Verfahrenstechnik Formeln: Schäumen, Trocknen, Kälte & Elektroprozesse

1. Schäumen & Emulgieren (VT-V-01)

Sedimentationsgeschwindigkeit (Stokes-Gleichung)

Die Sedimentationsgeschwindigkeit $v_c$ wird beschrieben durch:

$$v_c = \frac{1}{18} \frac{\Delta\rho \cdot g \cdot x_B^2}{\eta_{cont}}$$
wobei:

• $\Delta\rho$ = Dichtedifferenz (kg/m³)
• $g$ = Erdbeschleunigung (9,81 m/s²)
• $x_B$ = Durchmesser kugelförmiges Teilchen (m)
• $\eta_{cont}$ = Dynamische Viskosität der kontinuierlichen Phase (Pa·s)

Bedeutung: Geschwindigkeit, mit der Partikel/Blasen sedimentieren oder aufrahmen.

Einheit: m/s

Anwendung: Emulsionsstabilität, Creaminggeschwindigkeit.

Beispiel: Wassertropfen ($\text{ø } 10 \,\mu\text{m}$) in Öl sinken mit:

• $\Delta\rho = 100 \,\text{kg/m}^3$
• $\eta = 0,05 \,\text{Pa}\cdot\text{s}$
• $v = \frac{1}{18} \frac{100 \cdot 9,81 \cdot (10^{-5})^2}{0,05} \approx 1,09 \times 10^{-5} \,\text{m/s} = 0,039 \,\text{mm/h}$

Schubspannung in laminarer Strömung

$$\tau = \eta \cdot \dot{\gamma}$$

Bedeutung: Kraft pro Fläche, die auf Tropfen/Blasen einwirkt.

Einheit: Pa

Parameter:

• $\eta$ = Viskosität (Pa·s)
• $\dot{\gamma}$ = Schergeschwindigkeit (s⁻¹)

Anwendung: Bestimmung deformierender Kräfte beim Emulgieren.

Beispiel: Fluid mit $\eta = 0,1 \,\text{Pa}\cdot\text{s}$, Schergeschwindigkeit $\dot{\gamma} = 100 \,\text{s}^{-1}$:

• $\tau = 0,1 \cdot 100 = 10 \,\text{Pa}$

Reynolds-Schubspannung (turbulente Strömung)

$$\tau_R = \frac{1}{2} \rho \cdot \bar{v}^2$$

Bedeutung: Schubspannung durch Trägheitskräfte in turbulenter Strömung.

Einheit: Pa

Parameter:

• $\rho$ = Dichte (kg/m³)
• $\bar{v}$ = mittlere Strömungsgeschwindigkeit (m/s)

Anwendung: Hochdruckhomogenisatoren, Rotor-Stator-Systeme.

Beispiel: Wasser mit $\rho = 1000 \,\text{kg/m}^3$, $\bar{v} = 10 \,\text{m/s}$:

• $\tau_R = \frac{1}{2} \cdot 1000 \cdot 10^2 = 50000 \,\text{Pa} = 50 \,\text{kPa}$

Laplace-Gleichung (kapillarer Drucküberschuss)

Allgemeine Form:

$$\Delta p_K = \sigma \left( \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \right)$$
Für Kugel ($x$ = Durchmesser):

$$\Delta p_K = \frac{4\sigma}{x}$$

Bedeutung: Innendruck in Tropfen/Blase; stabilisiert kugelförmige Struktur.

Einheit: Pa

Parameter:

• $\sigma$ = Oberflächenspannung (N/m oder mN/m)
• $R_1, R_2$ = Krümmungsradien (m)
• $x$ = Durchmesser (m)

Anwendung: Tropfen-/Blasenstabilität; Ostwald-Reifung (große Blasen „gewinnen“).

