Vergleich der Partikelform innerhalb eines Größenbereiches je

innerhalb des Größenbereiches von 3-60 μm. Dabei weist das Magermilchpulver die besten Formwerte hinsichtlich der Zirkularität, der Elongation und Konvexität auf. Mit 0,862 als Zirkularitätswert erreichen die Magermilchteilchen die rundeste Form aller Partikel. Mit 0,390 besitzt das Magermilchpulver den niedrigsten Elongationswert, was auf ein ausgeglichenes Längen-Breiten-Verhältnis schließen lässt. Die Oberfläche ist nahezu glatt, da der Konvexitätswert mit 0,969 fast den Wert 1 erreicht, was eine perfekte Glättung der Oberfläche bedeuten würde. Den niedrigsten Zirkularitätswert hat die Schokolade mit 0,828. Auch die Rauheit mit einem Wert von 0,961 und die Elongation mit einem Wert von 0,471 zeigen eher schlechtere Formwerte als die anderen Proben. Es ist anzumerken, dass die Formwerte der Schokolade eigentlich innerhalb der Wertspanne der 3 Einzelzutaten liegen müssten. So werden bei der Einzelzerkleinerung von Magermilchpulver, Kakaomasse und Zucker gleiche oder bessere Ergebnisse erzielt als bei einer normalen Zerkleinerung mit allen Zutaten zusammen.

Dies könnte daran liegen, dass sich die Einzelzutaten während des Zerkleinerns von Schokolade gegenseitig beeinflussen. Eine Erklärung wäre vielleicht, dass das von der Konsistenz her weichere Magermilchpulver bei der Einzelzerkleinerung in runde Partikel geformt wird und bei der Schokoladenzerkleinerung durch den kantigen Zucker eher unregelmäßig geformt wird.

Tab. 13: Formwerte der Partikel von 3-60 μm bei der Kugelmühlenzerkleinerung

Kugelmühle 3-60 μm Zirkularität VarK Elongation VarK Konvexität VarK

Zucker 0,847 2,581 0,461 2,742 0,969 0,789

Magermilchpulver 0,862 0,509 0,390 3,960 0,969 0,681

Kakaomasse 0,851 3,303 0,479 3,020 0,960 1,194

Schokolade 0,828 3,189 0,471 1,738 0,961 1,122

In der Tab. 14 sind die Formwerte der Partikel im Größenbereich von 3-10 μm der Kugelmühlenversuche dargestellt. Wie bereits zuvor erwähnt, liegt der Hauptanteil der gemessenen Partikel in diesem Größenbereich. Deshalb sind die Werte der Zirkularität, Elongation und Konvexität, verglichen mit den Werten in der Tab. 13, bei allen Proben nahezu identisch. Daraus könnte man schließen, dass die Partikel über 10 μm einen sehr geringen oder keinen Einfluss auf das Gesamtergebnis der Formanalyse in dem Größenbereich von 3-60 μm bewirken. Jedoch ist die Betrachtung der anderen Fraktionen durchaus interessant, um Unterschiede hinsichtlich der Formparameter bei den größeren Partikeln zu erkennen.

Tab. 14: Formwerte der Partikel von 3-10 μm bei der Kugelmühlenzerkleinerung

Kugelmühle 3-10 μm Zirkularität VarK Elongation VarK Konvexität VarK

Zucker 0,849 2,558 0,458 2,931 0,970 0,777

Magermilchpulver 0,867 0,503 0,388 3,733 0,973 0,683

Kakaomasse 0,852 3,265 0,479 3,195 0,961 1,164

Schokolade 0,831 3,166 0,469 1,942 0,963 1,101

Die Tab. 15 zeigt die Formwerte der Partikel im Größenbereich von 10-20 μm der Kugelmühlenversuche. Verglichen mit den Werten der Fraktionen von 3-60 μm bzw. 3-10 μm tritt eine deutliche Verschlechterung aller Formparameter bei allen Proben auf. Lediglich die Kakaomasse weist weiterhin einen annähernd gleichen Elongationswert von 0,478 auf. Die besten Ergebnisse erreichten erneut die Partikel des Magermilchpulvers mit einem Zirkularitätswert von 0,801, einem Elongationswert von 0,400 und einem Konvexitätswert von 0,940. Die Schokoladenprobe weist den schlechtesten Zirkularitätswert von 0,744 auf. Der hohe Elongationswert von 0,514 deutet an, dass die Zuckerpartikel in diesem Größenbereich ein sehr unausgewogenes Längen-Breiten-Verhältnis haben und teilweise stäbchenförmig vorliegen könnten. Hinsichtlich der Konvexität sind bei allen Proben nur kleine Unterschiede sichtbar, jedoch die Kakaomassepartikel hier eher eine rauere Oberfläche aufweisen.

