Karamell ist eine beigefarbene, feste oder cremige Masse, die im Wesentlichen aus geschmolzenem Zucker besteht. Bei etwa 135 Grad Celsius beginnt Kristallzucker zu schmelzen, wobei erst bei Temperaturen um 150 Grad Celsius das eigentliche Karamellisieren einsetzt, bei dem sich Farbe und Geschmack verändern. Für den starken Bruch, sind Temperaturen von 180 bis 200 Grad Celsius notwendig. Je nach Temperatur verfärbt sich der Karamell dabei goldgelb bis tiefbraun (siehe Fig.~1) und entwickelt ein typisches, mehr oder weniger herbes Röstaroma. Allerdings ist nicht nur die Temperatur sondern auch die Schmelzdauer von Bedeutung. Beginnt der Zucker zu schmelzen, dauert es nur wenige Sekunden, bis der Karamell eine dunkle Farbe annimmt - die Herstellung verlangt entsprechend ständige Aufmerksamkeit. Damit die Masse anschliessend nicht erstarrt, wird sie, wenn der gewünschte Bräunungsgrad erreicht ist, mit Rahm abgelöscht.
Während des Karamellisierens findet eine Reihe chemischer Prozesse statt. Kohlenhydrate verbinden sich zu verschiedenen Polymeren, von denen einige für die braune Färbung und den bitteren Geschmack verantwortlich sind. Karamell schmeckt umso herber, je dunkler er gebrannt ist. Dabei spielen bereits kleine Nuancen (siehe Fig.~2) eine grosse Rolle.
Der Moment bei dem der Karamell abgelöscht wird ist entscheidend. Verpasst man diesen so ist das Produkt nicht mehr verwertbar und die verwendete Menge an Zucker ist verloren. Bei der Firma Felchlin ist zur Abpassung des richtigen Moments ein Mitarbeiter verantwortlich, der mit geschultem Auge den ungefähr zehn Minuten andauernden Prozess überwacht.
Fig.~2: Nuancen in der Farbgebung
Die Vermutung ist, dass nicht etwa der absolute Farbwert des Karamells massgeblich ist für die Bestimmung des optimalen Ablöschzeitpunktes, sondern ein Moment innerhalb der zeitlichen Farbentwicklung. Wahrscheinlich, und das gilt es in diesem Projekt herauszufinden, sind dies Geschwindigkeit und Beschleunigung des Schmelzprozesses, was über die Farbentwicklung gemessen werden kann.
Der Schmelzprozess wird gefilmt und der mittlere Farbwert in Abhängigkeit der Zeit aus dem Videomaterial ermittelt. Im YUV-Farbraum nehmen die Farbwerte eine charakteristische Form (siehe Fig.~3) an. Nachdem die so ermittelte Kurve geeignet entrauscht wurde können weitere Eigenschaften des Karamellisierens ermittelt und untersucht werden.
Fig.~3: Farbentwicklung von Karamell im YUV–Farbraum
Ziel des Projektes ist die Konstruktion eines Heizkessels mit eingebauter Kamera, an die ein Computer angeschlossen ist. Eine eigens für diesen Zweck implementierte Software soll zum richtigen Zeitpunkt einen Signalton abgeben, womit der entsprechende Mitarbeiter, zusätzlich zu seinem geschulten Auge, Unterstützung erhält.