Beispiel: Öl-in-Wasser-Emulsion mit $\sigma = 30 \,\text{mN/m} = 0,03 \,\text{N/m}$:

• Große Tropfen ($\text{ø } 100 \,\mu\text{m}$): $\Delta p_K = \frac{4 \cdot 0,03}{100 \cdot 10^{-6}} = 1200 \,\text{Pa}$
• Kleine Tropfen ($\text{ø } 1 \,\mu\text{m}$): $\Delta p_K = \frac{4 \cdot 0,03}{1 \cdot 10^{-6}} = 120000 \,\text{Pa}$

→ Kleine Tropfen haben höheren Innendruck → thermodynamisch instabil.

Weberzahl (dimensionslose Kennzahl)

$$\text{We} = \frac{\tau \cdot x}{4\sigma}$$

Bedeutung: Verhältnis deformierende Kräfte / stabilisierende Grenzflächenkräfte.

Einheit: dimensionslos

Interpretation:

• $\text{We} \ll \text{We}_c$ : Keine Verformung/Aufbruch
• $\text{We} = \text{We}_c$ : Kritische Weberzahl (Aufbruchgrenze)
• $\text{We} > \text{We}_c$ : Tropfen/Blase bricht auf

Anwendung: Auslegung von Emulgier-/Schäumverfahren.

Beispiel: Luft-Blase in Wasser ($\sigma = 0,072 \,\text{N/m}$):

• Schubspannung $\tau = 100 \,\text{Pa}$, Blasendurchmesser $x = 100 \,\mu\text{m}$
• $\text{We} = \frac{100 \cdot 100 \cdot 10^{-6}}{4 \cdot 0,072} \approx 0,035$

Gesamtgrenzfläche dispergierter Kugeln

$$A_{\text{Grenzfläche}} = n \cdot \pi \cdot D^2$$

Bedeutung: Oberfläche aller Tropfen/Blasen; bestimmt Emulgatorbedarf.

Einheit: m²

Parameter:

• $n$ = Anzahl Tropfen/Blasen
• $D$ = Durchmesser (m)

Anwendung: Berechnung erforderliche Emulgatormenge.

Beispiel: 1 Liter Emulsion mit gleichmäßigen Tropfen ($\text{ø } 10 \,\mu\text{m}$):

• Tropfenvolumen: $V_T = \frac{\pi D^3}{6} = \frac{\pi (10 \cdot 10^{-6})^3}{6} \approx 5,24 \times 10^{-16} \,\text{m}^3$
• Tropfenanzahl: $n = \frac{10^{-3}}{5,24 \cdot 10^{-16}} \approx 1,9 \times 10^{12}$
• Grenzfläche: $A = 1,9 \times 10^{12} \cdot \pi \cdot (10 \cdot 10^{-6})^2 \approx 600 \,\text{m}^2$

Overrun (OR)

$$\text{OR [\%]}=\frac{V_{\text{Schaum}}}{V_{\text{Flüssigkeit}}} \cdot 100 = \frac{\rho_{\text{Flüssigkeit}} - \rho_{\text{Schaum}}}{\rho_{\text{Schaum}}} \cdot 100$$

Bedeutung: Volumenerhöhung durch Luft in Schaum.

Einheit: %

Interpretation:

• OR = 0 % : Keine Luft
• OR = 100 % : Schaum doppelt so voluminös wie Ausgangsflüssigkeit
• OR = 200 % : Schaum dreifach so voluminös

Anwendung: Schäumtests, Qualitätskontrolle Speiseeis, Schlag-/Schaumsahne.

Beispiel: Schlagsahne: Flüssigkeit 1 Liter, nach Schäumen 2 Liter Schaum:

• $\text{OR} = \frac{2}{1} \cdot 100 = 200 \,\%$

Gasanteil (Porenvolumen, $\theta_V$)

$$\theta_V = \frac{V_{\text{Gas}}}{V_{\text{Schaum}}}$$

Bedeutung: Volumenanteil Gas im Schaum.

