähigen Polymeren, Schwingquarzsensoren, amperometrische elektrochemische Zellen, Leitfähig- keitssensoren, Kapazitätssensoren, insbesondere Interdigitalkondensatoren, Thermo- piles, katalytische Sensoren (sog. Hot-wire-Sensoren), Halbleitersensoren, Wärmeleitfähigkeitssensoren, Ionisationsdetektoren, und dergleichen in beliebigen Kombinationen. 15. Sensor system according to claim 14, characterized in that the electronic chemical sensors are selected from the group consisting of MOSFET sensors, MISiC sensors, metal oxide sensors, sensors with electrically conductive polymers, quartz sensors, amperometric electrochemical cells, conductivity sensors, capacitance sensors , in particular interdigital capacitors, thermopiles, catalytic sensors (so-called hot-wire sensors), semiconductor sensors, thermal conductivity sensors, ionization detectors, and the like in any combination.
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