Certains fluides complexes présentent un plateau horizontal de la contrainte en fonction du cisaillement dans leur courbe d'écoulement. Sur ce plateau une structuration de l'écoulement en bandes de cisaillement est parfois observée. Trois fluides complexes sont étudiés, qui possèdent tous trois un plateau horizontal dans leur courbe d'écoulement. Les techniques expérimentales utilisées : la rhéologie, la mesure de profils de vitesse par IRM, et des expériences de biréfringence ont permis de mettre en évidence trois origines à ce plateau. Une première solution de micelles géantes dans le régime semi-dilué montre le développement d'une bande biréfringente et fortement cisaillée sur le plateau, qui croît avec le cisaillement. Un deuxième système, une phase lamellaire avec une texture oignon présente une structuration en bande de vorticité sur le plateau horizontal. Enfin pour une troisième solution de micelles géantes dans le régime dilué, le plateau est expliqué par du glissement à la paroi. La diminution de la traînée turbulente, observée pour ce système, semble également due à du glissement.

The presented research report deals with the investigation of magnesium aluminum based layered double hydroxide (LDH) as a potential nanofiller and flame-retardant for polymers with special reference to polyethylene. LDH is a mixed hydroxide of di- and trivalent metal ions that crystallizes in the form of mineral brucite. The basic reason for selecting LDH or more specifically magnesium-aluminum based LDH (Mg-Al LDH) is their typical metal hydroxide-like chemistry and conventional clay-like layered crystalline structure. The former is helpful in the direct participation in flame inhibition through endothermic decomposition and stable char formation. On the other hand, the later makes LDH suitable for polymer nanocomposite preparation, which can address the poor dispersibility problem associated with conventional metal hydroxide type fillers in polyolefin matrix. Besides, unlike layered silicate type clays (often reported for their capability to improve flame retardancy of polymers), LDH being reactive during combustion has higher efficiency to reduce the heat released during combustion of the composites. LDH clay with fixed Al:Mg ratio was synthesized using urea hydrolysis method and characterized. The organic modification of Mg-Al LDH using anionic surfactants has been studied in details. The main purpose of such modification is to enlarge the interlayer distance and to render it more organophilic. The surfactants were selected based on their functionality, chain length, etc and the modification was carried out by regeneration method. In the modified LDHs, the surfactants anions are arranged as a monolayer in the interlayer region and expand the interlayer distance according to their tail size. PE/LDH nanocomposites were prepared by melt-compounding method using a co-rotating tightly intermeshed twin-screw extruder and the morphological, mechanical and flammability properties of the nanocomposites were investigated in details. The X-ray diffraction analysis and electron microscopic analysis show a complex LDH particle morphology with hierarchy of particle size and shape starting from exfoliated particles fragments to particle aggregates over few hundred nm size. The exfoliated LDH platelets are distributed both in the vicinity of large particles and also in the bulk matrix. The melt rheological characterization of the nanocomposites also reflects the similar complex particle morphology. The dynamic oscillatory shear experiments showed that with increasing LDH concentration, the rheological behavior of the nanocomposite melts deviates strongly from that of the unfilled polyethylene. Thermogravimetric analysis (TGA) shows that LDH significantly improves the thermal stability of the polymer matrix in comparison to the unfilled polymer. The flammability studies of the PE/LDH nanocomposites have been reported in terms of various standard methods, like limited oxygen index (LOI), cone-calorimetry and UL-94 vertical and horizontal burn tests. The cone-calorimetric investigation shows that the nanocomposites have significantly lower burning rate and heat released during combustion. With increasing concentration of LDH though the LOI value of the nanocomposite increases marginally, the burning behavior, like dripping, rate of burning, etc are significantly improved. The flammability performance of LDH in combination with other commonly used flame-retardant (magnesium hydroxide) was also investigated. It has been observed that in polyethylene, a 50 wt% combination filler (4:1 weight ratio of magnesium hydroxide and LDH) can provide similar flammability ratings (like V0 rating in UL94 test, no dripping, etc) as that observed with 60 wt% magnesium hydroxide alone.

