AT401110B - Verfahren und einrichtung zur charakterisierung von dispersen stoffsystemen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft die   Charakterisierung   disperser Stoffsysteme und kann zur Optimierung und Automatisierung des Herstellungsprozesses disperser Stoffsysteme verwendet werden. 



   Disperse Stoffsysteme kann man sich in Form einer kontinuierlichen Phase (Dispersionsmittel)   vorste-   len, in der ein oder mehrere Stoffe (disperse Phase) verteilt vorliegen. Disperse Stoffsysteme werden nach dem Aggregatszustand und der Anzahl der unmischbaren Phasen unterschieden. Als Suspension wird ein System bestehend aus einer flüssigen und einer festen Phase, als Emulsion wird ein System bestehend aus zwei flüssigen Phasen und als Schaum wird ein System bestehend aus einer flüssigen und einer gasförmigen Phase bezeichnet. 



   Disperse Stoffsysteme werden im Prinzip durch Dispergieren (feines Verteilen der dispersen Phase in der kontinuierlichen Phase) hergestellt. Die dabei angewandten Herstellungsparameter wie Art, Geschwindigkeit und Dauer des Dispergierens, Mischungsverhältnis von disperser und kontinuierlicher Phase und Zugabe von Additiven beeinflussen die kohäsiven (innerer Zusammenhang) und adhäsiven (Zusammenhang zwischen Oberflächen) Eigenschaften und somit die Stabilität (Dauer der Entmischung) der Dispersion in komplexer Weise. 



   Als disperse Stoffsysteme seien ohne Anspruch auf Vollständigkeit im wesentlichen Systeme wie Schlagsahne, Schnee aus Eiklar, Mayonnaise, aufgeschlagene Massen   (BIskUItmasse),   sowie Ketchup, Speiseeis, Cremen, Salben etc. verstanden. 



   In der Regel ist es sehr schwierig den Zustand optimaler Dispergierung zu erkennen und daher die optimalen Herstellungsparameter zu finden. Die Methoden zur Charakterisierung disperser Stoffsysteme sind in der Regel sehr zeit-und/oder apparateintensiv oder zu unempfindlich, sodass sie nicht geeignet sind, online zur Steuerung bzw. Regelung des Hestrellungsprozesses zu dienen. 



   Zum Stand der Technik ist folgendes auszuführen, wobei sich die Bezugszahlen auf die Literaturliste am Ende der Beschreibung beziehen :
Disperse Stoffsysteme werden durch die Massedichte, durch den Dispergierungsgrad (Verteilung und Grösse der Phasen/Teilchen), durch die Stabilität (Zerfall mit und ohne Beanspruchung : Zerfallszelt, Entmischung, Volumsabnahme, Scherstabilität, etc. ), durch rheologische, optische oder akustische Eigenschaften charakterisiert [1]. 



   Am häufigsten werden rheologische Eigenschaften wie   z. B.   die Eintauchtiefe eines Penetrometers [6] oder die Stromaufnahme des Mixers [7] gemessen. 



   Optische Methode beruhen auf Auswertung mikroskopischer Bilder, oder auf der Lichtdurchlässigkeit [2]. Eine weitere optische Methode beruht auf dem Zusammenhang zwischen der dem Refraktionsindex proportionalen Lichtintesität und der "fasengen" Mikrostruktur, die infolge des Durchziehens einer Platte entsteht [3]. 



   Eine akustische Methode beruht auf der Abhängigkeit der Teilchengrösse vom   Dämpfungskoeffizienten   eines periodisch durchgelassenen akustischen Signals mit 40MHz [4]. Bel einer kontaktfreien akustischen Methode werden die Amplitudenwerte eines an der Oberfläche reflektierten akustischen Signals gemessen 
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   Zur Bestimmung der optischen Dichte [8], der Menge gemäss US-A4737651 und der Dicke von Überzügen [9] und zur Bestimmung von Komponenten in Dispers-Stoffsystemen wie   Öl   in Wasser gemäss US-A3612887 oder Russ in Rauchgas gemäss AT-A267232 sind verschiedene Methoden und Geräte bekannt. 



  Verwiesen sei zusätzlich auf die Methoden zur Bestimmung der Dichte und Schichtdicke von Materialschichten gemass US-A3470734 und 4963027, welche physikalische Phänomene, wie Brechung, Reflexion, Absorption von elektromagnetischen oder akustischen Wellen benutzen. 



