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ePaper created 2013-09-23, 14:05:17 | version 1.25.20
70 ENTWICKLUNG UND VALIDIERUNG EINES SYSTEMS ZUR PASTEURISIERUNG VON MILCH Dr. rer. nat. Ana Lucía Vásquez-Caicedo, Ali Imran Javaid M. Sc., Dipl.-Ing. (FH) Alexander Lohner, Sildarista Fukohani-Lohner M. Sc. Ausgangssituation Für die Haltbarmachung von Milchprodukten müssen darin enthaltene Mikroorganismen durch die Erhöhung der Produkt- temperatur ganz oder teilweise abgetötet werden. Entspre- chend der Temperatur-Zeit-Verläufe unterscheidet man ver- schiedene Verfahren wie Pasteurisierung, Thermisierung oder Sterilisierung (UHT). Die gängigste Technik der Wärmezufuhr ist das Erhitzen mittels Plattenwärmetauscher. Diese hat den Nachteil, dass sich aufgrund des Temperaturgradienten zwi- schen Tauscheroberfläche und Produkt Ablagerungen auf den Oberflächen der Wärmetauscher (Fouling) bilden können. Die Wärmetauscher müssen daher regelmäßig gereinigt werden, was in der Folge zu erheblichen Kosten durch Stillstandzeiten und den Verbrauch von Energie und Hilfsstoffen führt. Ziel der Milchindustrie ist es daher, die Reinigungszeiten der Anla- gen zu minimieren, die Produktionszeiten zu maximieren und gleichzeitig Wasser und Energie einzusparen. Projekt MicroMilk – