Die Experten der Maschinenbaugruppe BVT bieten ein Verfahren des industriellen Vakuumkühlens an. So lassen sich durchgängig und vollautomatisch Backwaren wie Kuchen, Brot, Toastbrot, Croissants, Hamburgerbrötchen oder Muffins kühlen.
Wichtig: Durch die verkürzte Backzeit ist eine schnelle Zuführung des Produktes vom Ofen zum Vakuum-System nötig
Links ein Produkt vakuumgekühlt, rechts konventionell gebacken und gekühlt
Die ersten kontinuierlichen Anlagen von BVT sind an große Industrieunternehmen in der ganzen Welt gegangen. Dadurch können Infrastruktur- und Logistikkosten eingespart werden. Dies bedeutet, dass der Kunde, auch ohne eine geplante Erweiterung der Produktionsanlagen, die Kapazität seiner Öfen um rund 30–50 % steigern kann, weil der Vakuumprozess eine Reduktion der Backzeit erfordert. Die Systeme gehen meist an Hersteller von Standardbackwaren, welche Gebäcke wie Toast, Zwieback, Apfelkuchen, „artisanal“ produzierte Brote (freigeschoben) wie auch glutenfreie Produkte herstellen und die die Vakuumanlage hauptsächlich aus Kosten- und Qualitätsgründen gekauft haben.
Qualitätsverbesserungen, auch wenn sie auf den heutigen Märkten als notwendig erachtet werden, sind kein ausreichender Grund mehr, um zu investieren. Erst wenn die Interessenten feststellen, dass sie keinen Platz für die Installation eines konventionellen Kühlsystems mit der erforderlichen Kapazität haben, oder aufgrund der reduzierbaren Rohstoffe eine positive „Scale of Economics“ erreichen, haben sie die Anlagen gekauft. Diese Entwicklung wird nun vermehrt unterstützt durch die Tatsache, dass nicht nur Platzeinsparungen und Produktverbesserungen durch den Einsatz von Vakuumkühlung resultieren, sondern auch der ökologische Footprint reduziert wird – in einer Branche, welche ohnehin schon relativ hohe Energieaufwendungen durch Erhitzen und wieder Abkühlen hinnehmen muss.
Vakuumkühlungs-Prozess
Der kontinuierliche Vakuumkühlungs-Prozess ist kein zeitaufwendiger Kühlprozess, wie er in normalen Produktionslinien abläuft. Die Prozessanlage ist kompakt und modular aufgebaut. Der Kühlprozess findet zum einen in gestapelten Zellen statt, wobei die Zellen schnell be- und entladen werden können. Ein ausgeklügeltes Steuersystem ermöglicht es, das teils pulsierende Vakuum schnell aufzubauen und dann schnell und kontrolliert wieder abzubauen. Der dem konventionellen Ofen nachgeschaltete Vakuumkühlprozess ist schnell, da die Kammergröße an die Produkte und die Produktionsmenge angepasst ist. Das heißt, die Kapazität einer solchen Anlage ist hoch: Sie ist stufenlos skalierbar und bietet beispielsweise Kapazitäten von 45.000 Cakes/h (500 g), 54.000 Croissants/h oder 12.000 Toasts/h, abhängig von der Leistungsfähigkeit der vorgeschalteten Produktionslinien, der Rezepte und Backprozesse. Die durchschnittliche Kühlzeit der Produkte reduziert sich dann dank der Vakuumanlage auf zwei bis drei Minuten anstelle von 60–90 Minuten oder mehr. Bei der Herstellung von Zwieback entfällt gar die gesamte Maturitätszeit von bis zu 24 Stunden.
Angeboten werden heute neben Batchanlagen für die gewerbliche Herstellung von Backwaren, Soßen, Suppen, Füllungen etc. mehrheitlich kontinuierliche Anlagen, die auf die jeweiligen Rezepturen abgestimmt sind und mit unterschiedlichen Gewichten oder unterschiedlichen Herstellprozessen umgehen können. Beliebt sind auch Vakuumkühlungen in Mehrzweckanlagen, in denen eine Vielzahl von Produkten gefahren werden können.
