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Einfluß der Oberflächenspannung auf das Schäumen von Getränken

Einfluß der Oberflächenspannung auf das Schäumen von Getränken
Über dieses Buch
  • Art: Seminararbeit
  • Autor: Sebastian Loitsch
  • Abgabedatum: November 1999
  • Umfang: 146 Seiten
  • Dateigröße: 615,5 KB
  • Note: 1,3
  • Institution / Hochschule: Technische Universität Berlin Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-4518-8
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-4518-8 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-4518-8 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Loitsch, Sebastian November 1999: Einfluß der Oberflächenspannung auf das Schäumen von Getränken, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: alkoholfrei, Getränke, Gushing, Halbwertszeit, Mousseux

Seminararbeit von Sebastian Loitsch

Einleitung:

In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie spielen Schäume bei der Herstellung der Erzeugnisse eine entscheidende Rolle. In der Getränkeindustrie sind es vor allem die Hersteller von Bier und Schaumweinen, die ein Interesse an der Voraussage der Eigenschaften des Schaumes haben. Seit Jahrzehnten wird versucht, die schaumpositiven bzw. schaumnegativen Inhaltsstoffe zu analysieren und zu beeinflussen. Aber auch technologische Faktoren sind für ein gutes Schaumverhalten eines Getränkes zu berücksichtigen.

Bei der Herstellung von alkoholischen bzw. alkoholfreien Getränken führt eine unerwünschte Schaumentwicklung im Herstellungsprozeß zu Umsatzverlusten. Trotz intensiver Forschung kann die unerwünschte Schaumentwicklung oft nicht vorausgesehen (Gushing) bzw. unterdrückt werden. Im alkoholfreien Getränkebereich sind die Angaben in der Literatur diesbezüglich bis heute noch ungenügend.

Ausgehend von den Forschungsergebnissen in der Bier- und Sektherstellung zum Thema „Schaum“ soll im Rahmen dieser Arbeit eine Untersuchungsmethode vorgestellt werden, die es erlaubt, mit einfachen Mitteln das Schaumverhalten von alkoholfreien Getränken zu messen. Darüber hinaus wird versucht, die mittlere Oberflächenspannung als Indikator für das Schaumverhalten von alkoholfreien Getränken einzuführen.

Es wird zu prüfen sein, ob diese Untersuchungsmethode im Rahmen des Berufsschulunterrichts für Mälzer, Brauer bzw. Restaurantfachfrauen- und -männer Anwendung finden kann.

Inhaltsverzeichnis:

I. Inhaltsverzeichnis
II. Definitionen
III. Symbole und Formelzeichen
1. Einleitung und Problemstellung 6
2. Theoretische Untersuchungen zum Schaumphänomen 7
2.1 Schäume in der Getränkeindustrie 7
2.1.1 Erwünschte Schäume in der Getränkeindustrie 7
2.1.2 Unerwünschte Schäume in der Getränkeindustrie 8
2.2 Allgemeine Erklärung des Schaumphänomens 9
2.2.1 Entstehung von Schäumen 10
2.2.2 Schaumhaltbarkeit 11
2.2.3 Schaumstabilität 12
2.2.4 Schaumzerfall 12
2.3 Untersuchung spezieller Schaumphänomene 14
2.3.1 Der Bierschaum 15
2.3.2 Mousseux 16
2.3.3 Gushing 17
2.3.4 Schäume in alkoholfreien Getränken 20
2.3.5 Feste Schäume 21
2.4 Methoden zur Messung der Schaumeigenschaften 21
2.4.1 Ross & Clark-Methode 22
2.4.2 NIBEM-Methode 23
2.4.3 Einschenkmethode nach Ullmann und Pfenninger 23
2.4.4 Neue Methode zur Messung der Schaumhaltbarkeit von Bier 24
2.5 Methoden zur Messung der Oberflächenspannung 24
2.5.1 Methode des maximalen Blasendruckes 25
2.5.2 Steighöhenmethode 26
2.5.3 Tropfengewichtsmethode 26
2.5.4 Abreißmethode 27
2.6 Schaumbeeinflussende Substanzen 28
2.6.1 Kohlendioxid 29
2.6.2 Schaumpositive Inhaltsstoffe 33
2.6.3 SchaumnegativeInhaltsstoffe 36
2.6.4 Schaummittel 38
2.7 Technologische Einflußfaktoren auf die verschiedenen Schaumformationen 39
2.7.1 Bierschaum 39
2.7.2 Mousseux 44
2.7.3 Gushing 45
2.7.4 Schäume in alkoholfreien Getränken 49
2.8 Schlußfolgerungen aus der Theorie 50
3. Praktische Untersuchungen zum Einfluß der Oberflächenspannung auf das Schäumen von Getränken 51
3.1 Aufgabenstellung 51
3.2 Material und Methoden 52
3.2.1 Geräte und Chemikalien für die Schaummessungen 52
3.2.2 Geräte und Chemikalien für die Messung der Oberflächenspannung 54
3.2.3 Methode zur Durchführung der Schaummessungen 54
3.2.3.1 Versuchseinrichtung 54
3.2.3.2 Versuchsdurchführung 57
3.2.3.3 Vorversuche 58
3.2.3.4 Hauptversuche 59
3.2.4 Methode zur Durchführung der Oberflächenspannungsmessung 63
3.2.4.1 Versuchseinrichtung 63
3.2.4.2 Versuchsdurchführung 64
3.2.4.3 Vorversuche 65
3.2.4.4 Hauptversuche 67
3.3 Versuchsergebnisse 67
3.3.1 Versuchsergebnisse der Schaummessungen 67
3.3.1.1 Phänomenologische Ergebnisse 67
3.3.1.2 Meßergebnisse der einzelnen Schaummessungen 70
3.3.1.3 Fehleranalyse 91
3.3.2 Versuchsergebnisse der Oberflächenspannungsmessung 93
3.3.2.1 Meßergebnisse der Oberflächenspannungsmessung 93
3.3.2.2 Fehleranalyse 96
3.4 Diskussion der Versuchsergebnisse 98
4. Schlußfolgerungen 104
4.1 Verwendete Versuchsanlage und -methode zur Messung des Schaumes 104
4.2 Verwendete Versuchsanlage und -methode zur Messung der Oberflächenspannung 105
4.3 Ansatzpunkte für weiterführende Untersuchungen 106
4.4 Anwendungsgebiet Berufsschule 107
4.5 Umsetzung der Versuchsergebnisse in der Praxis 108
5. Zusammenfassung 110
6. Literaturverzeichnis 113
7. Anhang 116
7.1 Meßergebnisse der einzelnen Schaumversuche (Tabellen 9 bis 76) 116
7.2 Meßergebnisse der Oberflächenspannungsmessung (Tabellen 77 und 78) 139
7.3 Meßergebnisse der Halbwertszeit (Tabellen 79 und 80) 140

