In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie spielen Schäume bei der Herstellung der Erzeugnisse eine entscheidende Rolle. Schaumpositive und schaumnegative Inhaltsstoffe aber auch technologische Faktoren sind für das unerwünschte Schaumverhalten von Getränken verantwortlich. In dieser Arbeit wird eine Untersuchungsmethode vorgestellt, 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.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung und Problemstellung
2. Theoretische Untersuchungen zum Schaumphänomen
2.1. Schäume in der Getränkeindustrie
2.1.1. Erwünschte Schäume in der Getränkeindustrie
2.1.2. Unerwünschte Schäume in der Getränkeindustrie
2.2. Allgemeine Erklärung des Schaumphänomens
2.2.1. Entstehung von Schäumen
2.2.2. Schaumhaltbarkeit
2.2.3. Schaumstabilität
2.2.4. Schaumzerfall
2.3. Untersuchung spezieller Schaumphänomene
2.3.1. Der Bierschaum
2.3.2. Mousseux
2.3.3. Gushing
2.3.4. Schäume in alkoholfreien Getränken
2.3.5. Feste Schäume
2.4. Methoden zur Messung der Schaumeigenschaften
2.4.1. Ross & Clark-Methode
2.4.2. NIBEM-Methode
2.4.3. Einschenkmethode nach Ullmann und Pfenninger
2.4.4. Neue Methode zur Messung der Schaumhaltbarkeit von Bier
2.5. Methoden zur Messung der Oberflächenspannung
2.5.1. Methode des maximalen Blasendruckes
2.5.2. Steighöhenmethode
2.5.3. Tropfengewichtsmethode
2.5.4. Abreißmethode
2.6. Schaumbeeinflussende Substanzen
2.6.1. Kohlendioxid
2.6.2. Schaumpositive Inhaltsstoffe
2.6.3. Schaumnegative Inhaltsstoffe
2.6.4. Schaummittel
2.7. Technologische Einflußfaktoren auf die verschiedenen Schaumformationen
2.7.1. Bierschaum
2.7.2. Mousseux
2.7.3. Gushing
2.7.4. Schäume in alkoholfreien Getränken
2.8. Schlußfolgerungen aus der Theorie
3. Praktische Untersuchungen zum Einfluß der Oberflächenspannung auf das Schäumen von Getränken
3.1. Aufgabenstellung
3.2. Material und Methoden
3.2.1. Geräte und Chemikalien für die Schaummessungen
3.2.2. Geräte und Chemikalien für die Messung der Oberflächenspannung
3.2.3. Methode zur Durchführung der Schaummessungen
3.2.3.1. Versuchseinrichtung
3.2.3.2. Versuchsdurchführung
3.2.3.3. Vorversuche
3.2.3.4. Hauptversuche
3.2.4. Methode zur Durchführung der Oberflächenspannungsmessung
3.2.4.1. Versuchseinrichtung
3.2.4.2. Versuchsdurchführung
3.2.4.3. Vorversuche
3.2.4.4. Hauptversuche
3.3. Versuchsergebnisse
3.3.1. Versuchsergebnisse der Schaummessungen
3.3.1.1 Phänomenologische Ergebnisse
3.3.1.2. Meßergebnisse der einzelnen Schaummessungen
3.3.1.3. Fehleranalyse
3.3.2. Versuchsergebnisse der Oberflächenspannungsmessung
3.3.2.1. Meßergebnisse der Oberflächenspannungsmessung
3.3.2.2. Fehleranalyse
3.4. Diskussion der Versuchsergebnisse
4. Schlußfolgerungen
4.1. Verwendete Versuchsanlage und -methode zur Messung des Schaumes
4.2. Verwendete Versuchsanlage und -methode zur Messung der Oberflächenspannung
4.3. Ansatzpunkte für weiterführende Untersuchungen
4.4. Anwendungsgebiet Berufsschule
4.5. Umsetzung der Versuchsergebnisse in der Praxis
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Die Arbeit untersucht das Schaumverhalten alkoholfreier Getränke und evaluiert, ob die mittlere Oberflächenspannung als geeigneter Indikator für die Vorhersage der Schaumeigenschaften in der Getränkeindustrie sowie im Berufsschulunterricht dienen kann.
- Theoretische Grundlagen des Schaumphänomens (Entstehung, Stabilität, Zerfall)
- Untersuchung spezieller Schaumformationen wie Bierschaum, Mousseux und Gushing
- Einfluss technologischer Faktoren und Inhaltsstoffe auf das Schaumverhalten
- Praktische experimentelle Untersuchungen zur Messung von Schaumvolumen und Halbwertszeit
- Analyse der Oberflächenspannung mittels Tensiometern zur Korrelation mit Schaumdaten
Auszug aus dem Buch
2.3.3. Gushing
Eine unerwünschte Gushingbildung tritt sowohl bei alkoholischen Getränken, wie Schaumwein oder Bieren, als auch bei imprägnierten alkoholfreien Getränken, wie CO2-haltigem Mineralwasser, in Erscheinung. Das Phänomen des Gushing unterscheidet sich nur auf den ersten Blick von den oben beschriebenen Schaumphänomenen. Viele Erklärungsversuche des Gushing können auch für Schäume in anderen Bereichen Verwendung finden. Sowohl bei der Herstellung von Getränken als auch beim Verbraucher selbst kann das Gushing beobachtet werden.