Einheit: dimensionslos (oder %)

Zusammenhang mit Overrun (OR als Verhältnis, nicht Prozentangabe):

$$\theta_V = \frac{\text{OR}}{1 + \text{OR}}$$

Beispiel:

• OR = 100 % = 1,0 $\rightarrow \theta_V = \frac{1}{1+1} = 0,5 = 50 \,\%$ Gas
• OR = 200 % = 2,0 $\rightarrow \theta_V = \frac{2}{1+2} = 0,667 = 66,7 \,\%$ Gas

2. Fest-Flüssig-Trennung & Trocknung (VT-V-06)

Sedimentationsgeschwindigkeit (statischer Sedimenter)

$$v = \frac{1}{18} \frac{\Delta\rho \cdot g \cdot d^2}{\eta_{cont}}$$

Bedeutung: Sinkgeschwindigkeit von Feststoffen in Flüssigkeit unter Gravitation.

Einheit: m/s

Anwendung: Auslegung von Sedimentern; Feinanteilvorhersage.

Beispiel: Kartoffelstärkepartikel ($\text{ø } 20 \,\mu\text{m}$) in Wasser absetzen:

• $\Delta\rho = 1500 - 1000 = 500 \,\text{kg/m}^3$
• $\eta_{cont} = 0,001 \,\text{Pa}\cdot\text{s}$ (Wasser, 20 °C)
• $v = \frac{1}{18} \frac{500 \cdot 9,81 \cdot (20 \cdot 10^{-6})^2}{0,001} \approx 1,09 \times 10^{-3} \,\text{m/s} = 3,9 \,\text{mm/h}$

→ Für 1 m Sinkstrecke: $\approx 256$ Stunden $\approx 10$ Tage.

Stokes-Gleichung in Zentrifuge

$$v = \frac{1}{18} \frac{\Delta\rho \cdot \omega^2 \cdot r \cdot d^2}{\eta_{cont}}$$

Bedeutung: Sedimentation unter Zentrifugalkraft (nicht Gravitation).

Parameter zusätzlich:

• $\omega$ = Winkelgeschwindigkeit (rad/s)
• $r$ = Drehachsenabstand (m)

Anwendung: Zentrifugation; Dekanter; Separator.

Schleuderziffer (Zentrifugenkennzahl, $Z$)

$$Z = \frac{a}{g} = \frac{\omega^2 r}{g} = \frac{(2\pi n)^2 r}{g}$$

Bedeutung: Wieviel-Fache der Erdbeschleunigung wirkt in der Zentrifuge.

Einheit: dimensionslos ($\times g$)

Parameter:

• $n$ = Drehzahl (1/s oder rpm)

Anwendung: Vergleich Sedimenter vs. Zentrifuge.

Beispiel: Tellerzentrifuge: $n = 3000 \,\text{rpm} = 50 \,\text{s}^{-1}$, $r = 0,05 \,\text{m}$:

• $Z = \frac{(2\pi \cdot 50)^2 \cdot 0,05}{9,81} \approx 502$

→ 502-fache Erdbeschleunigung!

Absolute Feuchte der Luft ($X$)

$$X = \frac{m_{W,d}}{m_L}$$

Bedeutung: Wasserdampfmasse pro kg trockener Luft.

Einheit: kg Wasser / kg trockener Luft (g/kg)

Parameter:

• $m_{W,d}$ = Masse Wasserdampf (kg)
• $m_L$ = Masse trockener Luft (kg)

Anwendung: Mollier-i,X-Diagramm; Konvektionstrocknung; Luftentfeuchtung.

Beispiel: Luft bei 20 °C, 50 % relative Feuchte:

• $X \approx 7,3 \,\text{g/kg}$ (aus Mollier-Diagramm)
• Bei 80 °C, 50 % rel. Feuchte: $X \approx 32 \,\text{g/kg}$

→ Warme Luft kann viel mehr Wasser aufnehmen.