Tab. 15: Formwerte der Partikel von 10-20 μm bei der Kugelmühlenzerkleinerung

Kugelmühle 10-20 μm Zirkularität VarK Elongation VarK Konvexität VarK

Zucker 0,759 3,049 0,514 2,324 0,930 0,973

Magermilchpulver 0,801 0,659 0,400 6,106 0,940 1,223

Kakaomasse 0,753 2,538 0,478 1,402 0,918 1,246

Schokolade 0,744 3,007 0,494 2,355 0,926 1,284

In der Partikelfraktion von 20-60 μm kam es erneut zu deutlichen Veränderungen der Formwerte, zu sehen in Tab. 16. Hinsichtlich der Rundheit und Rauheit der Partikel verschlechterten sich die Zirkularitäts- und Konvexitätswerte bei allen Proben der Kugelmühlenversuche. Es ist jedoch erstaunlich, dass die Elongationswerte der Zucker-, Kakaomasse- und Schokoladenpartikel im Vergleich zu der Fraktion von 10-20 μm gesunken sind, also auf ein ausgeglichenes Längen-Breiten-Verhältnis hindeuten. Erneut erreichen die Magermilchpulverpartikel die besten Formwerte aller Proben. Der Zirkularitätswert von 0,774 liegt deutlich über dem niedrigsten Zirkularitätswert der Kakaomasse mit 0,583. Die Partikel der Kakaomasse besitzen in diesem Größenbereich auch eine deutlich rauere Oberfläche, was der niedrige Konvexitätswert von 0,811 belegt.

Tab. 16: Formwerte der Partikel von 20-60 μm bei der Kugelmühlenzerkleinerung

Kugelmühle 20-60 μm Zirkularität VarK Elongation VarK Konvexität VarK

Zucker 0,743 4,786 0,436 14,036 0,900 2,960

Magermilchpulver 0,774 1,438 0,431 12,181 0,917 2,159 Kakaomasse 0,583 8,817 0,450 17,180 0,811 3,915

Schokolade 0,719 3,183 0,484 1,071 0,914 1,249

Es folgen die Ergebnisse der Walzenzerkleinerung von der Schokolade, des Magermilchpulvers, der Kakaomasse und des Zuckers. Die Formwerte der Versuchsproben in dem Größenbereich von 3-60 μm sind in der Tab. 17 dargestellt. Die Walzenzerkleinerung des Magermilchpulvers erzeugt mehr unregelmäßige Partikelformen, was der niedrige Zirkularitätswert von 0,811 und der niedrige Konvexitätswert von 0,953 zeigen. Sie sind weniger rund geformt und etwas rauer an der Oberfläche gestaltet im Vergleich zu den anderen Versuchsproben. Dies könnte dadurch erklärt werden, dass Magermilchpulver wegen der weicheren Konsistenz sehr platt gewalzt wird.

Die vor dem Zerkleinern schon unregelmäßigen Formen der Magermilchpartikel könnten nach dem Walzen noch stärker ausgeprägt sein. Eventuell werden während des Walzvorgangs auch Poren und Zerklüftungen zerdrückt, die den Effekt einer rauen Oberfläche und einer unrunden Form steigern. Die besten Werte hinsichtlich aller Formparameter weist hier die Schokolade auf.

Der Zirkularitätswert liegt bei 0,876 und hat von allen Proben in diesem Größenbereich die rundeste Partikelform. Die Oberfläche kann mit einem Konvexitätswert von 0,977 als glatt bezeichnet werden. Auch der niedrige Elongationswert von 0,386 weist auf ein mehr ausgeglichenes Verhältnis der Partikellänge zur Partikelbreite. Auffällig ist hier, dass die Walzenzerkleinerung der Schokolade bessere Ergebnisse liefert als die Einzelzerkleinerung der Schokoladenbestandteile. Ähnlich wie bei den Kugelmühlenversuchen beeinflussen sich wahrscheinlich die Partikel der verschiedenen Zutaten gegenseitig während des Zerkleinerns der Schokoladenmasse.

