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Ulrike Schmidt
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Emulgiertechnik

Unsere Forschung folgt dem Prinzip des Produktdesigns, wie es in der folgenden schematischen Darstellung dargestellt ist. Derzeit konzentrieren wir uns auf zwei Forschungsgebiete, die sich gegenseitig ergänzen.

Gestaltung von Emulsionsstrukturen durch Hochdruckhomogenisation und daraus abgeleitete Prozesse

Die laufende Forschung konzentriert sich auf:

  • Konventionelle Hochdruckblenden und innovative Simultane Homogenisier- und Misch- (SHM)-Blenden: Lokale Strömungsverhältnisse und ihr Einfluss auf Tropfendeformation und -aufbruch sowie Mischeffizienz; Entwicklung von In-, On- und Offline-Prozessanalytik; numerische Strömungssimulation; Design von Blenden für spezifische Anwendungen, wie z.B. Schmelzemulsionen oder Emulsionstropfen als nanoskalige und submikrone Verkapselungssysteme
  • Doppelemulsionen vom WOW-Typ: Stabilität - Analytik von Grenzflächen-, Diffusions- und Koaleszenz-Phänomenen; Freisetzung der inneren Wasserphase und verkapselter (Bio-) Aktivstoffe; Strukturanalyse
  • Schmelzemulsionen: Einfluss von Struktur- und Prozessparametern sowie der Molekularstruktur von Additiven auf den physikalischen Zustand von Tropfen/Partikeln in Schmelzemulsionen (einschließlich Solid-Lipid-Nanopartikel SLN); Einfluss des physikalischen Zustands von Tropfen/Partikeln auf die Textur und Stabilität von Produkten auf Schmelzemulsionsbasis

Mit unserer Forschung möchten wir das Verständnis der Auswirkungen der Prozessführung auf die Struktur und Endprodukteigenschaften von dispersen flüssigen Produkten erweitern. Aspekte der Nachhaltigkeit und der Produktqualität resultieren in Prozessinnovationen. Mögliche Anwendungen liegen hauptsächlich im Lebensmittel- und Life-Science-Bereich. Wir haben Kompetenz in allen Dispergier- und Emulgiertechnologien, konzentrieren uns aber derzeit auf die Hochdruckhomogenisation. Nicht nur experimentelle, sondern auch numerische und mikrostrukturbezogene Analysemethoden werden von uns einbezogen und bei Bedarf (weiter-) entwickelt. Wir verfügen über alle relevanten Messtechniken zur Bestimmung des Fließverhaltens / rheologischer Eigenschaften, der Partikel-/Tropfengrößenverteilung, des physikalischen Zustandes der dispergierten Phase, der Grenzflächeneigenschaften, und der Tropfen-, Dispersions- und Emulsionsstabilität. Modellbasiertes Prozessdesign und Geräteentwicklung gehen Hand in Hand mit einem zielgerichteten Produktdesign. Interdisziplinäre Projekte verbinden unsere Forschung mit der Lebensmittel-, Life-Science- und Chemie-Industrie sowie dem Apparatebau.

Grenzflächenfunktionalität von Biopolymeren auf Pektinbasis

Die laufende Forschung konzentriert sich auf:

  • Einsatz von Biopolymeren auf Basis natürlicher und modifizierter Pektine im Hinblick auf ihre emulgierenden und stabilisierenden Eigenschaften: Einfluss der Prozessbedingungen auf Molekülstrukturen und –eigenschaften mit Fokus auf Extraktion; Identifizierung relevanter Molekülgruppen im Hinblick auf das Moleküldesign
  • Mikrogel-Partikel auf Pektinbasis: Produktionswege und ihr Einfluss auf die Eigenschaften von Mikrogel-Partikeln, Anwendung in Lebensmittelsystemen
  • Charakterisierung der Struktur und Dynamik von Flüssig-Flüssig-Grenzflächen, die mit Biopolymeren stabilisiert sind

Unsere Forschungsarbeiten werden motiviert durch die Möglichkeit, Emulsionen mit spezifischen Morphologie-, Stabilitäts- und Freisetzungseigenschaften nur unter Verwendung natürlicher Biopolymere als Additive herzustellen. Wir entwickeln analytische Werkzeuge, um Stabilisierungsmechanismen von Biopolymeren und Mikrogel-Partikeln auf Pektinbasis grundlegend zu verstehen und zu untersuchen. Wir nutzen dieses Wissen, um molekulare Modifikationen im Rahmen der einschlägigen Gesetzgebung vorzuschlagen, um lebensmitteltaugliche Inhaltsstoffe mit gewünschten Stabilisierungs-, Texturierungs- und Verkapselungsfunktionalität herzustellen. Darüber hinaus entwickeln wir Emulgierverfahren, die auf die Herausforderungen beim Einsatz dieser Biopolymere abgestimmt sind. Neben Struktur- und Stabilitätsanalysen von Emulsionen umfassen die Methoden (grenzflächen-) rheologische Charakterisierungstechniken sowie chemische Präparations- und Analysetechniken. Unsere wichtigsten Kooperationspartner sind die Polymer- und Materialwissenschaft sowie die Lebensmittelchemie mit Anwendungen in der Lebensmittel-, Pharma-, Kosmetik- und Chemieindustrie.