C-Wert (nicht-enzymatische Bräunung, Maillard)

$$C = \sum_i \frac{\Delta t_i}{t_{\text{zulässig}, i}}$$

Bedeutung: Kumulativer Bräunungsgrad während Trocknung.

Einheit: dimensionslos

Zielbereich: $C \le 1$ (akzeptabel)

Anwendung: Optimierung Trocknungsprogramm; Farbkontrolle Pasta, Brot.

Beispiel: Teigwaren-Trocknung mit zwei Phasen:

• Phase 1: 60 °C, 2 h $\rightarrow t_{\text{zulässig}} = 480 \,\text{min} \rightarrow$ Anteil = $\frac{120}{480} = 0,25$
• Phase 2: 80 °C, 1 h $\rightarrow t_{\text{zulässig}} = 30 \,\text{min} \rightarrow$ Anteil = $\frac{60}{30} = 2,0$

→ $C = 0,25 + 2,0 = 2,25$ (zu braun!) $\rightarrow$ Temperatur Phase 2 senken.

3. Elektrotechnische Verfahren

Ohmsches Gesetz

$$U = R \cdot I$$

Bedeutung: Grundgesetz elektrischer Schaltungen.

Einheit: V = $\Omega \cdot \text{A}$

Parameter:

• $U$ = Spannung (Volt)
• $R$ = Widerstand (Ohm)
• $I$ = Stromstärke (Ampere)

Anwendung: Ohmic Heating (OH); Dimensionierung Elektroden.

Beispiel: Lebensmittel mit $R = 50 \,\Omega$, angelegte $U = 480 \,\text{V}$:

• $I = \frac{480}{50} = 9,6 \,\text{A}$

Elektrische Leitfähigkeit ($\sigma$)

$$\sigma = \frac{I \cdot L}{U \cdot A}$$

Bedeutung: Maß für Fähigkeit des Materials, Strom zu leiten.

Einheit: S/m (Siemens pro Meter)

Parameter:

• $L$ = Elektrodenabstand (m)
• $A$ = Querschnittsfläche der Elektroden (m²)

Anwendung: Material- & Prozessauswahl für OH; typischer Bereich: 0,1 – 5 S/m.

Beispiel: Salzwasser: $\sigma \approx 5 \,\text{S/m}$ (leitfähig). Reine Öle: $\sigma \approx 0,001 \,\text{S/m}$ (schlecht leitfähig, nicht für OH geeignet).

Elektrische Feldstärke ($E$)

$$E = \frac{U}{d}$$

Bedeutung: Spannung pro Strecke zwischen Elektroden.

Einheit: V/m (oder kV/cm)

Parameter:

• $d$ = Elektrodenabstand (m)

Anwendung: Energieeintrag in OH und PEF; kritische Feldstärke für Elektroporation.

Beispiel: OH-Anlage: $U = 480 \,\text{V}$, $d = 0,02 \,\text{m}$ (2 cm):

• $E = \frac{480}{0,02} = 24000 \,\text{V/m} = 24 \,\text{kV/m}$

PEF für Pflanzenzellen: $E_c \approx 1 \text{ – } 2 \,\text{kV/cm}$ (kritisch).

Energieerzeugungsrate (Joule-Heizung, $Q$)

$$Q = \sigma \cdot E^2$$

Bedeutung: Wärmeleistung pro Volumen, die im Produkt entsteht.

Einheit: W/m³

Anwendung: Voraussage Heizrate in OH-Prozessen.

Beispiel: Salzlösung mit $\sigma = 1 \,\text{S/m}$, $E = 10 \,\text{kV/m} = 10.000 \,\text{V/m}$:

• $Q = 1 \cdot (10.000)^2 = 100.000.000 \,\text{W/m}^3 = 100 \,\text{MW/m}^3$

→ Sehr schnelle Erwärmung!

Elektrische Leistung ($P$)

$$P = U \cdot I$$

Bedeutung: Energieverbrauch pro Zeit.