In der Arbeit werden die Möglichkeiten der Abschirmung elektromagnetischer Wellen durch spritzgegossene Kunststoffgehäuse aus stahlfasergefüllten Thermoplasten untersucht. Beginnend mit einer Erläuterung der Abschirmprinzipien, werden die verschiedenen Verfahren zur Schirmdämpfung erläutert und ein Überblick der elektrisch leitfähigen Kunststoffcompounds gegeben. Weiterhin werden Verfahren zur Messung der Schirmdämpfung und Leitfähigkeit vorgestellt. Der experimentelle Teil befasst sich mit der Charakterisierung der Materialeigenschaften. Es wird der Einfluss von Faserfüllgrad und -länge experimentell untersucht und mit Modellansätzen zur Beschreibung der Schirmdämpfung und Leitfähigkeit verglichen. Die Untersuchung des Verarbeitungsverhaltens beim Spritzgießen beinhaltet die Beschreibung des rheologischen Verhaltens stahlfasergefüllter Thermoplaste sowie die Auswirkungen der Prozessbedingungen und der Bindenahtbildung auf die Schirmwirkung. Ausführungen zum konstruktiven Einfluss auf die Schirmdämpfung unter Betrachtung der Gestaltungsmöglichkeiten der Gehäuseverbindung und möglicher Aperturen schließen die Arbeiten ab.

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Lecithin wird unter anderem zur Steuerung der rheologischen Eigenschaften von Lebensmittelsuspensionen wie zum Beispiel Schokolade eingesetzt. In erster Linie findet dabei Sojalecithin Verwendung, wogegen die Wirkungen von Lecithinen aus Sonnenblumen oder Raps unzureichend dokumentiert sind. Anhand von Untersuchungen an Modellsuspensionen werden Wirkungsbeziehungen von Lecithin auf mikrostruktureller Ebene beleuchtet, um Ursachen für dessen Funktionalität in ölbasierten Suspensionen abzuleiten. Darüber hinaus erfolgt ein Vergleich der Wirkung von Soja-, Raps- und Sonnenblumenlecithin auf rheologische, sensorische und morphologische Eigenschaften von Schokolade. Rheologische Untersuchungen an Zucker/Öl- und Glaskugel/Öl-Suspensionen verdeutlichen den Einfluss der Suspensionsbestandteile auf die Wirkung von Lecithin in ölbasierten Suspensionen. Sedimentationsanalysen an Zucker/Öl-Suspensionen zeigen, dass die Reduktion der rheologischen Parameter mit der Senkung des Sedimentvolumens und einer verstärkt polydispersen Sedimentation einhergeht. Glaskugel/Öl-Suspensionen bilden im Vergleich zu Zucker/Öl-Suspensionen ein deutlich kompakteres Sediment, was auf geringer ausgeprägte Interaktionen zwischen den Glaspartikeln hindeutet und durch Untersuchungen mittels Rasterkraftmikroskop bestätigt wird. Die Anreicherung des Dispersionsmediums mit Lecithin führt zur Adsorption von grenzflächenaktiven Molekülen an der fest/flüssig-Grenzfläche und reduziert die adhäsiven Kräfte zwischen Zuckeroberflächen. In Zucker/Sojaöl-Suspensionen zeigen die Phospholipide Phosphatidsäure, Phosphatidylcholin und Phosphatidylethanolamin im Vergleich zu Sojalecithin eine geringer ausgeprägte Funktionalität bei kleinen Phospholipidkonzentrationen. Soja-, Raps- und Sonnenblumenlecithine besitzen in dunkler und in milchhaltiger Schokoladenmasse lediglich hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Fließgrenze leichte Unterschiede. Die Präparate zeigen keine verallgemeinerbaren Wirkunterschiede auf die Fettkristallmorphologie und die Textur von gelagerter dunkler und milchhaltiger Schokolade. Des Weiteren lassen sensorische Untersuchungen keine signifikant ausgeprägte Präferenz für dunkle oder milchhaltige Schokolade erkennen, wenn die Probe mit Soja-, Raps- oder Sonnenblumenlecithin versetzt wird. Die Ergebnisse zeigen, dass die Reduktion der adhäsiven Kräfte zwischen Zuckerpartikeln eine Ursache für die Senkung der rheologischen Parameter und des Sedimentvolumens von Zucker/Öl-Suspensionen darstellt. Außerdem ist zu erkennen, dass bei geringen Phospholipidkonzentrationen synergetische Effekte zwischen unterschiedlichen grenzflächenaktiven Substanzen zu einem Anstieg der Funktionalität des eingesetzten Präparates führen können. Darüber hinaus ist festzustellen, dass Soja-, Raps- und Sonnenblumenlecithin die rheologischen, sensorischen und morphologischen Eigenschaften von Schokolade in gleichem Maß beeinflussen. / Lecithin is used in the food industry, for example to control the rheological properties of oil-based suspensions, such as chocolate. First and foremost, soybean lecithin is used, whereas the effects of possible alternatives, such as lecithin from sunflower or canola, are still insufficient documented. On the basis of model suspensions the effect of lecithin on the microstructural level will be investigated to derive causes of the functionality of the surfactant in oil-based suspensions. Additionally, a comparison is made regarding the effects of soybean lecithin, canola lecithin and sunflower