Schaumbildung

Schaumbildung bezeichnet das Entstehen von Gasblasen in einer Flüssigkeit, die sich zu einer Schaumstruktur verbinden. Sie kann durch mechanische Einwirkung wie Schlagen, Rühren oder Blasenbildung entstehen oder durch chemische Reaktionen, bei denen Gas freigesetzt wird. Charakteristisch ist, dass jede Blase von einer dünnen Grenzfläche umgeben ist, deren Eigenschaften die Stabilität des Schaums bestimmen.

Die Bildung und Stabilisierung des Schaums beruht auf mehreren Prozessen: Blasen-Nukleation, Blasenwachstum durch Diffusion von Gas in die Blasen (Ostwald-Ripening) und Koaleszenz, also das Zusammenfließen benachbarter Blasen. Stabilisierung erfolgt durch oberflächenaktive Substanzen wie Tenside, Proteine oder Kolloide, die sich an der Blasenoberfläche adsorbieren und eine viskoelastische Grenzschicht bilden. Diese Schicht verlangsamt das Platzen der Blasen, die Drainage des Films und die Coaleszenz, wodurch der Schaum länger bestehen bleibt.

Faktoren, die Schaumbildung beeinflussen, sind die Art und Konzentration von Stabilisatoren, Temperatur, Druck, Gaszusammensetzung, pH-Wert, Salzgehalt sowie die Art der Anregung (mechanisch oder chemisch). Unterschiede zwischen temporärem und dauerhaft stabilem Schaum ergeben sich aus der Balance zwischen Bildung und Abbauprozessen, einschließlich Filmdicke, Grenzflächenviskosität und interfacialer Rheologie.

Anwendungen reichen von gewollter Schaumbildung in Lebensmitteln und Getränken (z. B. Bierkrone, Milchschaum) bis hin zur Verhinderung von Schaumbildung in Reinigungs- und Industrieprozessen. Antischaumstoffe dienen der Defoaming-Kontrolle, während in bestimmten Anwendungen auch speziell formulierte Schaummittel eingesetzt werden.