Einheit: W (Watt) = V $\cdot$ A

Anwendung: Energiebilanz; Betriebskosten.

Beispiel: OH-Anlage: $U = 480 \,\text{V}$, $I = 20 \,\text{A}$:

• $P = 480 \cdot 20 = 9600 \,\text{W} = 9,6 \,\text{kW}$

Wärmemenge ($Q$)

$$Q = P \cdot t = U \cdot I \cdot t$$

Bedeutung: Gesamtenergie als Wärme übertragen.

Einheit: J (Joule) = W$\cdot$s

Beispiel: 9,6 kW-Anlage, Betrieb 10 Minuten = 600 s:

• $Q = 9600 \cdot 600 = 5,76 \times 10^6 \,\text{J} = 5,76 \,\text{MJ} = 1,6 \,\text{kWh}$

Temperaturerhöhung ($\Delta T$)

$$Q = c \cdot m \cdot \Delta T \Rightarrow \Delta T = \frac{Q}{c \cdot m}$$

Bedeutung: Temperaturanstieg aus zugeführter Wärmemenge.

Einheit: K oder °C

Parameter:

• $c$ = spezifische Wärmekapazität (J/(kg$\cdot$K)); für Wasser $\approx 4,2 \,\text{kJ/(kg}\cdot\text{K)}$
• $m$ = Masse (kg)

Beispiel: Milch ($c \approx 3,9 \,\text{kJ/(kg}\cdot\text{K)}$), $m = 10 \,\text{kg}$, $Q = 5,76 \,\text{MJ}$:

• $\Delta T = \frac{5,76 \cdot 10^6}{3900 \cdot 10} \approx 147,7 \,\text{K} \approx 147,7 \,\text{°C}$

→ Von 20 °C auf $\approx 168 \,\text{°C}$ (Pasteurisation möglich).

Gesamtbehandlungsdauer (PEF, $t_{\text{total}}$)

$$t_{\text{total}} = t_p \cdot N_p$$

Bedeutung: Reine Summe aller Pulsdauern.

Einheit: s (Sekunden)

Parameter:

• $t_p$ = Dauer eines einzelnen Pulses (s)
• $N_p$ = Anzahl Pulse

Anwendung: Unterscheidung: echte Behandlungszeit vs. gesamte Prozesszeit.

Beispiel: 1000 Pulse à $2 \,\mu\text{s}$:

• $t_{\text{total}} = 2 \cdot 10^{-6} \cdot 1000 = 2 \cdot 10^{-3} \,\text{s} = 2 \,\text{ms}$

→ Sehr kurz! Aber mit 30 Hz Frequenz dauert Prozess: $\frac{1000}{30} \approx 33,3 \,\text{s}$

Frequenz ($f$)

$$f = \frac{1}{T}$$

Bedeutung: Wiederholungsrate der Pulse pro Sekunde.

Einheit: Hz (Hertz) = 1/s

Anwendung: Elektroporation; Auswirkung auf Zellschädigung (höhere Frequenz $\rightarrow$ schnellere Wirkung).

Beispiel: PEF mit Pulsen alle 33 ms:

• $f = \frac{1}{0,033} \approx 30 \,\text{Hz}$

Prozesszeit ($t_{\text{Prozess}}$)

$$t_{\text{Prozess}} = \frac{N_p}{f}$$

Bedeutung: Gesamtbehandlungszeit (Puls + Pausen).

Einheit: s

Beispiel: 1000 Pulse bei 30 Hz:

• $t_{\text{Prozess}} = \frac{1000}{30} \approx 33,3 \,\text{s}$

Spezifische Energiezufuhr (PEF, $W_t$)

$$W_t = \frac{U^2 C N_p}{2m}$$

Bedeutung: Energiemenge pro Kilogramm Produkt übertragen.

