Vorlesung 9: Kristallisation Flashcards
Nenne die 9 Schritte der Eiscreme Herstellung und erkläre was dort passiert und wichtig ist.
- Vermischen: Inhaltsstoffe werden gewogen und miteinander vermischt
- Pasteurisieren: Aufheizen für 30 min auf 69°C
- Homogenieren: Zerkleinerung der Fettkügelchen < 1μm
- Altern: Das Fett kühlt ab, kristallisiert und nimmt seine Struktur an
- Frieren: Je schneller der Prozess des Einfrierens, desto mehr Kristallisationskeime
entstehen und es bildet sich eine höhere Anzahl an kleineren Kristallen - Aufschlagen: Luft wird in die Mischung geschlagen (bis zu 50 Vol.-%), die der Eiscreme
die charakteristische Helligkeit gibt. - Verpacken: Hart gefrorene Eiscreme: Die Eiscreme wird verpackt und auf - 30 C bis
- 40 C heruntergekühlt, wobei der größte Anteil an Wasser gefriert. - Aushärten
- Lagern
Welches Produkt haben Sie in der Vorlesung kennengelernt, bei dem die beim Kristallisationsvorgang frei werdende Energie genutzt wird?
Latentwärmespeicher
Was bestimmt die Rate des Temperaturabfalls eines Ofens?
▪ Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen
▪ Isolierung des Ofens
▪ Schmelzgutmasse
▪ evtl. Konvektion im Ofen
Was sind die 3 Schlüsselfaktoren bei der Kristallisation?
Änderung der Zusammensetzung
Kristallwachstumsgeschwindigkeit
Abkühlung
Was sind die Produkteinflüsse der Kristallisation?
Reinheit (Menge des Produkts)
Härte (Polymorphie, Partikelgröße)
Farbe (Polymorphie, Kristallgröße)
–> Kristallgröße (Wachstumgeschwindigkeit)
Agglomerationsverhalten (Oberflächeneigenschaften)
Strömungsverhalten (Größe, Form, Oberflächeneigenschaften)
Was ist Kristallisation?
Kristallisation ist ein thermischer Trennprozess und damit ein Aufreinigungsprozess, bei dem
aus einem Gas, einer Flüssigkeit oder einem anderen Feststoff ein kristalliner Feststoff gebildet
wird.
Was ist für die Kristallbildung notwenig?
Zur Kristallbildung ist eine treibende Kraft notwendig:
-Veränderung des chemischen Potentials, also
–> Temperatur
–> Druck
–> Verdampfung von Lösemittel (Konzentration)
–> elektr. Potential
Wozu dienen x-T-Diagramme? Wie unterscheiden sich die Diagramme von einem Reinstoff und einem binären Gemisch?
x-T-Diagramme dienen dazu, den Kristallisationsvorgang zu charakterisieren und liefern damit die Datengrundlage für Phasendiagramme.
Die x-T-Diagramme eines Reinstoffs weisen eine konstante Erstarrungstemperatur auf, bei der die Kristallisation stattfindet.
Bei binären Gemischen zeigt sich dagegen ein Erstarrungsbereich (Ausnahme: Eutektikum). Der Kristallisationsvorgang findet also innerhalb eines Temperaturbereichs statt
Was sind Deep Eutectic Solvents? Wozu können sie verwendet werden?
Deep Eutectic Solvents (DES, auf deutsch stark eutektische Lösungsmittel) sind mehrkomponentige Salzschmelzen, welche einen Schmelzpunkt nahe oder unter der Raumtemperatur besitzen. Die Mischung der Komponenten im richtigen Verhältnis führt zu einer Absenkung des Schmelzpunktes, der deutlich unterhalb der Schmelzpunkte der einzelnen Reinstoffe liegt.
DES sind im Vergleich zu klassischen, organischen Lösungsmitteln nicht flüchtig und daher nur schwer entflammbar.
Beschreibe die Zusammensetzung von Eiscreme aus der Sicht des Produktentwicklers. Was sind die wesentlichen Einflussfaktoren auf deren Konsistenz?
Eiscreme ist eine Mischung aus Emulsion und Schaum mit Eiskristallen und Luftblasen, die einen Großteil des Volumens einnehmen. Die Hülle der Luftblasen wird durch teilkristalline Fetttropfen gebildet.
Die Konsistenz der Eiscreme ist eine Folge der Mikrostruktur und wird insbesondere beeinflusst von der Größe der Eiskristalle (ca. 50µm), aber auch von der Größe der Luftblasen und dem prozentualen Anteil sowie der Dispersion des Fetts. Ebenso hat der Produktionsprozess einen Einfluss auf die Eigenschaften der Eiscreme.
Aus welchem Grund können übersättigte Lösungen thermodynamisch metastabil sein?
Aufgrund der Oberflächenenergie kleiner Kristalle muss zur Keimbildung ein gewisser Energiebetrag aufgebracht werden. Daher können Lösungen in einem bestimmten Bereich über die Sättigungslinie hinaus vorliegen, ohne dass Keimbildung einsetzt. Diese übersättigten Lösungen sind thermodynamisch metastabil.
Womit lässt sich im Zweiphasengebiet der Anteil von Feststoff und Schmelze bestimmen?
Der Anteil von Feststoff und Schmelze lässt sich im Zweiphasengebiet mit dem Gesetz der abgewandten Hebelarme bestimmen.
Was ist ein Peritektikum? (P)
Eine flüssige und eine feste Phase kühlen zu einer (oder mehreren) weiteren festen Phasen ab.
