Zentrum für Lebensmittelphysik
Die Wettbewerbsfähigkeit der Lebensmittelindustrie ist davon abhängig, in welcher Weise es gelingt, Produkte anzubieten, die den Bedürfnissen der Konsumenten entsprechen. Hier ist neben der effektiven Herstellung traditioneller Produkte die Entwicklung neuer Produkte der Schlüssel zum Erfolg. In beiden Fällen kommt es darauf an, die Strukturen der Rohstoffe so zu wandeln, dass die gewünschten Eigenschaften der produzierten Erzeugnisse resultieren.
Auf der Grundlage intensiver Forschung ist es die Aufgabe des Zentrums für Lebensmittelphysik, diese Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion aufzudecken und die Kenntnisse von Strukturbildungsmechanismen in verfahrenstechnischen Prozesse abzubilden. Die Umsetzung in den technischen und industriellen Maßstab erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den übrigen Bereichen des DIL e.V. Auf diese Weise können auch komplexe F & E Aufgaben im Auftrag von Kunden effektiv und auf hohem Niveau bearbeitet werden.
Dr.-Ing. habil. Ute Bindrich
Leiterin Geschäftsbereich Zentrum für Lebensmittelphysik
Strukturanalyse
Das ZLP ist in der Lage, durch geeignete Untersuchungsmethoden und die moderne Ausrüstung Strukturen bis in den nm-Bereich qualitativ und teilweise auch quantitativ zu charakterisieren. Eine besondere Bedeutung kommt der Charakterisierung von Grenzflächen-netzwerken zu, da diese insbesondere für rheologische Eigenschaften und Textur häufig eigenschaftsbestimmend sind. Hier wird die Darstellung der Strukturen mit Methoden der Bildverarbeitung und der statistischen Auswertung kombiniert.
Thermische Analyse
Die thermische Analyse wird zur Beschreibung von Prozessen angewendet, die durch Wärmeaufnahme oder Wärmefreisetzung gekennzeichnet sind z. B.:
- Schmelz- & Erstarrungsvorgänge
- Kristallisation zu verschiedenen Kristallmodifikationen
- Lösungsvorgänge
Darüber hinaus kann auch die spezifische Wärmekapazität von Substanzen bestimmt werden. Mechanische Stabilität und Mundgefühl von Fett enthaltenden Stoff-systemen sind von den Schmelzeigenschaften der Fette abhängig. Diese werden aber nicht nur von der Fettart und dem Triglyceridspektrum, sondern auch von der Kristallstruktur beeinflusst, da die meisten Fette polymorph kristallisieren.
Rheologische Beschreibung von Stoffsystemen
Die Bestimmung rheologischer Eigenschaften wie Fließverhalten, Elastizität, Plastizität, Viskoelastizität, Fließgrenze, Bruchgrenze zur Charakterisierung von Stoffsystemen in Bezug auf Qualität und Verarbeitungseigenschaften (Auslegung von Pumpen, Rohrleitungen, Verarbeitungstemperaturen usw.) hat für die Charakterisierung von Stoffeigenschaften eine große Bedeutung. Jedoch kommt es darauf an, die Bedingungen der Messung an die konkrete Fragestellung anzupassen. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Temperatur, bei der rheologische Parameter gemessen werden. Hier reichen die Möglichkeiten des ZLP von -15°C zur Charakterisierung von Speiseeis bis zu 150°C zur Bestimmung der Fließeigenschaften von Schmelzen.
Tensiometrie
Jedes System strebt nach minimaler Entropie (2. HS der Thermodynamik). Werden Substanzen mit unterschiedlicher Polarität vermischt, baut sich im Kontaktbereich eine Grenzflächen-spannung auf. Diese führt zur vollständigen Phasentrennung, falls nicht amphiphile Sub-stanzen (Emulgatoren) eingesetzt werden, die diese in ausreichendem Maße reduzieren.
Das ZLP kann diese Zusammenhänge im Gleichgewichtszustand (statisch) und bei unterschiedlichem Grenzflächenalter (dynamisch) qualitativ und quantitativ im Temperaturbereich von 5°C bis 75°C darstellen. Jedoch sind nicht nur fluide Systeme Gegenstand von Untersuchungen, auch die Charakterisierung der Oberflächen-energie von Pulvern als Summe von polaren und dispersiven Anteilen liefert wertvolle Erkenntnisse über das Benetzungsverhalten der Pulver in hydrophilen und hydrophoben Umgebungen.
Partikelmesstechnik
Disperse Systeme enthalten Partikel, die ihre Eigenschaften beeinflussen. Wichtig hierbei sind sowohl die Größen(-verteilungen) als auch Ladung, Polarität, Dichte, Porosität und Oberflächentopographie.
Zur Bestimmung von Partikelgrößenverteilungen disperser Systeme und Pulver werden in Abhängigkeit von der Partikelform entweder Laserbeugungsspektrometer (annähernd sphärische Partikel Größenbereich 20 nm - 2000 ?m) oder Mikroskopie und anschließende Bildanalyse eingesetzt. Selbstverständlich ist auch die klassische Siebanalyse Bestandteil des Angebots.
Zur Bestimmung der Nettoladung von Partikeln wird ein Ladungsmessgerät eingesetzt. Die Bestimmung von Polarität und Potentialdifferenzen ist mittels AFM möglich. Für die Gewinnung von topographischen Informationen ist vor allem REM geeignet. Die Partikeldichte wird pyknometrisch und die Porosität mittels BET-Waage bestimmt. Liegen gleichzeitig Partikel mit unterschiedlichem Aggregatzustand als disperse Phase vor, werden die Partikel vor der Messung getrennt und die jeweiligen Phasen mit unterschiedlichen Methoden beurteilt.
Definieren Sie Ihr Problem, wir erarbeiten ein optimales Messkonzept! In den meisten Fällen entstehen Probleme durch eine Kombination unterschiedlichster Ursachen. Erst durch die Kombination geeigneter Untersuchungsmethoden kann dabei Licht ins Dunkel gebracht werden.
Für die Erfüllung der oben aufgeführten Aufgaben stehen hochqualifizierte und erfahrene Mitarbeiter zur Verfügung, die die zu bearbeitenden Probleme schnell und zuverlässig lösen und durch die Entwicklung neuer Methoden den Leistungsumfang des Bereiches ständig erweitern.
Links
www.asylumresearch.comwww.atomicforce.de
Einen Auszug aus dem für Kunden zur Verfügung stehenden Leistungsspektrum des Zentrums für Lebensmittelphysik finden Sie hier.
Für weitere Information zu den Schwerpunktbereichen des Zentrums für Lebensmittelphysik 
gelangen Sie hier zur Broschüre.
