Praktikum APT 4 FEINKOST Prof. Dr. Ing. U. Goßling Dipl. Ing. B. Hunfeld Nur für den internen Gebrauch. Literaturverzeichnis liegt im Labor / Technikum.

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1 Praktikum APT 4 FEINKOST Prof. Dr. Ing. U. Goßling Dipl. Ing. B. Hunfeld Nur für den internen Gebrauch. Literaturverzeichnis liegt im Labor / Technikum aus.

2 Gliederung Zeitplan Zeitplan Grundlagen Grundlagen Ablauf im Praktikum Ablauf im Praktikum

3 50 % 72 % 28% 100 % 0% 65% 100% %0%0 50% 35% Höchste volumetrisch gefüllte Packung, verzerrte Tropfen. Die Rheologie der Emulsion ist bestimmt durch die Größe der Tröpfchen und den Wechselwirkungen zwischen den Tröpfchen. Die Rheologie der Emulsion ist bestimmt durch die Charakteristik der Wasserphase (Verdicker) Dichteste Packung Kein Kontakt zw. den Tröpfchen ÖL Wasse r Anordnung der Öltröpfchen in Abhängigkeit vom Verhältnis Wasser zu Öl

4 pastenartigflüssig % Mayonnaise Deutschland Sandwich Mayonnaise (UK) Coleslaw Mayonnaise Salad mayonnaise Miracle Whip Frittensauce Low Calorie Mayonnaises 77 70 65 60 67 50 38-40 35 30 20 10 Provencial light Mayonnaise (Russland) Salad-Dressing French Dressing Thousand Island Dressing Cocktail Dressing Ranch Dressing Blue Cheese Dressing 80 Provencial Mayonnaise (Russland) Mayonnaise (Spanien) Bernaise Sauce Mayonnaise (Frankreich) Tatar Sauce Remouladensauce Cocktailsauce Mayonnaise für Premium-Salate 82Mayonnaise Belgien Emulgierte Produkte und deren Einteilung aufgrund von Konsistenz und Öl Gehalt

5 Aggregatzustände und Phasen fest flüssig gasförmig Innere Phase

6 Definition Emulsion Eine Emulsion ist ein metastabiles, disperses System von zwei nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten Eine Emulsion ist ein metastabiles, disperses System von zwei nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten (kinetisch stabil) (kinetisch stabil)

7 O / W Emulsion Durch Dispergieren von Öl in Wasser erhält man die Öltröpfchen als innere, dispergierte Phase. Wasser bildet die äußere, kontinuierliche Phase. Durch Dispergieren von Öl in Wasser erhält man die Öltröpfchen als innere, dispergierte Phase. Wasser bildet die äußere, kontinuierliche Phase. z.B. Milch, Mayonnaise z.B. Milch, Mayonnaise Öl Tröpfchen Wasser Phase

8 W / O Emulsion Durch Dispergieren von Wasser in Öl erhält man die Wassertröpfchen als innere, dispergierte Phase. Öl bildet die äußere, kontinuierliche Phase. Durch Dispergieren von Wasser in Öl erhält man die Wassertröpfchen als innere, dispergierte Phase. Öl bildet die äußere, kontinuierliche Phase. z.B. Butter, Margarine z.B. Butter, Margarine Wasser Öl

9 Fett Molekül

10 Instabilität von Emulsionen In einer Emulsion befinden sich die dispergierten Tröpfchen (die innere Phase) aufgrund der Brownschen Molekularbewegung und des Dichteunterschiedes in ständiger Bewegung. In einer Emulsion befinden sich die dispergierten Tröpfchen (die innere Phase) aufgrund der Brownschen Molekularbewegung und des Dichteunterschiedes in ständiger Bewegung. Trotz Rührens kommt es schnell zum Absetzen der Phasen Trotz Rührens kommt es schnell zum Absetzen der Phasen Je mehr sich zwei Tröpfchen annähern, desto stärker werden die van der Waalschen Anziehungskräfte, die zum Zusammenfließen der Tröpfchen führen. Je mehr sich zwei Tröpfchen annähern, desto stärker werden die van der Waalschen Anziehungskräfte, die zum Zusammenfließen der Tröpfchen führen.

11 Stabilisierung von Emulsionen Die Reduzierung der Grenzflächenenergie ist der Schlüssel, um die Koagulation von dispersen Mischungen zu verhindern. Die Reduzierung der Grenzflächenenergie ist der Schlüssel, um die Koagulation von dispersen Mischungen zu verhindern. Substanzen, die die Grenzflächenenergie herabsetzen, werden Emulgatoren genannt. Substanzen, die die Grenzflächenenergie herabsetzen, werden Emulgatoren genannt.