   Die Nachteile des Standes der Technik bestehen im wesentlichen darin, dass praktisch alle erwähnten Methoden entweder zu lange dauern um online zur Steuerung des   Dlspergierungsprozesses   eingesetzt werden zu können und/oder die optimalen   Herstellungsparameter (z. B. Aufschlagdauer)   lassen sich nicht eindeutig vom zeitlichen Verlauf der Messergebnisse ableiten. 



   Weiters gelten für die erwähnten Methoden noch folgende Einschränkungen : So ist die Messung der Eintauchtiefe für weiche Schäume nicht gegeignet [6]. Die Auswertung mikroskopischer Aufnahmen ist sehr   zeit-und geräteintensiv [l] Ein genereller Nachteil   optischer Methoden ist die Tatsache, dass das Licht nur sehr dünne Schichten durchdringen kann [2]. Ein Nachteil der akustischen Methoden [4] Ist die Unempfindlichkeit gegenüber der   Teilchengrösse.   Bel der kontaktfreien akustischen Methode [5] sind die Ergebnisse zu sehr davon abhängig, wieweit die Oberfläche   glatt gestnchen   werden kann.

   Auch die Messung des   Fliesswiderstandes   über die Stromaufnahme ist zu ungenau und unzuverlässig [7]
Bei der Suche nach einer effektiven Lösung der beschriebenen Probleme wurde nun gefunden, dass die an einem in ein   Dlspers-Stoffsystem   eingetauchten bzw.

   eintauchendem Prüfkörper anhaftende Menge, welche sich während des Herstellungsprozesses stark ändert, rasch gemessen werden kann und den optimalen Zustand   (maximale Dispergierung, Stabilität) leicht   erkennen lässt 

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Gegenstand der Erfindung ist somit eine neues Verfahren zur Charaktensierung von dispersen Stoffsstemen, insbesondere Schäumen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Prüfkörper für eine jeweils vorgegebene Zeitdauer mit dem Dispers-Stoffsystem in Kontakt gebracht, vorzugsweise eingetaucht, wird und dass nach dessen Ausbringung, insbesondere Herausziehen,

   aus dem Dispers-Stoffsystem zur Charakterisierung der   Kohé1slons- und   Adhäsions-Kräfte die Menge des dem Prüfkörper anhaftenden DispersStoffsystems und/oder die zeitabhängige Mengenänderung beim Ablösen des Dispers-Stoffsystemes vom
Prüfkörper bestimmt werden kann. 



   Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen zusammengefasst, wobei jeweils folgende Vorteile und Effekte für die einzelnen Massnahmen der Verfahrensvarianten gemäss den Ansprüchen 2 bis 12 und der Einnchtung und ihren Ausführungsformen gemäss den Ansprüchen 13 bis 17 gelten :
Anspruch 2 : Auf diese Weise ist eine besonders einfache Messung der Menge bzw. der Mengenänderung ohne grossen apparativen Aufwand möglich. 



   Anspruch 3 : Diese Methode ermöglicht an sich eine indirekte Messung mittels moderner Messtechnik und weiters in bevorzugter Weise eine optimale Anpassung der Methode an die Eigenschaften des untersuchten Dispers-Stoffsystemes sowie eine hohe Flexibilität der Arbeitsweise. 



   Anspruch 4 : Je grösser die Adhäsion gegenüber der Kohäsion des Dispers-Stoffsystemes ist, desto länger dauert das Abschleudern und damit der Abfall der Stromaufnahme. Je grösser weiters Adhäsion und Kohäsion des Dispers-Stoffsystemes sind, desto grösser ist die anfängliche Stromaufnahme und damit der absolute Abfall der Stromaufnahme während des Abschleudern. Die Messergebnisse (Kurvenverläufe des Stromabfalls) dieser Verfahrensvariante besitzen dadurch einen besonders hohen Informationswert. 



   Anspruch 5 : Bei dieser Methodenvariante ist sozusagen die Grösse des Ruckes zu Beginn des Abschleudern ein Mass für die mechanische Stabilität des Dispers-Stoffsystemes, das sich leicht in Form einer elektrischen Grösse anzeigen bzw. speichern lässt. 



