Temperatur und Feinheitsgrad - Einfluss auf rheologische Eigenschaften

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Arbeitsgemeinschaft Getreideforschung e.v.

1 Arbeitsgemeinschaft Getreideforschung e.v., Detmold Temperatur und Feinheitsgrad - Einfluss auf rheologische Eigenschaften Dipl.-Ing. Sabine Botterbrodt, AGF e.v., Detmold Dr. Klaus Münzing, BfEL, Detmold Dipl. oec.troph Jana Haase, DIGeFa GmbH, Detmold

2 Material und Voruntersuchungen! drei verschiedene Weizenmehle T 550 n1 n2 n3 griffig normal weich» ohne Ascorbinsäurebehandlung 1. Siebanalyse 2. Messung der Stärkebeschädigung mittels SDmatic, WRC und DSC 3. / Extensogramm

3 Musterspezifikation Ausgangsmehle T 550 n1 [% i.tr.] 13,6 Proteingehalt [% i.tr.] 14,6 Feuchtklebergehalt 33,6 Mineralstoffgehalt [% i.tr.] 0,56 n2 [% i.tr.] 14,6 Proteingehalt [% i.tr.] 12,2 Feuchtklebergehalt 28,4 Mineralstoffgehalt [% i.tr.] 0,56 n3 [% i.tr.] 14,3 Proteingehalt [% i.tr.] 10,6 Feuchtklebergehalt 22,7 Mineralstoffgehalt [% i.tr.] 0,59

4 Versuchsplanung - Einflussfaktoren 1. Feuchtigkeit» Offen gelagert (Hordentrockner): 30 C 2. Temperatur» Geschlossen gelagert (Hordentrockner): 40, 45 u. 50 C 3. Feinheitsgrad» Sichtermühle ZPS ( 1 x geprallt, 2 x geprallt; 109 m/s)» Zentrofan (Rotorscheibe 40 Zielgröße m/s) Rheologie :» Turbomühle Rekord A (1 mm; 109 m/s) / Extensogramm» Mühlomat 100 Lechner (0,6 mm; 57 m/s) 4. Walzendruck (Zusatzversuche mit der Sorte Tiger )» Vermahlung: Bühler Mahlautomat und Nachzerkleinerung Glattwalze, Mahlspalt 0» Vermahlung: Pilotanlage BfEL und Nachzerkleinerung Glattwalze, Mahlspalt 0

5 Brabender- nach ICC 115/1 Teigstabilität Teigentwicklungszeit Teigerweichung (12 min nach Max.) Wasseraufnahme (WA): Wassermenge die eingesetzt wird, um Mehl- Wasser-Suspension mit einer Konsistenz von 500 FE herzustellen (in Prozent). Bezug: Mehlfeuchtigkeit 14 % (korr.)

6 Brabender-Extensogramm nach ICC 114/1 Dehnwiderstand (DW) Dehnbarkeit (DB) = Verhältniszahl (VZ) Abstehzeit / Auswertung nach Maximum 135 min Energie 90 min Dehnwiderstand (DW) 45 min Dehnbarkeit (DB)

7 Nullversuch Ausgangsmehle n1 bis n3 Muster n1 - n3 500 FE auf 14 % korr ,6 59,0 58, ,6 55,9 56, ,3 54,0 54,3 Muster n3 Muster n1 Muster n2

8 1. Feuchtigkeit - 30 C offen, Muster n1 bis n3 Muster n1 - n3 Ausgangsmehle ,0 10,1 10,0 500 FE 62,6 60,2 59,1 Korr. 58,1 55,8 54,7 Muster n ,6 14,6 14,3 500 FE 59,0 55,9 54,0 Korr. 58,5 56,6 54,3 Muster n1 DW und DB (geringfügig) DW DB (signifikant) DW DB (geringfügig) Muster n2

9 1. Feuchtigkeit - 30 C offen, Muster n2 : 56,6 Ausgangsmehl n2 : 55,8 Teigentwicklungszeit = Teigstabilität Teigerweichung Muster n2 nach Trocknung (offen 30 C)

10 2. Temperatur - 40/45/50 C, Muster n1 DW und DB = DW ~DB DW DB ~ Muster n1 auf 14 % korr ,6 58, ,1 13,2 58,0 57, ,3 58,4 50 C 40 C 45 C Muster n1

11 2. Temperatur - 40/45/50 C, Muster n2 DW DB ~ DW DB DW DB Muster n2 auf 14 % korr ,6 56, ,3 14,2 56,7 56, ,3 56,4 50 C 45 C 40 C Muster n2

12 2. Temperatur - 40/45/50 C, Muster n3 50 C 45 C Muster n3 auf 14 % korr ,3 54, ,0 13,9 55,0 55, ,1 54,9 40 C Muster n3 DW DB = DW DB ~ DW DB