Einheit: J/kg oder kJ/kg

Parameter:

• $U$ = Spannung (V)
• $C$ = Kapazität (F, Farad)
• $N_p$ = Anzahl Pulse
• $m$ = Produktmasse (kg)

Anwendung: Vergleich PEF-Verfahren; Vorhersage Permeabilisierungsgrad.

Beispiel: PEF: $U = 20 \,\text{kV} = 20.000 \,\text{V}$, $C = 100 \,\mu\text{F}$, $N_p = 100$, $m = 1 \,\text{kg}$:

• $W_t = \frac{(20.000)^2 \cdot 100 \cdot 10^{-6} \cdot 100}{2 \cdot 1} = 2000 \,\text{kJ/kg}$

4. Kälteübertragung & Kälteanlagen (VT-V-04)

Enthalpie ($h$)

$$h = u + p \cdot v$$

Bedeutung: Thermodynamische Zustandsgröße; beschreibt Energieinhalt eines Fluids.

Einheit: J/kg

Parameter:

• $u$ = innere Energie (J/kg)
• $p$ = Druck (Pa)
• $v$ = spezifisches Volumen (m³/kg)

Anwendung: Auswertung $h$-log$p$-Diagramme für Kälteanlagen.

Beispiel: Wasser: $h_{\text{flüssig}} = 420 \,\text{kJ/kg}$ (bei 0 °C); Wasserdampf: $h_{\text{dampf}} = 2676 \,\text{kJ/kg}$ (bei 100 °C, 1 bar).

Spezifische Kälteleistung im Verdampfer ($q_0$)

$$q_0 = h_1 - h_3$$

Bedeutung: Wärmemenge pro kg Kältemittel, die im Verdampfer aufgenommen wird.

Einheit: J/kg oder kJ/kg

Anwendung: Berechnung aus $h$-log$p$-Diagramm; Auslegung Verdampfer.

Beispiel: R134a-Anlage:

• $h_1$ (nach Verdampfer, trocken-gesättigt): $246 \,\text{kJ/kg}$
• $h_3$ (vor Drosselorgan, flüssig-gesättigt): $105 \,\text{kJ/kg}$
• $q_0 = 246 - 105 = 141 \,\text{kJ/kg}$

Gesamtkälteleistung ($\dot{Q}_0$)

$$\dot{Q}_0 = \dot{m} \cdot (h_1 - h_3) = \dot{m} \cdot q_0$$

Bedeutung: Wärmemenge pro Zeit, die die Anlage aus dem Kühlraum entzieht.

Einheit: W (Watt) oder kW

Parameter:

• $\dot{m}$ = Kältemittelmassenstrom (kg/s)

Anwendung: Auslegung Kälteanlagen; Vergleich Anlagengrößen.

Beispiel: Kältemittelmassenstrom: $0,1 \,\text{kg/s}$, $q_0 = 141 \,\text{kJ/kg}$:

• $\dot{Q}_0 = 0,1 \cdot 141 \cdot 1000 = 14100 \,\text{W} = 14,1 \,\text{kW}$

→ Anlage entzieht dem Kühlraum 14,1 kW Wärmeleistung.

Coefficient of Performance (COP, Leistungszahl)

$$\text{COP}_{th} = \frac{\dot{Q}_0}{P_{el}}$$

Bedeutung: Effizienz der Kälteanlage; Verhältnis Nutzen (Kälteleistung) zu Aufwand (elektrische Leistung).

Einheit: dimensionslos

Interpretation:

• COP = 3 : Für 1 kW Stromverbrauch entsteht 3 kW Kälteleistung
• COP > 3 : Gut
• COP < 2 : Schlecht; große Temperaturdifferenzen

Anwendung: Energieeffizienz; Betriebskostenprognose.