   Anspruch 6 : Diese Ausführungsform zeigte eine besonders gute Reproduzierbarkeit. 



   Anspruch 7 : Diese Ausführungsform Ist bei jenen Dispers-Stoffsystemen von Vorteil, die am Prüfkörper ein besonders gutes Haftungsverhalten zeigen. 



   Anspruch 8 : Durch das definierte Abtropfenlassen kann eine weitere Verbesserung der Reproduzierbarkeit durch eine Verrringerung der Schwankungsbreite der Messergebnisse erzielt werden. 



   Anspruch 9 : Durch das dort vorgesehene Reinigen der Oberfläche des Tauchkörpers können verschiedene Dispers-Stoffsysteme direkt verglichen werden, da die jeweiligen Ausgangsbedingungen ident sind. 



   Anspruch 10 : Diese Ausführungsform hat den Vorteil einer einfachen Bauweise und ermöglicht eine rasche Messfolge. Damit erhöht sich die Genauigkeit der Erfassung des Kurvenmaximums und es verbessert die Verarbeitungsmöglichkeit in Hinblick auf eine automatisierte Prozesssteuerung
Anspruch 11 : Diese Ausführungsform ist für den Einsatz im robusten Routinebetrieb besonders geeignet. 



   Anspruch 12 : Diese Verfahrensvariante ermöglicht eine automatische Prozesskontrolle zur Herstellung optimaler Dispers-Stoffsysteme. 



   Anspruch 13 : Die gemäss diesem Anspruch vorgesehene Einrichtung zeichnet sich durch Robusthelt im Routinebetrieb und hohe   Reproduzierbarkeit   der   Messverfahrensführung sowie   der Resultate aus. 



   Anspruch 14 : Diese Ausführungsform der neuen Einrichtung   ermöglicht   eine optimale Anpassung der   Messmethodik   an das jeweils zu untersuchende Dispers-Stoffsystem. 



   Anspruch 15 : Die Ausbildung des Prüfkörpers als Rechteck ist einfach und Insofern effektiv, da bei dieser Geometrie des Prüfkörpers das Maximum der   Konsistenzkurve   während des   Disperglervorganges   am deutlichsten in Erscheinung tritt. 



   Anspruch 16 : Diese Form der Einrichtung gewährleistet neben hoher Reproduzierbarkeit eine relativ einfache Messtechnik und eine besonders gute Eignung zur Automatisierung. 



   Anspruch 17 : Mit   dieser"Endlose ! nrichtung" ist die genngste Störung   des jeweiligen   Dlsperglervorgan-   ges bei gleichzeitiger Bedienungs- und Wartungsfreundlichkeit erreichbar. 



   Das neue Verfahren und die Geräte zu seiner Durchführung zeichnen sich allgemein dadurch aus, dass die Messergebnisse sehr schnell verfügbar sind und somit zur automatischen Steuerung des Herstellungprozesses eingesetzt werden können. 



   Anhand der folgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert. 



   Beispiel 1 (Sahne) : In einem Aufschlaggerät (Kitchen Ald, Model K5-A, Hobart MFG. Co Troy, Ohio, USA, Stufe 2) wurde 05 I Sahne (36%FIT) unterschiedlich lang aufgeschlagen. Es wurden das Gewicht der anhaftenden Menge und die optimale Aufschlagzeit ermittelt (Tab. 1). Das Gewicht der anhaftenden Menge wurde bestimmt, Indem ein   Messingblättchen     (30x100x1 mm, 32. 6936g)   5 cm In die Probe 3 s lang eingetaucht, 5 s abtropfen gelassen wurde und anschliessend in einem Becherglas gewogen wurde Die 

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 sensorisch bestimmt. Das Gewicht des anhaftenden Materials (G) fällt zum Zeitpunkt der optimalen Aufschlagzeit sprungartig ab (Fig. 1). 