13 3. Feinheitsgrad! Nachzerkleinerung:» Sichtermühle ZPS ( 1 x geprallt, 2 x geprallt; 109 m/s)» Zentrofan (Rotorscheibe 40 m/s)» Turbomühle Rekord A (1 mm; 109 m/s)» Mühlomat 100 Lechner (0,6 mm; 57 m/s)! Siebanalyse/Luftstrahlsiebung: 45, 75, 100 μm! Stärkebeschädigung:» Amperometrisch (SDmatic)» Thermoanalytisch (DSC)» Gravimetrisch (WRC) Zielgröße Rheologie: / Extensogramm

Methoden zur Bestimmung der Stärkebeschädigung!

14 Methoden zur Bestimmung der Stärkebeschädigung! Thermoanalytisch (DSC), anhand der Abnahme der Desintegrationswärme der Stärkekristallite.! Gravimetrisch, anhand der Wasseraufnahme der Stärke im Sättigungszustand (WRC).! Volumetrische Wasseraufnahme nach Teigbildung bei einer Konsistenz von 500 FE ().! Amperometrisch (SDmatic), anhand der Stromstärke- Abnahme durch Jodbindung der Stärke (AACC 76-33). Quelle: Dr. K. Münzing, BfEL, Detmold

15 Wirkung der Weizeninhaltsstoffe auf die Wasseraufnahme Zusammensetzung Mehlinhaltsstoffe g Inhaltsstoff je 100 g Mehl g Wasseraufnahme je g Inhaltsstoff je 100 g Mehl Wasser Protein (Gluten) 12 1,3 16 intakte Stärke 60 0,4 24 beschädigte Stärke 6 2,0* 12 Pentosane 1,5 7,0 11 *beschädigte Stärke nimmt 5 x mehr Wasser auf als intakte Stärke Quelle: Dr. K. Münzing, BfEL, Detmold

16 Siebanalyse und Stärkebeschädigung...der Ausgangsmehle n1 bis n3 und der mittels Sichtermühle-ZPS (2 x) nachzerkleinerten Mehle Siebanalyse Stärkebeschädigung SDmatic Muster Rückhalt / μm n1 77,7 50,5 32,8 4,60 ZPS 2 x 6,2 0,2 0,0 6,91 n2 68,8 40,3 23,7 4,90 ZPS 2 x 7,3 0,2 0,0 7,11 n3 65,9 39,1 22,5 5,14 ZPS 2 x 8,8 0,3 0,0 7,01

17 3. Nachzerkleinerung - Sichtermühle ZPS Muster n1 Muster n1 auf 14 % korr ,6 58, ,3 61, ,4 60,4 2-fach geprallt 1-fach geprallt Nullversuch n1 DW ~ DB DW DB

18 3. Nachzerkleinerung - Sichtermühle ZPS Muster n2 Muster n2 auf 14 % korr ,6 56, ,2 59, ,7 58,8 2-fach geprallt 1-fach geprallt Nullversuch n2 DW ~ DB DW DB

19 3. Nachzerkleinerung - Sichtermühle ZPS Muster n3 Muster n3 auf 14 % korr ,3 54, ,8 56, ,5 57,1 2-fach geprallt 1-fach geprallt Nullversuch n3 DW ~ DB ~ DW ~ DB ~

20 3. Nachzerkleinerung Zentrofan - Muster n1 bis n3 Zentr. n1 - n3 auf 14 % korr ,1 59, ,8 57, ,7 56,0 Muster n1 - n3 auf 14 % korr ,6 58, ,6 56, ,3 54,3 Muster n3 Muster n1 Muster n2 DW und DB = DW DB DW und DB =

21 3. Nachzerkleinerung Turbomühle - Muster n1 bis n3 Turbo. n1 - n3 Muster n1 - n ,1 13,9 13,7 auf 14 % korr. 58,5 57,2 55,5 Muster n ,6 14,6 14,3 auf 14 % korr. 58,5 56,6 54,3 Muster n1 DW und DB = DW und DB = DW und DB = Muster n2

22 3. Nachzerkleinerung Mühlomat Muster n1 bis n3 Lechner n1 - n3 auf 14 % korr ,8 58, ,7 56, ,5 55,0 Muster n3 Muster n1 - n3 auf 14 % korr ,6 58, ,6 56, ,3 54,3 Muster n1 DW ~ DB ~ DW ~DB DW ~ DB ~ Muster n2

