Entwicklung eines NMR-gestützten Kapillarrheometers
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ketchup, Hautcreme und Wandfarbe sind alltägliche Beispiele für unterschiedliches Fließverhalten. Diese rheologischen Eigenschaften sind einerseits ein wichtiges Qualitätsmerkmal für die genannten Produkte, andererseits spielen sie eine erhebliche Rolle bei deren Herstellung, Abfüllung und Verarbeitung. Um hochwertige Produkte garantierter Qualität ressourcenschonend herzustellen, werden zunehmend aussagekräftige on-line Messverfahren entwickelt und eingesetzt. Für rheometrische Messungen besteht noch ein Mangel an geeigneten Methoden. In dem Projekt „Entwicklung eines NMR-gestützten Kapillarrheometers“ wurde gezeigt, wie hier die Kombination von Methoden, die aus der Kernspintomographie bekannt sind, mit dem Prinzip der Kapillarrheometrie erfolgreich eingesetzt werden kann. Dies war aus Untersuchungen mit klinischen Kernspintomographen bereits bekannt. Neu war vor allem die Entwicklung eines leistungsfähigen Systems auf Basis eines kompakten Tischgerätes. Dabei mussten zunächst unerwartete Effekte in dem verwendeten Permanentmagnetsystem verstanden und beherrscht werden. Neben der Bestimmung der makroskopischen Fließeigenschaften erlaubt die kernmagnetische Resonanz (NMR) Einblicke in die mikroskopische Dynamik. Weitere Arbeiten sollen sich mit der kombinierten Erfassung dieser Phänomene befassen, um einerseits zu einem verbesserten Verständnis der physikalischen Zusammenhänge zu gelangen und andererseits aussagekräftigere Informationen für die Analyse und Optimierung von Produktionsprozessen zu bekommen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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9th International Conference on Applications of Magnetic Resonance in Food Science, Nordic House, Reykjavik, Iceland, Sep 15-17, 2008 “A low-field-NMR capillary rheometer”, in Magnetic resonance in food science: challenges in a changing World, editors: Guojonsdottir M; Belton P; Webb G (2009). Pages: 81-88. Publisher: Royal Soc Chemistry, Thomas Graham House, Science Park, Cambridge CB4 4WF, Cambs, England. ISBN: 978-0-85404-117-6
Mertens, Dirk, Hardy, Edme H., Hochstein, Bernhard, Guthausen, Gisela
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5th International Symposium on Food Rheology and Structure, ETH Zürich, Zürich, June 15-18, 2009 Compact NMR-based Capillary Rheometer, in Proceedings of the 5th ISFRS, Editors P. Fischer, M. Pollard, E. J. Windhab (2009). Pages: 94 – 97. Printed by Kerschensteiner Verlag GmbH, Lappersdorf, Germany. ISBN: 978-3-905609-43-1
Edme H. Hardy, Dirk Mertens, Bernhard Hochstein, and Hermann Nirschl
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ProcessNet Jahrestagung 2009, Mannheim, 8. – 10. September 2009 Kompaktes, NMR-gestütztes Kapillarrheometer. Chem. Ing. Tech. 81(8), 1100-1101 (2009)
E. H. Hardy, D. Mertens, B. Hochstein, H. Nirschl