Starttermin Endtermin Titel Ansprechpartner

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2009

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2006

2008

2004

2007

2005

2007



Titel Datum Autor Quelle
2018

Neumann, S. M., Wittstock N., van der Schaaf, U. S., Karbstein, H. P.

Physicochemical and Engineering aspects (537), pp. 524–531

2018

Neumann, S-M., Scherbej, I., van der Schaaf, U. S., Karbstein, H. P.

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2017

Neumann, S. M., van der Schaaf,U. S., Schuchmann, H. P.  

Food Structure, Volume 12, 2017, Pages 103-112

2017

Neumann, S.M., van der Schaaf, U.S., Karbstein H. P.

Journal of Thermal Analysis and Calorimetry

2017

Abramov, S., Berndt, A., Georgieva, K., Ruppik, P., Schuchmann, H. P.

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 529, pp. 513–522

2016

Schmidt, U.S., Pietsch, V.L., Rentschler, C., Kurz, T., Endreß, H.-U., Schuchmann, H.P.

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2015

Schmidt, U. S.; Bernewitz, R.; Guthausen, G.; Schuchmann, H. P.

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2015

Schmidt, U.S.; Schmidt, K.; Kurz, T.; Endreß, H.-U.; Schuchmann, H. P.

Food Hydrocolloids, 46, pp. 59-66

2015

Merkel, T., Emin, M.A., Schch, A., Schuchmann, H.P.

Chemical Engineering and Technology
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2014

Bernewitz, R.; Schmidt, U.S.; Schuchmann, H.P.; Guthausen, G.

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, in press, online available

2014

Schmidt, U. S.; Koch, L.; Rentschler, C.; Kurz, T.; Endreß, H. U.; Schuchmann, H. P.

Food Biophysics, online available

2014

Merkel, N.C.; Römich, C.; Bernewitz, R.; Künemund, H.; Gleiß, M.; Sauer, S.; Schubert, T.J.S.; Guthausen, G.; Schaber, K.-H.

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2013

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2013

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Macromol. Chem. Phys.,214,7,812-823 

2013

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Chem. Eng. J., 229, 206-216

2013

Schuch, A.; Deiters, P.; Henne, J.; Köhler, K.; Schuchmann, H.P.

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2013

Bernewitz, R.; Dalitz, F.; Köhler, K.; Schuchmann, H.P.; Guthausen, G.

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2012

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2012

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2012

Hecht, L. L., Wagner, C., Özcan, Ö., Eisenbart, F., Köhler, K., Landfester, K., Schuchmann, H. P.

Macromol. Chem. Phys., 213 (20), 2165-2173, 2012

2012

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2012

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2012

Kelemen, K.; Engel, R.; Hecht, L.; Schuchmann, H.P.; Holtze, C.

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2012

Wolf, F.; Schuch, A.; Köhler, K.; Schuchmann, H.P.

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2012

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Schuster, S.; Bernewitz, R.; Guthausen, G.; Zapp, J.; Greiner, A.M.; Köhler, K.; Schuchmann, H.P.

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2011

Frank, K.; Leick, S.; Skrebek, S.; Köhler, K.; Rehage, H.; Schuchmann, H. P.

Coll. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects, 2011 (submitted)

2011

Bernewitz, R.; Guthausen, G.; Schuchmann, H.P.

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2011

Frank, K.; Walz, E.; Gräf, V.; Greiner, R.; Köhler,K.; Schuchmann, H.P.

Journal of Controlled Release, 2011 (submitted)

2011

Hecht, L.; Wagner, C.; Landfester, K.; Schuchmann, H.P.

Langmuir, 2011

2011

Frank, K.; Köhler, K.; Schuchmann, H. P.

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2010

Hecht, L.; Schuchmann, H.P.

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2010

Guan, X; Hailu, K.; Guthausen, G; Wolf, F.; Bernewitz, R.; Schuchmann, H.P.

European Journal of Lipid Science and Technology, 112, 828-837, 2010

2010

Köhler, K.; Santana, Al.; Braisch, B.; Preis, R. and Schuchmann, H. P.

Chemical Engineering Science, 65, 2957-2964, 2010

2009

Frank, K.; Hirth, M.; Schuchmann, H.P.; Flore, K.; Engel, R.; Ribeiro, H.S.; Walz, E.

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2009

Braisch, B.; Köhler, K.; Schuchmann, H. P.; Wolf, B.

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2009

Köhler, K.; Aguilar, F. A.; Hensel, A.; Schubert, K.; Schubert, H.; Schuchmann, H. P.

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2009

Wolf, F.; Hecht, L.; Schuchmann, H.P.; Hardy E.H.; Guthausen, G.

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2008

Frank, K.; Schuchmann, H.P.

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2008

Aguilar, F. A.; Köhler, K.; Schubert, H.; Schuchmann, H. P.

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2008

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2008

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2007

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2006

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In Bearbeitung