lecithin on the rheological and morphological properties as well as on sensory characteristics of chocolate. Rheological studies illustrate the influence of the suspension components to the action of lecithin in oil-based suspensions. While, in sugar/oil-suspensions, lecithin reduces apparent viscosity and yield stress, the effect of the surfactant in glass sphere/oil-suspensions depends on the dispersion medium. Sedimentation analyses of sugar/oil-suspensions show that the reduction of the rheological parameters coincides with the reduction of the sediment volume and an increased polydisperse sedimentation. The sediment of glass sphere/oil-suspensions is more compact in comparison to sugar/oil-suspensions, indicating less pronounced interactions between glass spheres. Investigations using atomic force microscopy show the less pronounced interactions between glass spheres. While interactions (adhesive forces) are detectable between sugar surfaces dispersed in oil, no interactions can be determined between glass surfaces. The enrichment of the dispersion medium with lecithin results in the adsorption of the surfactants at the sugar surface and reduces the adhesive forces. In sugar/soybean oil suspensions and at low phospholipid concentrations the results indicate a less pronounced functionality of the individual phospholipids, phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine and phosphatidic acid in comparison to soybean lecithin. In dark chocolate and milk chocolate soybean lecithin, canola lecithin and sunflower lecithin reduces apparent viscosity at low to medium shear rate in the same way. In contrast, small differences in terms of their effect on the yield stress are observed. The lecithins do not show differences regarding their impact on fat crystal morphology and texture of stored dark chocolate and milk chocolate. Furthermore, in sensory studies, no significant preference differences were detectable in case of dark chocolate or milk chocolate containing soybean lecithin, canola lecithin or sunflower lecithin. The results show that the reduction of the adhesive forces between sugar particles causes the reduction of rheological parameters and the sediment volume of sugar/oil-suspensions. Furthermore, at low phospholipid concentrations possible synergistic effects between different surfactants can lead to an increase of the functionality of suractants. Additionally it can be concluded that soybean lecithin, canola lecithin and sunflower lecithin affect the rheological and morphological properties as well as the sensory characteristics of chocolate in equal measure.

Ce travail était centré sur les propriétés thermodynamiques et mécaniques des polymères denses et sur leurs liens avec les systèmes de la matière molle et l'étude des propriétés de conformation et les propriétés rhéologiques des polymères hyperbranchés. L'étude de polymères hyperbranchés montre qu'ils sont substantiellement différents de leurs analogues linéaires. En utilisant des méthodes de simulation, nous pouvons obtenir des informations inaccessibles par des méthodes expérimentales et heureusement obtenir de précieuses informations du point de vue industriel et scientifique. Cette étude traite le problème par des simulations et comme expliqué dans le manuscrit, nous avons observé un centre de faible densité pour un grand nombre de générations et une enveloppe extérieure plutôt compacte. Cette tendance se retrouve également pour les propriétés dynamiques. Le manque d’enchevêtrement dans les polymères hyperbranchés fait d'eux des matériaux moins résistant que ceux composés de chaînes linéraires. La viscosité perd sa simple dépendance à la masse dans le cas d'une chaîne linéaire. / This study is focused on thermodynamic and mechanical properties of dense polymers solutions and related soft matter systems and conformational and rheological properties of hyperbranched polymers. Studies of hyperbranched polymers shows that they are substantially different from their linear analogs. By using simulation methods we could reach the information not available by experimental methods and hopefully obtain valuable information from both industrial and scientific points of view.This study is treating this problem by means of computer simulations where as a result we can see a hollow center for high generation numbers and a rather compact outer shell. This tendency expands to dynamical behavior. Lack of chain entanglements in hyperbranched polymers make them not very tough materials in a comparison with linear chains. Another point is a decrease of mobility caused by large amount of branch points. Viscosity loses its simple dependence on the mass as for the case of linear chains.

Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Kernformstofffließens als nichtnewtonsche Fluidströmung. Dazu werden verschiedene Formgrundstoffe und Kernformstoffe rheologisch untersucht. Als Bindersysteme kommen PUR Coldbox und Wasserglas zum Einsatz. Für diese Untersuchungen wird ein eigens für diesen Zweck entwickeltes Messgerät verwendet. Die gewonnenen Daten werden in ein numerisches Modell implementiert, welches mit den Methoden der numerischen Strömungsmechanik den Kernschießvorgang abbildet. Dabei kommt der Open Source CFD Code OpenFOAM zum Einsatz. Der Kernschießvorgang wird mit verschiedenen Kernkastengeometrien numerisch und experimentell untersucht und die Ergebnisse verglichen. Die Ergebnisse der rheologischen Untersuchungen zeigen deutlich den Einfluss der Beschaffenheit des Formgrundstoffes und des Bindersystems auf die Fließfähigkeit des Kernformstoffes. Der Vergleich zwischen Experiment und Simulation zeigt gute Übereinstimmung. Das formulierte Modell gibt die Möglichkeit, Probleme in der Kernqualität vorherzusagen.

This dissertation presents the results of research undertaken for the characterization of bitumen and mastic which are constituents of Hot Mix Asphalt (HMA). The results of a large number of Dynamic Shear Rheometer (DSR) tests performed in the Laboratory of the Institute for Pavement Engineering at the TU Dresden form the background material for this work. The major objectives of this PhD research work were to gain a fundamental understanding about the mechanical behaviour of bitumen and mastic. The DSR tests undertaken included frequency sweeps for rheological behaviour, single stress creep recovery test (SSCR) for permanent deformation behaviour, Dresden cryogenic test (DDCT) for low temperature performance and fatigue testing with column cylindrical specimen. Selected tests were carried out on bitumen and mastic also to investigate the sensitivity of the materials to ageing. The frequency sweep data was also modelled using an appropriate rheological model to derive rheological data over a large frequency and temperature range. Based on the tests conducted, particular chosen parameters calculated were synthesized into a performance diagram which was developed within the framework of the dissertation. This was the main outcome of the PhD research work, which allows for optimum bitumen and mastic selection and ranking in terms of overall performance and specific desired criteria. Since this dissertation is a cumulative dissertation, it has been divided into three distinct parts. The first part forms a framework of the research undertaken and justifies the need and use of the dissertation in the future, along with explaining the test procedures in detail and resulting performance diagram developed using the data of three bitumen of the same penetration grade. The main part involves the published research – four journal papers and one chapter published in conference proceedings. The first paper uses the method developed to study one base bitumen and corresponding mastics with Limestone, Dolomite, Rhyolite and Granodiorite fillers. Other than understanding how fillers influence different mechanical properties, a main finding was that the specific surface area of the filler was the most sensitive parameter affecting the mechanical response of the mastics. Also, it was observed that the mastic prepared with Granodiorite filler showed the best fatigue and rutting resistance for this particular bitumen. Hence, the procedure could help identifying optimum filler-bitumen relations in advance. The second paper was about crumb rubber modified bitumen. This involved the study of four materials – one base bitumen and two different types of crumb rubber added different proportions. The results indicated an improvement in all performance-related properties by crumb