Beim Öffnen von Flaschen mit CO2-haltigen Getränken kommt es gelegentlich zu einem plötzlichen und anhaltenden Überschäumen der Flüssigkeit. Die CO2-Entbindung erfolgt gleichzeitig über den ganzen Flüssigkeitskörper. Diese heftige Reaktion bei kohlensäurehaltigen Getränken nennt man Gushing (engl.: gushing = überschäumend). Am bekanntesten ist diese Erscheinung bei schäumenden Weinen und bei Bier. Auch nach sachgemäßem Öffnen des Sektes/ Champagners kann die unerwünschte Schaumfahne über 100 cm hoch aus der Flasche herausschießen. Für Erklärungsversuche dieses Phänomens ist die Kenntnis der Gleichgewichtsverhältnisse in der geschlossenen Flasche bzw. der Einflußmöglichkeiten notwendig:
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung und Problemstellung: Diese Einleitung führt in die Relevanz des Schaumverhaltens in der Getränkeindustrie ein und formuliert die Ziele der Arbeit, insbesondere die Untersuchungsmethodik für alkoholfreie Getränke.
2. Theoretische Untersuchungen zum Schaumphänomen: Dieses Kapitel vermittelt die wissenschaftlichen Grundlagen über die Entstehung, Stabilität und Zerfallsprozesse von Schäumen und diskutiert einflussnehmende Faktoren.
3. Praktische Untersuchungen zum Einfluß der Oberflächenspannung auf das Schäumen von Getränken: Dieser Hauptteil beschreibt die experimentelle Versuchsanordnung, die verwendeten Materialien sowie die Ergebnisse der Schaum- und Oberflächenspannungsmessungen.
4. Schlußfolgerungen: Hier werden die Ergebnisse kritisch reflektiert, Verbesserungsmöglichkeiten für die Methodik aufgezeigt und der Nutzen für die Praxis sowie die Berufsschulbildung dargelegt.
5. Zusammenfassung: Diese Sektion bietet einen kompakten Überblick über die gesamte Arbeit, von den theoretischen Grundlagen bis hin zu den experimentellen Erkenntnissen.
Schlüsselwörter
Schaum, Oberflächenspannung, alkoholfreie Getränke, Gushing, Mousseux, Bierschaum, Schaumstabilität, Schaumhaltbarkeit, CO2-Löslichkeit, Tensiometer, Getränketechnologie, Schaumvolumen, Halbwertszeit.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht das Schaumverhalten von alkoholfreien Getränken im Hinblick auf wirtschaftliche Aspekte und Qualitätssicherung.
Welches sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die zentralen Themen sind das physikalische Verständnis von Schaumbildung, die Rolle der Oberflächenspannung und die praktische Messung dieser Eigenschaften.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Ziel ist es, eine einfache Untersuchungsmethode vorzustellen und zu prüfen, ob die Oberflächenspannung als Indikator für das Schaumverhalten alkoholfreier Getränke genutzt werden kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Messung verwendet?
Es wird eine modifizierte NIBEM-Methode für die Schaummessung und die Ringmethode mit dem Tensiometer zur Bestimmung der Oberflächenspannung angewandt.
Welche Inhalte umfasst der Hauptteil der Arbeit?
Der Hauptteil beinhaltet die experimentellen Aufbauten, die detaillierte Messung verschiedener Probelösungen unter variierenden Bedingungen (Temperatur, Füllhöhe) und die Analyse der Ergebnisse.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Die wichtigsten Begriffe umfassen Schaum, Oberflächenspannung, Gushing, CO2-Gehalt und Getränketechnologie.
Warum ist das Gushing-Phänomen besonders relevant?
Gushing führt beim Öffnen von Flaschen zu unkontrolliertem Überschäumen und damit zu erheblichen Umsatzverlusten, weshalb das Verständnis der Ursachen von großer industrieller Bedeutung ist.
Können die Ergebnisse dieser Arbeit direkt in der Berufsschule angewendet werden?
Ja, die Arbeit stellt eine bewusste Vereinfachung der Messmethodik vor, um sie für das Verständnis und die Ausbildung von Brauern, Mälzern und Gastgewerbefachkräften zugänglich zu machen.
- Citation du texte
- Sebastian Loitsch (Auteur), 1999, Einfluß der Oberflächenspannung auf das Schäumen von Getränken, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/217
