HDBI

Hans-Dieter-Belitz-Institut für Mehl- und Eiweißforschung


Rheologie:
Mikrozugversuche und Fundamentalrheologie

1. Mikrozugversuche

Der Backversuch ist das wichtigste Kriterium zur Ermittlung der Eigenschaften von Mehlen und Backzusätzen, seine Durchführung ist jedoch zeitaufwändig und kompliziert. Ersatzweise wurden daher rheologische Methoden entwickelt, die einfacher, schneller und reproduzierbarer durchzuführen sind und gleichzeitig genaue Ergebnisse liefern. Diese sogenannten indirekten Methoden geben Hinweise auf die Eigenschaften von Mehl und auf die zu erwartenden Backergebnisse. Für diese Methoden wird nur sehr wenig Mehl benötigt (10 g), die ermittelten Ergebnisse sind jedoch mit den Standardbackmethoden gut vergleichbar. Mikrofarinogramme dienen zur Beurteilung des Knetverhaltens von Mehlen, Mikrozugversuche werden zur Bestimmung der Festigkeit und Dehnbarkeit von Teig und Kleber herangezogen. Zur Charakterisierung von Weizenteig und -kleber werden entsprechende Stränge mit dem Texture Analyser so lange gedehnt, bis sie reißen. Die erhaltenen Kraft-Weg-Diagramme (siehe unten) sind sortenspezifisch und geben Aufschluss über die Wirkung von Zusätzen oder technologischer Methoden.

Typische Kurven von Mikrozugversuchen mit Weizenkleber
 
Typische Kieffer-Kurven von Mikrozugversuchen mit Weizenkleber

 

2. Fundamentalrheologie

Zur Bestimmung physikalischer Größen von Teigen und Klebern wie Viskosität, Fließgrenze und Elastizität werden Messungen an einem dynamischen Stressrheometer (kinks unten) durchgeführt. Dabei befindet sich ein Teig- oder Kleberstück zwischen zwei Messplatten. Über die obere Platte wird eine Kraft auf die Probe gegeben, mit der unteren Platte wird die Reaktion der Probe auf die Kraft gemessen. Die angelegte Kraft ist in der Regel so klein, dass im Gegensatz zu den Zugversuchen eine zerstörungsfreie Messung gewährleistet ist. Je nach Art der angelegten Kraft wird zwischen verschiedenen Messmodi unterschieden. Wird die Probe für eine definierte Zeit mit konstanter Kraft geschert, dann die Kraft abgeschaltet und die Entspannung der Probe verfolgt, so handelt es sich um den sogenannten Creep-Recovery Test. Die Kraft kann jedoch auch oszillierend einwirken, wobei einerseits die Frequenz der Schwingung, andererseits die Amplitude variiert werden kann (Stress-Sweep, Frequenz-Sweep). Aus der gemessenen Phasenverschiebung zwischen der anregenden und der reagierenden Kraft können rheologische Größen berechnet werden. Typische Messkurven nachfolgend abgebildet.

typisches Diagramm eines Creep-Recovery Tests typisches Diagramm eines Oszillations-Tests
 
Typisches Diagramm eines Creep-Recovery Tests
 
Typisches Diagramm eines Oszillations-Tests

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