rubber addition in bitumen and further allowing the ranking of materials. The third paper studied the feasibility of recycling a waste Ceramic powder as a filler alternative and it was found to have more superior performance than the commonly used Limestone filler. The fourth paper considers how addition of one filler, Limestone, to three differently-sourced bitumen of the same grade affects the properties of mastics. This study further emphasises the need to study mastics and predetermine the optimum filler-bitumen combinations that could avoid long-term maintenance costs. The fifth paper emphasises the need to move from current empirical testing to more specialised testing for bitumen by presenting different performance based results for three commonly used bitumen of penetration grade 50/70 that showed significant differences in the performance parameters. The third part of the dissertation is an additional section that includes the paper that was submitted to a journal and is currently in the second round of reviews under review. This paper studies fatigue behaviour of bitumen at different temperatures and frequencies using the Dissipated Energy (DE) approach. Fatigue functions were determined based on the relation between DE and the load cycle at failure. Based on these, a temperature was found to be a ‘frequency-free transition temperature’ for this bitumen as the failure lines at this temperature were overlapping at both frequencies tested. / Diese Dissertation präsentiert die Ergebnisse einer Forschungsarbeit zur Charakterisierung von Bitumen und Mastix, die als Bestandteil von Asphaltgemischen verwendet werden. Die Ergebnisse einer großen Anzahl von Dynamisches Scherrheometer (DSR) Versuche, die im Labor des Instituts für Stadtbauwesen und Straßenbau der TU Dresden durchgeführt wurden, bilden die Grundlage für diese Arbeit. Das Hauptziel dieser Dissertation bestanden darin, ein grundlegendes Verständnis über das mechanische Verhalten von Bitumen und Mastix zu gewinnen. Die durchgeführten DSR Versuche umfassten Frequenzsweeps für die Erfassung des rheologischen Verhaltens, Single Stress Creep Recovery Versuche (SSCR) für die Charakterisierung des permanenten Verformungsverhaltens, Dresden Cryogenic (DDCT) Versuche zur Erfassung des Verhaltes bei niedrigen Temperaturen und Ermüdungsversuche. Des Weiteren wurden ausgewählte Versuche am Bitumen und Mastix durchgeführt, um die Alterungsempfindlichkeit der Materialien zu untersuchen. Die Ergebnisse der Frequenzsweeps wurden ebenfalls mit einem geeigneten rheologischen Ansatz modelliert, um rheologische Charakteristiken über einen großen Frequenz- und Temperaturbereich abzuleiten. Schließlich wurde im Rahmen der Dissertation ein Performancediagramm für Bitumen und Mastix entwickelt. Auf der Grundlage der durchgeführten DSR-Versuche konnten Parameter für dieses Performancediagramm synthetisiert werden. Da es sich bei dieser Arbeit um eine kumulative Dissertation handelt, wurde erfolgte eine Aufgliederung in drei Teile. Der erste Teil der Arbeit umfasst eine Zusammenfassung der durchgeführten Forschungsarbeiten. Insbesondere werden die durchgeführten DSR Versuche detailliert erläutert und das entwickelte Performancediagramm am Beispiel von drei verschiedenen Bitumen 50/70 dargestellt. Der Hauptteil der Arbeit umfasst vier Veröffentlichungen in Fachzeitschriften sowie ein Konferenzbeitrag. Die erste Beitrag widmet sich der Untersuchung des Einflusses von verschiedenen Füllern (Kalkstein-, Dolomit-, Rhyolith- und Granodioritfüller) auf das Verhalten von Mastix unter Verwendung desselben Bitumens 50/70. Dabei hat sich gezeigt, dass die spezifische Oberfläche des Füllers der entscheidende Parameter ist, der das Verhalten von Mastix beeinflusst. Es wurde auch beobachtet, dass der mit Granodiorit-Füller hergestellte Mastix die beste Ermüdungs- und