12 Schematischer Aufbau von Emulgatoren Hydrophil area (= lipophob) Lipophil area (= hydrophob)

13 HLB - Wert HLB = hydrophile-liphophile-balance HLB = hydrophile-liphophile-balance beschreibt das Gleichgewicht zwischen den hydrophilen und lipophilen Gruppen eines Emulgators. Er steigt kontinuierlich mit der Zunahme der Kettenlänge an. beschreibt das Gleichgewicht zwischen den hydrophilen und lipophilen Gruppen eines Emulgators. Er steigt kontinuierlich mit der Zunahme der Kettenlänge an. Der HLB-Wert eines Emulgators kann damit aufzeigen, in welchem Emulsionstyp er Anwendung finden kann. Der HLB-Wert eines Emulgators kann damit aufzeigen, in welchem Emulsionstyp er Anwendung finden kann.

14 Einteilung nach HLB- Werten 0 5 10 1520 lipophilhydrophil Antischaummittel W/O Emulgatoren Netzmittel O/W Emulgatoren Lösungsvermittler

15 Wirkprinzip von Emulgatoren oil water oil W/OO/W Hydrophiler Kopf Lipophiler Schwanz water

16 Die Emulgatorregel Der Emulgator ist in der äußeren Phase gelöst. Diese Phase wird auf eine geeignete Temperatur erhitzt (= Temp. bei der der Emulgator die gewünschte Emulgiereigenschaft besitzt). Der Emulgator ist in der äußeren Phase gelöst. Diese Phase wird auf eine geeignete Temperatur erhitzt (= Temp. bei der der Emulgator die gewünschte Emulgiereigenschaft besitzt). Rule of Bancroft: Die Art von Emulsion wird durch die Löslichkeit des Emulgators in der äußeren Phase bestimmt. Rule of Bancroft: Die Art von Emulsion wird durch die Löslichkeit des Emulgators in der äußeren Phase bestimmt. Die innere Phase wird unter sehr starker Scherkraft emulgiert, um eine homogene, monodisperse Verteilung der Tröpfchen zu erhalten. Die innere Phase wird unter sehr starker Scherkraft emulgiert, um eine homogene, monodisperse Verteilung der Tröpfchen zu erhalten. Die typische Tröpfchengröße von Emulsionen liegt im Bereich 0,1 and 10 µm (< 100 nm Nanoemulsion). Die typische Tröpfchengröße von Emulsionen liegt im Bereich 0,1 and 10 µm (< 100 nm Nanoemulsion).

17 Tröpfchengrößen unterm Mikroskop

18 Der Emulgierprozeß Nur unter Einsatz erheblicher Energiemengen ist es möglich eine monodisperse Verteilung der inneren Phase zu erreichen. Die dazu notwendige Energie wird durch schnellaufende Zahnkranz - Dispergiergeräte bereitgestellt. Nur unter Einsatz erheblicher Energiemengen ist es möglich eine monodisperse Verteilung der inneren Phase zu erreichen. Die dazu notwendige Energie wird durch schnellaufende Zahnkranz - Dispergiergeräte bereitgestellt. Die eingesetzte Energie wird benötigt um die Grenzflächenspannungen zu überwinden, damit die Tröpfchen immer weiter zerkleinert werden können.

19 Der Emulgierprozeß- schematisch

20 Wichtige Stabilitätsfaktoren einer Emulsion Dichteunterschied zwischen innerer und äußerer Phase Dichteunterschied zwischen innerer und äußerer Phase HLB – Wert HLB – Wert Volumenanteil der inneren Phase Volumenanteil der inneren Phase PIT PIT Viskosität der äußeren Phase Viskosität der äußeren Phase Tröpfchengröße Tröpfchengröße

21 bowl double jacket cooling / heating vacuum- system C IP-WIP scraper/agitator dual system colloid head or toothed rotor/stator component feeding recirculation vortex-breaker product outlet Der Aufbau der Vakuumprozeßanlage MZM / VK 7

22 Die Laboranlage MZM / VK 7 Rührwerk Schauglas

23 Die Laboranlage MZM / VK 7 Homogenisator Ein/Aus Hauptschalter Ein / Aus Vakuumpumpe Ein/ Aus Abstreifer Ein / Aus Trockenstoff Trichter Trichter für Flüssigkeiten

24 Ablauf im Praktikum – Mayonnaise 50%

25 Einzug der 1/3 Ölmenge & der sauren Bestandteile 11 Wenn Produkt i.O. Vakuum AUS/ Belüften 12 Vakuum 0 mbar 14 Abstreifer AUS Homogenisator AUS 15 Homogenisieren Vakkuum 700 mbar 8 Homogenisieren Vakkuum 700 mbar 8 Homogenisieren Vakkuum 0 mbar 8 Austrag der Mayonaise in Eimer 12 Ablauf im Praktikum – Mayonnaise 50%

26 Ablauf im Praktikum – Fleischsalat