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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
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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.
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