Dipl.Chem. Ilka Broekmann :

PFG-NMR-Untersuchungen an Monoglycerid-Gelen und Wasser-in-Öl-Emulsionen

Dissertation angenommen durch: Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie, 2002-12-11

BetreuerIn: Prof. Dr. Wiebren S. Veeman , Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie

GutachterIn: Prof. Dr. Wiebren S. Veeman , Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie
GutachterIn: Prof. Dr. Werner Borchard , Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie

Schlüsselwörter in Deutsch: Selbstdiffusion, Margarine, Fett, Tenside, Kolloide
Schlüsselwörter in Englisch: selfdiffusion, margerine, fat, surfactants, colloids

  
   
 Klassifikation     
    Sachgruppe der DNB: 30 Chemie
  
   
 Abstrakt     
   

Abstrakt in Deutsch

Mittels PFG-NMR-Messungen wurden sowohl Monoglycerid(MG)-Gel-Probenreihen mit unterschiedlichen MG-Konzentrationen zweier MG´s C14 und C16/18, als auch Probenserien von Wasser-in-Öl(W/O)-Emulsionen, die sich in Flokkulation, Wasserkonzentration und Biopolymer differenzieren, analysiert. Das Ziel der Untersuchungen lag in der Bestimmung spezifischer mikrostruktureller Parameter zur genaueren Charakterisierung dieser heterogenen Systeme. Bei den MG-Gelen konnten anhand der Echointensitäts- und Diffusionskurven eine Return-to-the-Origin-Wahrscheinlichkeit der Wassermoleküle, das gemittelte Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis des Porenraums sowie Tortuosität und Dimensionalität des Netzwerks berechnet werden. Zusätzlich wurden Porengrößenverteilungen für die MG-Gele bestimmt. Die Resultate verifizierten einen für MG-Gele postulierten Kristallisationsprozess und wurden durch CryoSEM-Bilder und Image Analysis bestätigt. Die PFG-NMR-Ergebnisse der W/O-Emulsionen wurden mit vier verschiedenen Modellen gefittet, die im Rahmen der Arbeit entwickelt wurden und unterschiedliche Diffusion der Wassermoleküle annehmen. Alle Modelle zeigten individuelle Defizite, da die reale Bewegung der Wassermoleküle in den W/O-Emulsionen komplexer als angenommen ist. Nicht flokkulierte und flokkulierte Emulsionen konnten charakterisiert und die Tropfen- und Aggregatgröße sowie der effektive Diffusionskoeffizient berechnet werden. Die Ergebnisse wurden anhand von CSLM-Bildern und Image Analysis untermauert.

Abstrakt in Englisch

Both series of monoglyceride gels samples with different monoglyceride concentration of two monoglycerides C14 and C16/18 and series of water-in-oil emulsions that differ from flocculation, water concentration and biopolymer have been investigated by means of PFG NMR. Aim of the measurements was to determine microstructural parameters characterising such heterogenous systems. For the monoglyceride gels a return-to-the-origin probability, the average surface-to-volume ratio of the pore space as well as the tortuosity and dimensionality of the network could be calculated on the basis of echo attenuation and diffusion curves. Additionally pore size distributions have been determined for the monoglyceride gels. The results verify a postulated crystallisation process for monoglyceride gels and were validated by CryoSEM images and image analysis. The PFG NMR findings of the water-in-oil emulsions have been fitted with four various models which were developed in the context of this thesis and assume different diffusion behaviour of the water molecules. All models show individual deficits as the real movement of water molecules in the water-in-oil emulsions is more complex than assumed. Non flocculated and flocculated emulsions could be characterised and the droplet and aggregate size as well as the effective diffusion coefficient could be calculated. The results have been corroborated by CSLM images and image analysis.