Spurrinnenbeständigkeit für dieses spezielle Bitumen zeigte. Daher könnte das in der Veröffentlichung vorgestellte Verfahren dazu beitragen, das optimale Verhältnis zwischen Füller und Bitumen im Voraus zu ermitteln. Die zweite Veröffentlichung befasst sich mit gummimodifiziertem Bitumen. Dabei wurden vier Materialien untersucht - ein Grundbitumen und zwei verschiedene Arten von Gummigranulaten mit unterschiedlichen Anteilen. Die Ergebnisse zeigten eine Verbesserung aller leistungsbezogenen Eigenschaften durch den Zusatz von Gummigranulat im Bitumen. Die dritte Veröffentlichung untersuchte die Eignung von Keramikmehl als Füller für Asphaltgemische. Dabei konnte festgestellt werden, dass dieser Keramikfüller zu besseren Eigenschaften des Mastix für das verwendete Bitumen im Vergleich zu einem Kalksteinfüller führt. Die vierte Veröffentlichung befasst sich hier mit der Frage, wie sich die Zugabe eines Füllers (Kalkstein-Füller) zu drei Bitumen unterschiedlicher Provenienz, jedoch derselben Sorte auf die Eigenschaften von Mastix auswirkt. Diese Studie unterstreicht weiter die Notwendigkeit, Mastix zu untersuchen um die optimalen Füller-Bitumen-Kombinationen zu bestimmen. Die fünfte Veröffentlichung betont die Notwendigkeit, von den derzeitigen empirischen Versuchen an Bitumen, wie z.B. Ring und Kugel Versuch zu performance-orientierten Versuchen für Bitumen überzugehen. Am Beispiel der Ergebnisse von DSR Versuchen an drei verschiedenen Bitumen 50/70 wird gezeigt, dass diese Bitumen sehr unterschiedliches mechanisches Verhalten aufweisen. Verdeutlicht wird dieser Sachverhalt in einem Performance-Diagramm, welches ausführlich in der Veröffentlichung diskutiert wird. Der dritte Teil der Dissertation beinhaltet eine Veröffentlichung, die bei Fachzeitschriften eingereicht wurde und sich derzeit im Review befindet. Zusätzlich wurde in dieser Arbeit das Ermüdungsverhalten von Bitumen bei verschiedenen Temperaturen und Frequenzen mit Hilfe des Dissipated Energy (DE)-Ansatzes untersucht. Die Versagenslinien wurden auf der Grundlage der Beziehung zwischen DE und der Lastwechselzahl beim Versagen entwickelt. Auf dieser Grundlage wurde eine Temperatur als 'frequenzfreie Übergangstemperatur' für dieses Bitumen ermittelt, da sich die Ermüdungsfunktionen bei dieser Temperatur bei beiden getesteten Frequenzen überlappen.

Wood Plastic Composites (WPC) bilden eine inzwischen beträchtlich wachsende Produktgruppe der Naturfaserverbundwerkstoffe. Diese kombinieren vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften mit vergleichsweise kostengünstiger Verfügbarkeit. Derzeit sucht die europäische WPC-Industrie intensiv nach neuen Anwendungsbereichen, die für diese Werkstoffgruppe geeignet sind. Anwendungen von Spritzgießteilen aus WPC, z.B. in der Automobil- oder Möbelindustrie, könnten die jährliche Produktion enorm erhöhen. Hierfür müssten jedoch auch die Eigenschaften die hohen Erwartungskriterien erfüllen.Eine Vielzahl vorgängiger Arbeiten zeigt starke Abhängigkeit der Eigenschaften der WPC von der Art und der Morphologie der Holzfaser, der Kunststoffmatrix, dem Zuschlag von Additiven und der Folge daraus von den Verarbeitungsparameter. Das Ziel der vorliegenden Arbeit liegt in der Suche nach Zusammenhängen zwischen der systematischen Rezepturvariation, den Eigenschaften des Verbundes und der Verarbeitungsgüte beim Compoundieren und Spritzgießen von WPC. Die Fließeigenschaften werden in Abhängigkeit definierter Rezepturparameter quantitativ erfasst. Systematische Rezepturvariationen zur Wasseraufnahme und zum Einfluss von Additiv-Wachsen werden ebenfalls im Rahmen dieser Arbeit analysiert. Nicht zuletzt werde untersucht, wie verschiedene Verarbeitungstechnologien (Direktextrusion, Extrusion aus fertigen Compounds und Spritzgießen) die Eigenschaften von WPC mit vergleichbarer Zusammensetzung beeinflussen.

