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Bereits Mitte des 19. Jahrhunderts erkannte Luis Pasteur, dass kurzzeitiges Erhitzen von flüssigen Lebensmitteln deren Haltbarkeit deutlich verlängern kann.
Zur Sicherung von Qualität und Hygiene ist die thermische Behandlung von Lebensmitteln daher weit verbreitet. Die dabei auftretende Belagbildung und Verkrustung an der Anlagenoberfläche wird als Fouling bezeichnet und stellt auf Grund der hohen Ansprüche an Reinheit und Hygiene ein ernsthaftes Problem dar.
Neben der Gefahr für die Qualitätssicherung führt Fouling zu einer Erhöhung der Produktionskosten. Der Belag hemmt den Wärmedurchgang, so dass ein größerer Wärmestrom zugeführt werden muss, um die Arbeitstemperatur zu erreichen. Durch den verringerten Querschnitt wird der Druckverlust erhöht, so dass die Energiekosten zusätzlich steigen. Da die Qualitätsstandards trotzdem eingehalten werden müssen, sind häufigere Reinigungszyklen notwendig, die wiederum zu vermehrten Stillstandzeiten führen. Zur Beseitigung der Foulingbeläge werden in der Reinigung außerdem mehr Reinigungsmittel und Reinigungswasser verbraucht. Die Entsorgung dieser Abwässer verstärkt die Umweltbelastung zusätzlich immens. Fouling verursacht sowohl steigende Betriebs-, als auch Investitionskosten, da die Anlagen häufig überdimensioniert ausgelegt werden.
Besonders hartnäckige Foulingschichten bilden sich bei der Ultrahocherhitzung von Milch. Da Milch ein sehr komplexes Medium darstellt, ist eine genaue Beschreibung des Prozesses schwer. Bekannt ist jedoch, dass besonders die Molkeproteine und Milchsalze die Belagbildung verursachen.

Für die Reduzierung des Foulings kommen zwei Möglichkeiten in Frage. Einerseits mechanische Methoden oder aber eine Modifikation der Oberfläche. In dieser Arbeit soll die foulingmindernde Wirkung und verbesserte Reinigbarkeit energetisch modifizierter Oberflächen untersucht werden. Es sollen zunächst bereits erprobte Oberflächenbeschichtungen aus der lebensmittelverarbeitenden Industrie vorgestellt und ihre Wirkungsweise diskutiert werden. Im praktischen Teil der Arbeit werden PACVD beschichtete Edelstahloberflächen im Batchsystem untersucht und mit unbeschichteten Edelstahlproben verglichen. Die Belagbildung der einzelnen Milchkomponenten, Molkeprotein und Milchsalze, als auch deren Kombination wird im Foulingversuch bei niedrigen und hohen Temperaturen (T0 = 80°C und T0 ≥ 105°C) betrachtet. Ziel der Untersuchung ist es, den Einfluss der Oberflächeneigenschaften auf die Belagbildung und -reinigung zu identifizieren und zu quantifizieren. Außerdem wird die Änderung der energetischen Eigenschaften der Oberfläche nach der Reinigung mittels eines Tropfenkonturanalysesystems beschrieben.