Tab. 17: Formwerte der Partikel von 3-60 μm bei der Walzenzerkleinerung

Walze 3-60 μm Zirkularität VarK Elongation VarK Konvexität VarK

Zucker 0,864 1,645 0,399 3,771 0,974 0,427

Magermilchpulver 0,811 1,323 0,436 2,093 0,953 0,451

Kakaomasse 0,858 1,383 0,485 2,099 0,966 0,384

Schokolade 0,876 1,104 0,386 2,824 0,977 0,293

Vergleicht man die Partikelform der walzenzerkleinerten Proben im Größenbereich von 3-10 μm, dargestellt in Tab. 18, mit den Werten der Partikel im Größenbereich von 3-60 μm (Tab.

17), fällt auf, dass sich die Formwerte kaum ändern und nahezu identisch sind. Der Grund ist die sehr hohe Anzahl der Partikel in dem Größenbereich von 3-10 μm. Es scheint so, dass die weitaus wenigen, aber größeren Partikel einen sehr kleinen Einfluss auf das volumengewichtete Ergebnis im Bereich von 3-60 μm haben. Eine Betrachtung der Formwerte ab einer Partikelgröße von 10 μm ist dennoch von Interesse.

Tab. 18: Formwerte der Partikel von 3-10 μm bei der Walzenzerkleinerung

Walze 3-10 μm Zirkularität VarK Elongation VarK Konvexität VarK

Zucker 0,865 1,632 0,400 3,699 0,974 0,418

Magermilchpulver 0,814 1,320 0,435 2,172 0,955 0,456

Kakaomasse 0,860 1,384 0,485 2,199 0,967 0,375

Schokolade 0,878 1,119 0,386 2,678 0,978 0,298

Die Tab. 19 zeigt die Ergebnisse der Formanalyse der walzenzerkleinerten Proben in einem Größenbereich von 10-20 μm. Ab einer Partikelgröße von 10 μm treten deutlich schlechtere Formwerte auf. Lediglich die zerkleinerten Zuckerpartikel weisen einen verbesserten Elongationswert von 0,351 auf. Die Zuckerpartikel besitzen in diesem Größenbereich die besten Werte hinsichtlich aller Formparameter. Der Zirkularitätswert beträgt 0,810 und der Konvexitätswert beträgt 0,957. Die Schokoladenpartikel erreichen hier ähnlich hohe Formwerte wie die Zuckerpartikel. Die geringste Zirkularität mit einem Wert von 0,712 hat das Magermilchpulver. Weiterhin deutet der niedrige Konvexitätswert von 0,907 auf eine rauere Oberflächenbeschaffenheit hin. Ein sehr unausgeglichenes Längen-Breiten-Verhältnis haben in dieser Fraktion die Kakaomassepartikel mit einem Elongationswert von 0,502.

Tab. 19: Formwerte der Partikel von 10-20 μm bei der Walzenzerkleinerung

Walze 10-20 μm Zirkularität VarK Elongation VarK Konvexität VarK

Zucker 0,810 2,718 0,351 9,387 0,957 1,007

Magermilchpulver 0,712 0,971 0,463 1,765 0,907 0,219

Kakaomasse 0,775 1,017 0,502 7,550 0,923 0,674

Schokolade 0,807 0,846 0,400 7,668 0,954 0,203

Wie der Tab. 20 zu entnehmen ist, verschlechtern sich die Formwerte aller Versuchsproben hinsichtlich der Zirkularität und der Konvexität in dem Größenbereich von 20-60 μm. Es treten jedoch Verbesserungen des Längen-Breiten-Verhältnisses bei den Partikeln des Magermilch-pulvers, der Kakaomasse und der Schokolade auf. Lediglich der Elongationswert der Zuckerpartikel erhöht sich auf 0,481 und hat damit das schlechteste Längen-Breiten-Verhältnis in dieser Fraktion. Jedoch ist die Oberfläche des Zuckers sehr glatt geformt, was der höchste Konvexitätswert von 0,946 belegt. Die Schokoladenpartikel weisen die rundeste Form und ein

niedriges Längen-Breiten-Verhältnis auf mit Werten von 0,763 bei der Zirkularität und 0,334 bei der Elongation. Die ungünstigsten morphologischen Eigenschaften besitzen in dieser Fraktion die Partikel des Magermilchpulvers und der Kakaomasse mit sehr niedrigen Werten hinsichtlich der Rundheit und Konvexität.

Tab. 20: Formwerte der Partikel von 20-60 μm bei der Walzenzerkleinerung

Walze 20-60 μm Zirkularität VarK Elongation VarK Konvexität VarK

Zucker 0,758 2,112 0,481 17,391 0,946 2,268

Magermilchpulver 0,640 0,521 0,459 4,108 0,866 0,587

Kakaomasse 0,606 4,204 0,427 2,149 0,889 2,409

Schokolade 0,763 3,438 0,334 9,498 0,931 0,879