By-products of fruit, cereal and vegetable processing are often regarded as waste while they contain significant amounts of dietary fibre and phytochemicals that can positively contribute to the human diet when reused as food ingredient. The application of fibre from by-products in baked goods could increase the sustainability of the processing chain but is usually associated with changes in product characteristics, such as lower volume, denser structure and increased hardness. In the current study, the interactions of fibres from by-products and wheat macromolecules were analysed in muffins, starch slurries and wheat doughs. The three selected fibres differed significantly in their chemical composition and technofunctional properties. In muffins wheat flour replacement by apple fibre was assessed by rheological measurements of batter and determination of product characteristics. Water proportion adaption based on batter viscosity to create isoviscosity was evaluated as a promising method to develop muffins with satisfying characteristics, where a wheat flour replacement of 30 % is suggested. The addition of apple fibre influenced starch gelatinisation in muffins during baking as indicated by the results of pasting experiments and in vitro starch digestion. Starch slurries with apple and wheat fibre were analysed in pasting experiments. Soluble dietary fibre, mainly pectin, strongly influenced the pasting profile of wheat starch, in comparison to insoluble dietary fibre, that acted as an inert filler and did not interact with the starch. Wheat doughs with fibre from by-products were analysed for rheology, texture and microstructure. The gluten development was negatively influenced by the fibres, which resulted in less extensible doughs. Soluble dietary fibre resulted in increased dough stickiness and limited dough handling at high application levels. It can be reasoned that dough with 10% fibre from by-products would produce products with satisfying characteristics, whereas higher application levels cannot be recommended without using additives to increase the gluten strength. Fibres from by-products are suitable wheat flour replacers in bakery products, where the negative effects of the high water binding capacity of the fibre, can be partly balanced by water proportion adaption, especially in products were gluten development is not that dominating for product structure, like in muffins or cakes. / Nebenprodukte der Obst-, Getreide- und Gemüseverarbeitung werden oft als Abfall betrachtet, wobei sie signifikante Gehalte an Ballaststoffen und sekundären Pflanzeninhaltsstoffen aufweisen, und bei der Verwendung als Lebensmittelzutat positiv zur menschlichen Ernährung beitragen können. Die Anwendung von Fasern aus Nebenprodukten in Backwaren könnte die Nachhaltigkeit der Verarbeitungskette erhöhen, ist jedoch mit Änderungen der Produkteigenschaften verbunden, wie verringertes Volumen, dichtere Struktur und erhöhte Härte. In der vorliegenden Studie wurden die Wechselwirkungen von Fasern und Weizenmakromolekülen in Muffins, Stärkesuspensionen und Weizenteigen analysiert, wobei sich die drei ausgewählten Fasern in ihrer chemischen Zusammensetzung und ihren technofunktionellen Eigenschaften unterschieden. In Muffins wurde die Mehlsubstitution durch Apfelfaser anhand von Teigrheologie und Produkteigenschaften analysiert. Die Anpassung des Wassergehaltes basierend auf der Teigviskosität wurde als vielversprechende Methode zur Entwicklung von Muffins mit akzeptablen Eigenschaften bewertet, wodurch ein Mehlersatz von 30% möglich war. Die Zugabe von Apfelfasern beeinflusste die Stärkeverkleisterung in Muffins, wie durch die Ergebnisse von Verkleisterungsexperimenten und In vitro-Stärkeverdauung gezeigt wurde. Stärkesuspensionen mit Apfel- und Weizenfasern wurden auf ihr Verkleisterungsverhalten analysiert. Lösliche Ballaststoffe beeinflussten das Verkleisterungsprofil von Weizenstärke im Vergleich zu unlöslichen Ballaststoffen, die als inerter Füllstoff fungierten und nicht mit der Stärke in Wechselwirkung traten. Weizenteige mit Fasern wurden auf Rheologie, Textur und Mikrostruktur untersucht. Die Glutenentwicklung wurde durch die Fasern negativ beeinflusst, was zu weniger dehnbaren Teigen führte. Lösliche Ballaststoffe führten zu einer erhöhten Teigklebrigkeit. Weizenteig mit 10% Faser besitzt zufriedenstellenden Eigenschaften, während höhere Fasermengen nicht zu empfehlen sind, ohne Zusatzstoffe, um die Glutenfestigkeit zu erhöhen. Fasern aus Nebenprodukten sind geeignet als Mehlersatz in Backwaren, wobei die negativen Auswirkungen der hohen Wasserbindekapazität der Faser teilweise durch Wasseranpassung ausgeglichen werden können, insbesondere in Produkten, bei denen die Glutenentwicklung nicht die Produktstruktur dominiert, wie in Muffins oder Kuchen.