   Tabelle 1 
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<tb> 
<tb> Ergebnisse <SEP> der <SEP> Beispiele <SEP> 1 <SEP> bis <SEP> 4
<tb> BSP <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> min <SEP> Sahne <SEP> Gramm <SEP> Eischnee <SEP> Mayonnaise <SEP> Biskurt
<tb> g/cm3 <SEP> Gramm <SEP> g/cm3 <SEP> Gramm <SEP> g/cm3 <SEP> Gramm
<tb> 0. <SEP> 6064
<tb> 1 <SEP> 1. <SEP> 4344 <SEP> 1. <SEP> 0382 <SEP> 1. <SEP> 9189. <SEP> 9576. <SEP> 6502. <SEP> 8663 <SEP> 3. <SEP> 3621 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> 2. <SEP> 3044. <SEP> 7658 <SEP> 1. <SEP> 7701. <SEP> 8787. <SEP> 5802. <SEP> 6370 <SEP> 4. <SEP> 0881 <SEP> 
<tb> 3 <SEP> 2. <SEP> 6502. <SEP> 6079 <SEP> 2. <SEP> 2444. <SEP> 8650. <SEP> 8241. <SEP> 5797 <SEP> 4. <SEP> 4492 <SEP> 
<tb> 4 <SEP> 2. <SEP> 5111. <SEP> 5714 <SEP> 2. <SEP> 5650. <SEP> 8297 <SEP> 1. <SEP> 2511. <SEP> 5033 <SEP> 5.

   <SEP> 0892 <SEP> 
<tb> 5 <SEP> 2 <SEP> 1064 <SEP> Optimum <SEP> .5008 <SEP> 2.9141 <SEP> .8152 <SEP> 1.2426 <SEP> .4526 <SEP> 6.3411
<tb> 6 <SEP> 1. <SEP> 8764. <SEP> 4476 <SEP> 3. <SEP> 5339 <SEP> Optimum. <SEP> 7948 <SEP> 1. <SEP> 6019. <SEP> 4111 <SEP> 6. <SEP> 1784 <SEP> Optimum
<tb> 7. <SEP> 4819 <SEP> Butter. <SEP> 3795 <SEP> 2. <SEP> 0039. <SEP> 7566 <SEP> 1. <SEP> 8705. <SEP> 3787 <SEP> 5. <SEP> 8522 <SEP> 
<tb> 8. <SEP> 2634 <SEP> .3330 <SEP> 1.2083 <SEP> .7035 <SEP> 2.3436 <SEP> .3413 <SEP> 4.9568
<tb> 9. <SEP> 2923. <SEP> 7772. <SEP> 6304 <SEP> 2. <SEP> 5464. <SEP> 3264 <SEP> 4. <SEP> 9036 <SEP> 
<tb> 10. <SEP> 2699. <SEP> 3150. <SEP> 6196 <SEP> 2. <SEP> 6777. <SEP> 3106 <SEP> 4. <SEP> 7024 <SEP> 
<tb> 11. <SEP> 2541. <SEP> 2024. <SEP> 5739 <SEP> 2. <SEP> 6989. <SEP> 2956 <SEP> 4. <SEP> 2324 <SEP> 
<tb> 12. <SEP> 5739 <SEP> 3. <SEP> 5789. <SEP> 2749 <SEP> 4.

   <SEP> 2958 <SEP> 
<tb> 13. <SEP> 5623 <SEP> 3. <SEP> 9164 <SEP> 
<tb> 14. <SEP> 5556 <SEP> 4. <SEP> 7489 <SEP> 
<tb> 15. <SEP> 5689 <SEP> 4. <SEP> 6480 <SEP> 
<tb> 16. <SEP> 5639 <SEP> 4. <SEP> 5832 <SEP> 
<tb> 17. <SEP> 5672 <SEP> 4. <SEP> 5611 <SEP> 
<tb> 18. <SEP> 5764 <SEP> 4. <SEP> 3411 <SEP> fertig
<tb> 20 <SEP> 3. <SEP> 7466 <SEP> 
<tb> 
 
Beispiel 2 (Eischnee) : Wie in Beispiel 1 wurden 10 Eiklar und 200 g Staubzucker unterschiedlich lang aufgeschlagen. Wie Im Beispiel 1 wurden das Gewicht der anhaftenden Menge und die optimale Aufschlagzeit ermittelt. Zusätzlich wurde die Massedichte bestimmt, indem 2 Bechergläser (ohne Ausguss) bekannten Volumens mit Probe gefüllt, abgestreift und gewogen wurden (Tab. 1).

   Während sich die sensorisch ermittelte optimale Aufschlagzeit aus dem zeitlichen Verlauf der Massedichte (MD) nicht erkennen   lässt. fällt   das Gewicht des anhaftenden Materials (G) ab dem Zeitpunkt der optimalen Aufschlagzeit sprungartig ab (Fig. 2). 



