Was verursacht die „Tränen“ in Joghurtgetränken?

Fluiddynamische Instabilitäten sind in vielen verschiedenen alltäglichen Dingen vorhanden. Die berühmten Tränen im Wein zum Beispiel sind ein klassisches Beispiel für einen Marangoni-Effekt , bei dem Oberflächenspannungsgradienten aufgrund von Verdunstung eine Instabilität verursachen.

Ich bin kürzlich auf eine Instabilität gestoßen, die auftritt, wenn Sie gerade ein Glas mit Joghurtgetränk geleert haben und nur noch ein Film des Getränks an den Wänden des Glases zurückbleibt. Im Laufe von etwa einer Minute entsteht ein tränenartiges Muster, das wie unten gezeigt aussieht:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe darüber nachgedacht, was diesen Effekt verursachen kann. Es scheint einem Marangoni-Effekt etwas ähnlich zu sein, aber angesichts der Inhaltsstoffe des Joghurtgetränks können wir eine Verdunstung in diesem Zeitraum sicher ausschließen. Ein weiterer möglicher Effekt, der dies erklärt, wäre ein viskoser Fingersatz , aber dazu muss meines Erachtens die Gasphase angetrieben werden, was hier nicht der Fall ist. Oder ist es vielleicht eine „Oberflächenversion“ einer Rayleigh-Taylor-Instabilität ? Oder hängt es vielleicht mit der nicht-newtonschen Natur des Joghurtgetränks zusammen?

Zusammenfassend: Ich weiß nicht, welche Instabilität ich sehe, und ich würde gerne wissen, was dieses Muster auf dem Glas mit Joghurtdrink verursacht! Weiß jemand, was es verursacht?

Antworten (1)

Joghurt ist eine ausgeflockte Suspension von Caseinmizellen. Die Säure, die von den in der Milch wachsenden Bakterien abgesondert wird, destabilisiert die Kaseinpartikel und sie aggregieren zusammen. Da der Volumenanteil der Kaseinpartikel in Milch hoch ist, bilden die aggregierten Partikel ein Gel. Dieses Bild , das schamlos aus Wikipedia gestohlen wurde, veranschaulicht schematisch, wie dies geschieht:

Ausgeflocktes Gel

Joghurtgetränk ist jedoch verdünnter Joghurt, daher ist der Volumenanteil der Kaseinpartikel geringer und es sind nicht genug davon vorhanden, um die für ein Gel erforderlichen raumfüllenden Netzwerke zu bilden. Stattdessen neigen sie dazu, dichtere Aggregate zu bilden, die durch Flüssigkeit getrennt sind, die keine Partikel enthält, und genau das passiert in Ihrem Glas. Die Kaseinmizellen neigen dazu, zusammenzuklumpen, wobei zwischen den Klumpen Bereiche mit klarer Flüssigkeit zurückbleiben.

Die genauen gebildeten Strukturen hängen von den Strömungsbedingungen ab, und ich bin mir nicht sicher, ob ich versuchen möchte, im Voraus vorherzusagen, welche Formen sie bilden werden. An den Wänden Ihres Glases werden sie offensichtlich von der nach unten ablaufenden Flüssigkeit beeinflusst. Vielleicht möchten Sie versuchen, einen dünnen Film des Getränks auf einer flachen Glasoberfläche zu verteilen, und Sie werden wahrscheinlich sehen, wie sich mehr kreisförmige Aggregate bilden.

Sehr verständlich, gut gemacht. Ich habe mich gefragt, ob Sie mit den Marangoni-Effekten im Allgemeinen vertraut sind? Auf der Suche nach etwas Literatur darüber, nicht viel Erfolg. Zum einen kann ich immer noch nicht sehen, wie um alles in der Welt der induzierte Fluss vom Teil mit niedrigerer Oberflächenspannung zu Regionen mit höherer Oberflächenspannung ist, sehr kontraintuitiv (der Gradient verschwindet dann nie!).
Was verursacht die „Tränen“ in Joghurtgetränken?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v