Beispiel: Kälteanlage: $\dot{Q}_0 = 14,1 \,\text{kW}$, $P_{el} = 5 \,\text{kW}$:

• $\text{COP} = \frac{14,1}{5} = 2,82$

→ Akzeptabel; typisch für mittlere Temperaturdifferenzen ($-10 \,\text{°C} \rightarrow +30 \,\text{°C}$)

5. Feststoff-Textur & DSC (VT-V-10)

Glasübergangstemperatur ($T_g$)

Bedeutung: Temperatur, bei der amorphes Material von glasartig (hart, spröde) in gummiartig (zäh) übergeht.

Einheit: °C oder K

Messmethode: DSC (Differential Scanning Calorimetry); erkennbar als „Step“ in der Kurve.

Anwendung:

• Qualitätskontrolle getrockneter Produkte (Lagerbarkeit, Bruchgefahr)
• Optimierung Trocknungsprozesse (Glasübergangsprozess muss oben stattfinden)
• Struktur-Eigenschafts-Beziehungen

Beispiel:

• Trockene Pasta: $T_g \approx 80 \text{ – } 100 \,\text{°C}$
• Reis: $T_g \approx 50 \text{ – } 60 \,\text{°C}$ (abhängig von Feuchte)
• Höhere Feuchte $\rightarrow$ niedrigerer $T_g$ (Weichmachereffekt)

Schmelztemperatur ($T_m$)

Bedeutung: Temperatur, bei der kristalline Struktur schmilzt (geordnet $\rightarrow$ ungeordnet).

Einheit: °C oder K

Messmethode: DSC; Peak in exothermer Richtung.

Anwendung:

• Bestimmung Kristallinitätsgrad von Stärke, Fetten, Polymeren
• Qualitätskontrolle Fette & Öle (Palmöl: $T_m \approx 35 \,\text{°C}$)
• Prozessoptimierung (z.B. Temperaturprofil Schokolade-Härtung)

Beispiel:

• Kakaobutter: $T_m \approx 34 \text{ – } 38 \,\text{°C}$
• Unterschiedliche Polymorphe (Kristallformen) $\rightarrow$ unterschiedliche $T_m$.

Enthalpieänderung aus DSC-Peak ($\Delta H$)

$$\Delta H = \int \dot{q} \, dt$$

Bedeutung: Fläche unter Peak im DSC-Thermogramm; entspricht Wärmemenge pro Masse.

Einheit: J/g oder J/kg

Anwendung:

• Bestimmung Umwandlungswärme (Schmelz-, Verdampfungs-, Kristallisationswärme)
• Vergleich Produkte vor/nach Verarbeitung (z.B. Verkleisterungsgrad Stärke)
• Quantifizierung Kristallinitätsänderungen

Beispiel:

• Reines Eis: $\Delta H_{\text{Schmelz}} \approx 334 \,\text{J/g}$
• Dient als Kontrolle: War die Trocknung/Verarbeitung erfolgreich?

DSC-Beispiel (Reis):
Roheis:  großer Kristallisationspeak (hohe $\Delta H$)  
Nach Trocknung in 2 Schritten:  
- mit Haltepause: kleinere Peaks (teils amorph)  
- ohne Haltepause: sehr großer Peak (Spannungsabbau fehlgeschlagen)  

→ DSC zeigt, wie Prozessführung die Struktur verändert.

Zusammenfassung: Wichtigste Formeln nach Prozess

Tipps zum Lernen

1. h-logp-Diagramm für Kälteanlagen: Ablesen von $h_1, h_3$ (Enthalpie) und Prozessschritte verstehen.
2. Mollier-i,X-Diagramm für Trocknung: Luftzustände verfolgen (Temperatur $\leftrightarrow$ absolute Feuchte).
3. Stokes-Gleichung merken: $v \propto d^2$ $\rightarrow$ doppelter Durchmesser = 4$ imes$ schnelleres Sinken!
4. DSC-Kurven deuten: Step = Glasübergang, Peak = Schmelz/Kristallisation.
5. Weberzahl: Klein = stabil, Groß = bricht auf.