   Beispiel 3 (Mayonnaise) Wie in Beispiel 1 wurden 3 Volleier +   1 g   Staubzucker +   1 g   Kochsalz unter Zugabe von Speiseöl I (15ml/min) unterschiedlich lang aufgeschlagen. Wie in Beispiel 2 wurden die Massedichte, das Gewicht der anhaftenden Menge und die optimale Aufschlagzeit   ermittelt (Tab. 1).   



  Während sich die sensorisch ermittelte optimale   Aufschlagzelt   aus dem zeitlichen Verlauf der Massedichte (MD) nicht erkennen lässt fällt das Gewicht des anhaftenden Materials (G) ab dem Zeitpunkt der optimalen Aufschlagzeit wieder ab   (Fig. 3).   



   Beispiel 4 (Biskultmasse) : Wie in Beispiel 1 wurden 10 Volleier + 130g Staubzucker unterschiedlich lang aufgeschlagen Wie in Beispiel 2 wurden die Massedichte, das Gewicht der anhaftenden Menge und die   optimale Aufschlagzeit ermittelt (Tab. 1).   Während sich die sensorisch ermittelte   optimale Aufschlagzelt   aus dem zeitlichen Verlauf der Massedichte (MD) nicht erkennen lässt fällt das Gewicht des anhaftenden 
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 wiederBeispiel 2 und 4 wurden Eischnee und   Biskultmasse   hergestellt. Das Gewicht der anhaftenden Menge wurde in jeweils 10-facher Wiederholung mit unterschiedlichen Prüfkörpergeometrien   (A ! ummiumbiättchen :   3x11x0. 1 cm, 5x11x0. 1 cm, 6x11x0. 1 cm,   7x11x0. 1 cm, Aluminiumhohlzylinder   4 cm Durchmesser, 11 cm Höhe, 0. 1 cm Wandstärke) ermittelt.

   Die Schwankungsbereiche der ermittelten Messwerte sind in Fig. 10 und Fig. 11 dargestellt. Es zeigt sich, dass das Maximum des Verlaufes der anhaftenden Gewichtsmengen 

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 Dispers-System (Kurvenspitze) bei den Blättchen im Vergleich zum Zylinder (Zyl) wesentlich deutlicher ausgeprägt ist und dass bei den Blättchen wiederum diese Kurvenspitze bei den Prüfkörpergeometrien   6x11   (Eischnee) bzw. 5x11 (Biskuit) am deutlichsten ausgeprägt ist. 



   Die den Aufbau der erfindungsgemässen Einrichtungen und ihrer Varianten sowie deren Funktion und damit das neue Messverfahren zeigenden Diagramme und Zeichnungen erläutern die Erfindung noch näher. 



   Die Diagramme der Figuren 1-4 zeigen in dieser Reihenfolge : den zeitlichen Verlauf des Gewichtes der an einem Prüfkörper anhaftenden Menge Sahne während des Aufschlagen, den zeitlichen Verlauf von Massedichte und Gewicht der an einem Prüfkörper anhaftenden Menge Eischnee während des Aufschlagens, den zeitlichen Verlauf von Massedichte und Gewicht der an einem Prüfkörper anhaftenden Menge Mayonnaise während des Aufschlagen und den zeitlichen Verlauf von Massedichte und Gewicht der an einem Prüfkörper anhaftenden Menge Biskuitmasse während des Aufschlagen. 



   Fig. 5 zeigt eine schematische An- und Aufsicht einer erfindungsgemässen Einrichtung mit Prüfkörper und Messeinrichtung zur Ermittlung der Masse, a) während der Messung und b) im eingetauchten Zustand. 



  Fig. 6 zeigt eine schematische An- und Aufsicht einer erfindungsgemässen Einrichtung mit Prüfkörper und Messeinrichtung zur Ermittlung der Schichtdicke und/oder der Absorption, Reflexion und/oder Brechung von elektromagnetischen oder akustischen Wellen, a) während der Messung und b) im eingetauchten Zustand. 