Das Steuerungssystem ist das Herzstück des Prozesses und seines Systems: Dadurch ist es möglich, die Vakuumzellen schnell zu beladen und schnell zu entladen. Und es ist auch möglich, das Vakuum pulsierend und die Rückbelüftung kontrolliert zu gestalten und damit eine maximale Produktqualität zu erzielen. Der vorgeschaltete Backprozess wird dabei erheblich reduziert. Dies ist notwendig, weil ein teils signifikanter Volumenzuwachs in der Vakuumzelle erreicht wird. Wäre das Produkt am Ofenausgang nicht mehr dynamisch, wäre folglich der Volumengewinn durch den Vakuum-Kühlprozess nicht mehr realisierbar. Dieser Fakt resultiert nicht nur in einem um 25–40 % höherem Durchsatz in den bestehenden Öfen, sondern bedeutet auch gleichzeitig eine Minimierung der Energie- und Produktkosten.
Vakuumzellen
Weil das System mittels geschlossener Vakuumzellen die Kühlung der Produkte durchführt, wird Abwärme, welche durch konventionelle Auskühlung von Produkten entsteht, nicht an die Umgebung abgegeben, sondern kann beispielsweise durch Wärmetauscher zurückgewonnen werden. Darüber hinaus reduziert sich der Aufwand an Klimatisierungsenergie in Produktionsräumen erheblich, weil die Wärme nicht mehr in die Räume abgegeben wird.
Die Backwaren werden nach dem Vakuumverfahren und in Bezug auf einen weiteren Feuchtigkeitsverlust stabilisiert. Die Produkte werden im Gegensatz zu einem herkömmlichen Backprodukt praktisch keine Feuchtigkeit mehr verlieren und die Stärke ist bereits vorkristallisiert. Der Feuchtigkeitsverlust im Prozess beträgt bei den genannten Produkten weniger als 4 %, teilweise sogar unter 2,5 %.
Ausblick
Vakuumkühlungstechnologie setzt auf Physik, die für die Prozessindustrie noch relativ neu und ungewohnt ist, weil sie sich traditionell auf Themen wie Mechanik, Chemie und Biologie konzentrierte, aber die Physik der Gase vernachlässigt hatte.
Die Entwicklung von Prozessen wie der Vakuumkühlung eröffnet der Lebensmittelindustrie neue Perspektiven. Der technisch inkorrekte Begriff „Vakuumbacken“ hat sich im Bäckereisektor bereits durchgesetzt und deutet darauf hin, dass aufgrund des Vakuumprozesses der Backprozess neu zu definieren ist. Durch die Möglichkeit, den Backprozess zu verkürzen, entsteht auch ein anderes Backprofil. Tendenziell wird progressiv, mit steigenden Temperaturen gebacken. So pflegt man zu unterstreichen, dass im Erfolg der Vakuumkühlung die richtige Anwendung der Backkurven, also des Backprozesses, zugrunde liegt.
Die Tatsache, dass in Backwaren die Feuchtigkeitsverteilung durch das Vakuumverfahren beeinflusst wird, kann viel Energie sparen. Beispielsweise reduzieren sich Tiefkühlzeiten nach dem Vakuumverfahren um über 30 %. Gleichzeitig werden die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts kontrolliert und verbessert. Darüber hinaus hat der Bäcker heute die Möglichkeit, die physikalischen und chemischen Parameter des Herstellprozesses detaillierter zu steuern. Zudem kann jetzt durch die Reduktion der Backzeit von bis zu 50 % die Back- und dadurch die Krustentemperatur besser beeinflusst werden. Resultat ist, dass Backwaren weniger Acryl-amid und andere unerwünschte Verbindungen enthalten. Der Vakuumprozess öffnet ein ganzes Feld von Neuentwicklungen. Auch im Sortiment von Kuchen und anderen Süßgebäcken wie Panettone, aber auch Gemüse, Käse oder fleischgefüllten Produkten.
Autor
Patrick Duss gilt als Experte der Vakuumkühlung. Der gelernte Bäcker und Konditor ist auch studierter Betriebsökonom. Er stammt aus einer Vier-Generationen-BäckerUnternehmerfamilie und beschäftigt sich seit über 15 Jahren mit der Vakuumkühltechnologie. Duss unterstützt die niederländische BVT Gruppe in der Entwicklung, dem Bau und der Umsetzung von Vakuumkühlung in der Backbranche.
