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Abschlussbericht AiF-FV 13733N
mel 4.3). Mit steigender Oberflächenspannung steigt auch das Volumen des gebildeten
Tropfens, da mehr Flüssigkeit festgehalten werden kann. Die Oberflächenspannung sinkt mit
steigendem Tropfenalter, wodurch das kritische Tropfenvolumen vermindert wird.
V g
2 r f ⋅ ⋅
⋅ Δρ
⋅
σ
=
π
cap ⋅
[mN/m]
4.3.2 Ergebnisse und Diskussion
4.3.2.1 Produktspezifische Einflussfaktoren auf das Schaumergebnis
(Formel 4.3)
Die Schaumbildung und Stabilität wir in entscheidendem Maße von den Eigenschaften der
kontinuierlichen Phase und der chemisch-physikalischen Struktur der grenzflächenaktiven
Substanzen bestimmt. Für den Zusammenhang zwischen der Proteinstruktur und der Funktionalität
spielen die Konzentration der Proteine und die Milieubedingungen eine entscheidende
Rolle, da sie Funktionalität der grenzflächenaktiven Substanz modifizieren und die
Interaktionen innerhalb der kontinuierlichen Phase beeinflussen,.
Im Folgenden werden die Ergebnisse der wesentlichen produktspezifischen Einflussgrößen
auf das Schaumergebnis beim Aufschäumen von CMP im Vergleich zu WPI beschrieben.
Konzentration der grenzflächenaktiven Substanz
Je mehr grenzflächenaktives Material vorhanden ist, desto schneller erfolgt die Grenzflächenbesetzung
bei gleichgroßer Grenzfläche. Dies ist darauf zurückzuführen, dass alle diffusiven
Stofftransportvorgänge mit steigender Konzentration schneller ablaufen und die Grenzflächenbelegung
zu Beginn des Grenzflächenbesetzungsprozesses direkt proportional zur
Konzentration des grenzflächenaktiven Stoffes ist (Richert, 1979).
Die Untersuchungen zum Einfluss der Konzentration auf die Schaumeigenschaften ergaben,
dass CMP im untersuchten Konzentrationsbereich (2,5-10 %) einen deutlich höheren Overrun
im Vergleich zu WPI ergibt (Bild 4-4). Für WPI ergab sich eine Zunahme des Overrun bis
zu einer Konzentration von 8 %. Dieses Ergebnis deckt sich mit den Ergebnissen von Bals
(2002), Britten & Lavoie (1992) sowie Richert (1979), die feststellten, dass der Overrun beim
Aufschlagen einer Molkenproteinlösung mit zunehmender Proteinkonzentration bis zu einem
Maximum in einem Bereich von 10 % Protein zunimmt. Bei niedriger Molkenproteinkonzentration
ist offenbar noch nicht die ausreichende Proteinmenge gegeben, um die gebildeten
Blasen zu stabilisieren, so dass Koaleszenz auftritt. Im Falle von WPI ist ab einer Proteinkonzentration
von 10 % eine ausreichende Stabilisierung gewährleistet. Dies lässt sich zudem
durch die globuläre Struktur der Molkenproteine begründen, die sich nach der Adsorpti-
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