  In den Figuren 5 und 6 bedeuten die Bezugszeichen-   1....... Prüfkörper   in Form eines rechteckigen Plättchens aus Metall, Kunststoff oder Glas 2....... Messeinrichtung zur Charakterisierung der Menge und/oder anderer physikalischer Eigenschaften des anhaftenden Dispers-Stoffsystems 10 3....... Antrieb, Führung für die Halterung 6 des Prüfkörpers 1 4....... Abstreifvorrichtung mit 2 beweglichen Abstreiforganen 41 41..... Abstreiforgane der Abstreifvorrichtung 4 5....... Gerätegehäuse 6....... Halterung für den Prüfkörper 1 10..... Dispers-Stoffsystem   (z.

   B.   Schaum) In Figur 7, welche eine schematische Darstellung eines Zentrifugalapparates, a) im eingetauchten Zustand, b) während der Messung zeigt, bedeuten die Bezugszeichen :   1.......   Prüfkörper in Form eines rotierbar gelagerten Flügels aus Metall, Kunststoff oder Glas 2....... Messeinrichtung zur Charakterisierung der Stromaufnahme des elektrischen Antriebs 3   3.......   elektrischer Antrieb 6....... Welle zwischen elektrischem Antrieb 3 und Prüfkörper 1 10..... Dispers-Stoffsystem   (z.

   B.   Schaum) Figur 8 zeigt zwei   Möglichkeiten   der Bestimmung der Menge des anhaftenden Dispers-Stoffsystems mit der in Figur 7 gezeigten Messanordnung, nämlich durch Bestimmung des Stromabfalls d des elektrischen Antriebs im Moment des Einschalten während einer vorgegeben Zeitdauer dt und durch Bestimmung der Zeitdauer dt eines vorgegeben Stromabfalls dl des elektrischen   Antnebs   im Moment des Einschalten. 



   In Figur   9,   welche die Vanante einer Endlosbandeinrichtung zeigt, bedeuten die Bezugszeichen :   1....... über Umlenkrollen   11 geführtes Endlosband (Prüfkörper) 11..... Umlenkrollen zur Führung des Endlosbandes 1 2.... Messeinrichtung zur   Charaktenslerung   der Menge   und/oder   anderer physikalischer Eigenschaften des anhaftenden Dispers-Stoffsystems 10 3....... Antrieb für das Endlosband 1 4....... Abstreifvorrichtung 5....... Gerätegehäuse 51.. vom Endlosband 1 durchlaufene Dichtung gegen Eindringen des   Dlspers-Stoffsystems   10 10.... Dlspers-Stoffsystem (z. B. Schaum)   100.   am Endlosband 1 anhaftendes Dispers-Stoffsystem 10 a......

   Strecke, die vom Endlosband 1 zur Aufnahme des   Dlspers-Stoffsystems   10 durchlaufen wird Diese Anordnung hat den Vorteil einer kontinuierlichen Arbeitsweise, was sie für den Einsatz zur Steuerung 
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 oben dargestellten Effekt wesentlich besser erkennen lassen und dass die Kurvenspitze, das heisst das Maximum des Verlaufes der anhaftenden Gewichtsmengen Dispers-System, bei den Blättchen 6x11 cm2 

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 (Eischnee) bzw.   5x11 cm2   (Biskiut) am deutlichsten ist, während die Kurvenspitze bel den Blättchen mit den Massen   3x11 cm2   und   7x11 cm2   nicht so gut ausgeprägt ist. 



  In der vorangegangenen Berschreibung ist auf folgende Literatur hingewiesen : [1] Windhab   E. B., Wolf :   Zum rheologischen Verhalten disperser Systeme mit kleinen deformierbaren
Körpern. 3. Tagung für   Lebensmittelrheologie, Detmold,   1990 [2] Abramson A. A. : Poverchnostno-aktivnije vetschestva. L. imija, 1975,   S. 248   [3] Bisperink   C. G. J,   Akkerman   J. C.,   Prins A. : Applications of   optcal sensors. I.   Measuement of bubble 
 EMI5.1 
 
24 (11), S. 20-22[5] Juodeikiene G., Riedl 0., Mohr   E. :   Aspekte akustischer Messung des Aufschlagoptimums bei der Herstellung von Schaummassen. Ernährung 6,   S. 342-433   (1991) [6] Pichert H. : Eine neue Prüfvorrichtung zur Messung der Festigkeit viscoser Schäume.