23 Zusammenfassung der Ergebnisse Muster n2 Siebanalyse Rückhalt 75 μm Stärkebeschädigung SDmatic Ausgangsmehl 40,3 4,90 Mühlomat 35,5 5,20 Turbomühle 32,1 5,24 Zentrofan 19,7 5,94 ZPS 1 x 0,4 6,94 ZPS 2 x 0,2 7,11 Siebanalyse korreliert mit dem Anteil modifizierter Stärke und der Erhöhung der WA im. Stärkebeschädigung nimmt zu: Mühlomat Turbomühle Zentrofan Sichtermühle ZPS

24 Zusammenfassung der Ergebnisse: Muster n1 Muster n1 Zielgrößen Einflussgrößen WA DW DB 30 C () ~ ~ ~ 40 C (Temp.) = = 45 C (Temp.) ~ 50 C (Temp.) ~ ~ Muster n1 Einflussgrößen ZPS 2 x ZPS 1 x Zentrofan Turbomühle Mühlomat WA ~ = = Zielgrößen DW ~ = = ~ DB = = ~

25 Zusammenfassung der Ergebnisse: Muster n2 Muster n2 Zielgrößen Einflussgrößen WA DW DB 30 C () ~ ~ 40 C (Temp.) = ~ 45 C (Temp.) ~ 50 C (Temp.) ~ Muster n2 Einflussgrößen ZPS 2 x ZPS 1 x Zentrofan Turbomühle Mühlomat WA ~ ~ ~ Zielgrößen DW ~ = ~ DB =

26 Zusammenfassung der Ergebnisse: Muster n3 Muster n3 Zielgrößen Einflussgrößen WA DW DB 30 C () ~ 40 C (Temp.) = 45 C (Temp.) ~ 50 C (Temp.) Muster n3 Zielgrößen Einflussgrößen WA DW DB ZPS 2 x ~ ~ ZPS 1 x ~ ~ Zentrofan = = Turbomühle = = Mühlomat = ~ ~

27 Zusatzversuch/Modellversuch! Walzendruckeinfluss auf Zielgröße Farinound Extensogramm I. Mehl (T 550) der Weizensorte Tiger mit Bühler Mahlautomat ermahlen, anschließend wurde das Mehl über eine Glattwalze, Mahlspalt = 0 geführt; II. Mehl (T 550, ca. 9 Monate alt, auf Pilotanlage (BfEL) vermahlen) wurde über eine Glattwalze, Mahlspalt = 0 geführt;

28 4. Walzendruckeinfluss Weizenmehl Tiger I Tiger MLU auf 14 % korr ,0 57, ,4 62,1 75 μm: 50,8 (8542) 75 μm: 33,3 (8543) starke Desintegration der Stärke durch Prozessparameter Teigentwicklungszeit und -stabilität Glattwalze, Mahlspalt 0 Tiger Mahlversuch Bühler Mahlautomat DW ~ DB ~

29 4. Walzendruckeinfluss Weizenmehl Tiger I : 57,4 Mehl Bühler Mahlautomat : 62,1 Teigentwicklungszeit Teigstabilität Teigerweichung Mehl nach Glattwalze

30 4. Walzendruckeinfluss Weizenmehl Tiger II Tiger BfEL auf 14 % korr ,0 56, ,6 64,2 75 μm: 53,5 (8544) 75 μm: 30,3 (8545) starke Desintegration der Stärke durch Prozessparameter Teigentwicklungszeit und -stabilität Glattwalze, Mahlspalt 0 Tiger Mahlversuch BfEL-Pilotanlage DW DB ~

31 4. Walzendruckeinfluss Weizenmehl Tiger II : 56,1 Mehl Pilotanlage BfEL : 64,2 Teigentwicklungszeit Teigstabilität Teigerweichung ~ Mehl nach Glattwalze

32 Danksagung! Kampffmeyer Mühlen GmbH (Wesermühle und Ellmühle)» für die Bereitstellung der Mehlmuster! Perten Instruments (Hamburg)» für die Bereitstellung des SDmatic zur Messung der Stärkebeschädigung! Mitarbeiter der BfEL» Durchführung der Nachzerkleinerung, Messung der Stärkebeschädigung! Mitarbeiter der DIGeFa GmbH» Rheologische Untersuchungen und Siebanalyse

DIGeFa GmbH Schützenberg 10 32756 Detmold Fon: + 49 5231 61664-20 Fax: + 49 5231 61664-21 Mail: botterbrodt@digefa.

33 Arbeitsgemeinschaft Getreideforschung e.v., Detmold Spannst du eine Saite zu stark, wird sie reissen. Spannst du sie zu schwach, kannst du nicht auf ihr spielen. Buddha Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! DIGeFa GmbH Schützenberg Detmold Fon: Fax: Mail: botterbrodt@digefa.net Web: AGF e.v. Schützenberg Detmold Fon: Fax: Mail: info@agf-detmold.de Web: Dipl.-Ing. Sabine Botterbrodt

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