Stoffdatenermittlung von Hefe

Teil 2: Rheologische Untersuchungen von Bierhefesuspensionen

Abstract

Ein sicherer Betrieb der im Technologieablauf eingesetzten Prozeßtechnik basiert auf Kenntnis der im Microengineeringbereich ablaufenden Vorgänge des Impuls-, Energie- und Stofftransportes. Diese sind unmittelbar von den eingehenden Stoffkennwerten wie Viskosität, Dichte, Wärmeleitfähigkeit und Diffusionskoeffizient abhängig. Insbesondere bei biotechnologischen Verfahren stellen die in der Literatur recherchierten Stoffdaten nicht den neuesten wissenschaftlichen Stand dar, da aufgrund des Standes der Meßtechnik vorhandene, insbesondere fluiddynamische Kennwerte nicht das in der Prozeßführung auftretende Deformationsverhalten beschreiben und somit einer sicheren Apparatedimensionierung entgegenstehen. In Fortsetzung der Untersuchungen zur Erfassung der Dichte von Hefesuspensionen wurde die Bestimmung der Stoffdaten auf die Ermittlung von rheologischen Kennwerten erweitert. Vorgestellt wird eine Meßmethodik zur Bestimmung der fluiddynamischen Kenndaten von orginären Hefezellensuspensionen in Abhängigkeit von der Konzentration und Temperatur. Als Hauptstörgröße bei der Durchführung der rheologischen Messungen in einer konventionellen offenen Meßzelle erwies sich die kontinuierliche Bildung von CO₂. Deshalb wurde die Anwendung einer geschlossenen Meßzelle in einem Rotationsviskosimeter erfolgreich untersucht. Eindeutig wurde nicht-Newtonsches Fließverhalten nachgewiesen. Im Ergebnis der Untersuchungen werden das rheologische Deformationssystem, deren beschreibende Parameter sowie Gleichungen zur schergeschwindigkeitsabhängigen Berechnung der effektiven Viskosität definiert.