   Zeitschrift für 
 EMI5.2 
 
169 (4), S. 284-289(1990) [9] King   R. J. :   The Abrasion of Optical Coatings and its Assessment. J. Phys. E. Sci. lnstrum. 21,39-46 (1988) Patentansprüche 1. Verfahren zur Charakterisierung von dispersen Stoffsystemen, insbesondere Schäumen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prüfkörper für eine jeweils vorgegebene Zeitdauer mit dem Dispers-
Stoffsystem in Kontakt gebracht, vorzugsweise eingetaucht, wird und dass nach dessen Ausbringung, insbesondere Herausziehen, aus dem Dispers-Stoffsystem zur   Charakterislerung   der   Kohäsions- und  
Adhäsions-Kräfte die Menge des dem Prüfkörper anhaftenden Dispers-Stoffsystems und/oder die zeitabhängige Mengenänderung beim Ablösen des Dispers-Stoffsystemes vom Prüfkörper ermittelt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des anhaftenden Dispers- Stoffsystems bzw. die Mengenänderung durch Bestimmung von dessen Masse bzw. deren Änderung, insbesondere durch Wägen, ermittelt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des anhaftenden Dispers-Stoffsystems in an sich bekannter Weise durch Bestimmung von dessen Schichtdicke und/oder Dichte, vorzugsweise mithilfe der Brechung, Absorption und/oder Reflexion von elektromagnetischen oder akustischen Wellen, ermittelt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge bzw. Mengenände- rung des anhaftenden Dispers-Stoffsystems durch Messung der Masse und/oder Trägheit des zuerst aus Prüfkörper und anhaftendem Dispers-Stoffsystem gebildeten mechanischen Systems während und/oder zu Beginn eines, gegebenfalls sprunghaften, Ablösens des Dispers-Stoffsystems vom Prüf- körper ermittelt wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ablösen des Dlspers-Stoffsystems vom Prüfkörper durch ruckartige Bewegung des von ihnen gemeinsam gebildeten mechanischen Systems eingeleitet bzw. vorgenommen wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ablösen des Dispers- Stoffsystems vom Prüfkörper durch eine rotierende Bewegung desselben, bevorzugt um eine innerhalb seiner räumlichen Ausdehnung befindliche Achse eingeleitet bzw. vorgenommen wird.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ablösen des Dispers-Stoffsystems vom Prüfkörper durch kontmu ! eriiche Drehzahisteigerung des Prüfkörpers vorge- nommen wird. <Desc/Clms Page number 6>

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper nach Inkontaktbringen mit dem zu prüfenden Dispers-Stoffsystem für eine vorgegebene Zeitdauer abtropfen gelassen wird.

   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper vor einem Inkontaktbringen mit dem zu prüfenden Dispers-Stoffsystem für eine neuerliche Messung von dem ihm von einer vorhergegangenen Messung anhaftenden Dispers-Stoffsystem, vorzugsweise durch Abstreifen und/oder Abspülen befreit, insbesonders gereinigt wird.

   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein als, vorzugsweise um eine Symmetrieachse, rotierbarer Flügel oder als Zylinder ausgebildeter Prüfkörper periodisch in das Dispers-Stoffsystem eingetaucht wird, dass nach dem Herausziehen des Flügels die ihm anhaftende Menge abzentrifugiert wird und diese Menge durch die an sich bekannte Messung des Abfalls der Stromaufnahme nach dem Einschalten eines die Rotation des Flügels bewirkenden elektrischen Antriebs (Zentrifugalapparates) ermittelt wird.

   11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Prüfkörper ein Endlosband kontinuierlich durch das Dispers-Stoffsystem gezogen wird und dass das Gewicht der anhaftenden Menge oder deren Schichtdicke und/oder Dichte mittels Messung von deren Absorption, Reflexion und/oder Brechung von elektromagnetischen oder akustischen Wellen ermittelt wird.

   12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltenen Messergebnisse nach Verarbeitung, vorzugsweise in einer mit der Messeinrichtungen verbundenen elektronischen Datenverarbeitungsanlage, welche die ermittelten Messwerte registriert, einer Steuerung zugeführt werden, welche in Abhängigkeit der Messwerte bzw. in Abhängigkeit von deren zeitlichen Änderungen, einen Prozess zur Herstellung eines Dispers-Stoffsystems, vorzugsweise einen Aufschlag- vorgang, automatisch steuert.