Automatisiert erstellter Textauszug:

Für den Abfüllprozeß sollten möglichst kurze Wege gewählt werden, um die Fließgeschwindigkeit gering zu halten. Das Gefälle beträgt in dieser Phase des Herstellungsprozesses 1 bis 1,5 %. Das verwendete Rohrmaterial hat eine glatte Innenfläche. So kann nicht nur den hygienischen Bestimmungen entsprochen, sondern auch die Entstehung bzw. Ansammlung von Gasblasen vermieden werden, die im Füller zu Komplikationen führen können. Für das Einfüllen des Erzeugnisses in die Flasche verwendet man möglichst ein langes Füllrohr, welches den Flüssigkeitsstrom an der Flascheninnenseite blasen- und wirbelfrei noch unten lenkt. Eine Flüssigkeit fließt um so ruhiger, je größer der Querschnitt und je geringer die Fließgeschwindigkeit ist. Die Fließgeschwindigkeit schwankt bei der Sektherstellung zwischen 0,5 m/s und 0,8 m/s. Unter diesen Voraussetzungen werden möglichst wenig Gasteilchen von der Glaswand der Flasche mitgerissen. Unter günstigen Voraussetzungen werden die Gase an der Flaschenoberfläche durch den einfließenden Schaumwein restlos verdrängt. Treten jedoch Verunreinigungen an der Glaswand auf, kann der Wein das Glas nicht vollständig benetzen. Unter den Verunreinigungen bzw. in feinen Rissen der Glaswand verbleiben Luftreste. Aus diesen Mikroblasen entsteht während der Entlastungsphase im Füller unerwünschter Schaum, so daß die Flasche nur teilweise gefüllt werden kann. Die im Herstellungsprozeß von Schaumweinen verwendeten Membran-Kerzen-Filter vor dem Füller halten vermutlich die Mikroblasen zurück und verhindern ein späteres Auftreten des Gushings [14]. [...]

In der Schaumweinherstellung wird bei der Entnahme der gefüllten Flaschen aus dem Füller der hohe Innendruck der Flasche erst auf normalen atmosphärischen Druck abgesenkt. Bei diesem Vorgang sinkt das Lösungsvermögen für CO2 in der Flüssigkeit erheblich. Beim Ablassen des Abfülldrucks des Schaumweins wird Kohlendioxid solange entweichen, bis der verbleibende CO2-Rest in der Flasche und das in der Luft enthaltene Kohlendioxid im Druckgleichgewicht stehen. Auch eine Einengung im Rohrsystem (Verjüngung) führt zu einer Absenkung des Gesamtdruckes und zu einem Anschwellen eventuell vorhandener Mikroblasen. In diese Mikroblasen kann CO2 eindringen und zu größeren Schaumblasen heranwachsen. Der entstandene Schaum behindert den Ablauf des Abfüllvorgangs erheblich. [...]

Schon bei der Anwesenheit kleinster Mengen von Reinigungsmitteln (z.B. Pril) kann sich die Grenzflächenspannung deutlich vermindern [19]. Zurückgebliebene Spülmittelreste im Sektglas verhindern grundsätzlich die Entfaltung des Mousseux. Die Gläser sollten nach dem Waschgang mit klarem Wasser nachgespült und an der Luft getrocknet werden. Durch die Benutzung von Geschirrtüchern können feine Fasern und Fettspuren an der Glaswand zurückbleiben, die sich ebenfalls negativ auf das Mousseux auswirken können. Ein langsamer Gasaustritt aus der Flüssigkeit gibt einen Hinweis auf ein gutes Mousseux und das Vorhandensein von einer erhöhten Konzentration schaumbildender Stoffe bzw. Substanzen, die eine Gasdiffusion verzögern. Auch die Form und die Beschaffenheit der Oberfläche des benutzten Sektglases spielen bei der Entfaltung des Mousseux eine wesentliche Rolle. Es werden in der Regel hohe Gläser, die am Grunde mit einer feinen Aufrauhung versehen sind (Moussierpunkt), benutzt. [...]

Arbeit zitieren:
Loitsch, Sebastian November 1999: Einfluß der Oberflächenspannung auf das Schäumen von Getränken, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
alkoholfrei, Getränke, Gushing, Halbwertszeit, Mousseux

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