   13. Einrichtung zur Charakterisierung disperser Stoffsysteme, insbesondere zur Durchführung der im Anspruch 1 und 2 genannten Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen in das zu charakterisierende Dispers-Stoffsystem (10), für eine definierte Zeitdauer eintauchbaren Prüfkörper (1) aufweist, welcher mit einer Messeinrichtung (2) verbunden ist, mit der das am Prüfkörper (1) anhaftende Dispers-Stoffsystem bezüglich seiner Menge bzw. Masse (Gewicht) und-oder Trägheit untersuchbar ist und dass sie eine Abstreifvorrichtung (4) zur Reinigung des Prüfkörpers (1) vom Dispers-Stoffsystem zwischen den einzelnen Messungen mit beispielsweise über Federn, einen dehnbaren Seilzug und Umlenkrollen beweglichen, während des Herausziehens automatisch vom Prüfkörper (1) wegbewegba- ren Abstreiforganen (41), aufweist (Fig. 5).

   14. Einrichtung zur Charakterisierung disperser Stoffsysteme, insbesonders zur Durchführung der Im Anspruch 1 und 3 genannten Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen in das zu charakterisierende Dispers-Stoffsystem (10), für eine definierte Zeitdauer eintauchbaren Prüfkörper (1) aufweist, welcher mit einer Messeinrichtung (2) verbunden ist, mit der die am Prüfkörper (1) anhaftende Menge bezüglich Schichtdicke und/oder Dichte mittels Absorption, Reflexion und/oder Brechung von elektromagnetischen oder akustischen Wellen untersuchbar Ist und dass sie eine Abstrelfvornchtung (4) zur Reinigung des Prüfkörpers (1) vom Dispers-Stoffsystem zwischen den einzelnen Messungen mit beispielsweise über Federn, einen dehnbaren Seilzug und Umlenkrollen beweglichen, während des Herausziehens automatisch vom Prüfkörper (1) wegbewegbaren Abstreiforganen (41),

   aufweist (Fig. 6).

   15. Einrichtung zur Charakterisierung disperser Stoffsysteme, nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper (1) blattförmig, vorzugsweise aus Metall, insbesonders aus einer Kupferlegierung oder Aluminium mit einer Oberfläche von 10-65 cm2, insbesonders von 15-35 cm2, gebildet ist (Fig. 5 und 6) 16.

   Einrichtung zur Charakterisierung disperser Stoffsysteme, insbesonders zur Durchführung der in einem der Ansprüche 1 und 4 bis 7 sowie 10 und 12 genannten Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein in das zu charakterisierende Dispers-Stoffsystem (10) eine definierte Zeitdauer eintauchbarer Flügelrotor (1) über eine Welle (6) und einem elektrischen Antrieb (3) mit einer Messeinrichtung (2) <Desc/Clms Page number 7> verbunden Ist (Fig. 7), sodass in an sich bekannter Weise entweder der Stromabfall während einer vorgegebenen Zeitdauer oder die Zeitdauer eines vorgegebenen Stromabfalls (Fig. 8) beim Einschal- ten des Antriebes und/oder während des Abzentnfugierens der vom Flügelrotor in Abhängigkeit von Drehzahl und/oder Rotationsdauer abgeschleuderten Menge messbar ist.

   17. Einrichtung zur Charakterisierung disperser Stoffsysteme, insbesonders zur Durchführung der in einem der Ansprüche 1, 3, 9, 11 und 12 genannten Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittels eines elektrischen Antriebes (3) kontinuierlich durch das zu charakterisierende Dispers-Stoffsystem (10) geführtes Endlosband (1) mit einer Messeinrichtung (2) verbunden ist (Fig.

   9). mit der die am Endlosband (1) anhaftende Menge Dispers-Stoffsystem (100) bezüglich Schichtdicke und/oder der Absorption, Reflexion und/oder Brechung von elektromagnetischen oder akustischen Wellen bestimmt wird, wobei das Endlosband (1) über Umlenkrollen (11) in einem eine Anhaftstrecke (a) freilassenden Gehäuse (5) bewegbar ist, das bevorzugt auf der in das Dispers-Stoffsystem eingetauchten Seite mit einer Dichtung (51) versehen ist, wobei das Endlosband (1) nach Passage der Messeinnchtung (2) durch eine Abstrelfvorrichtung (4) geführt ist.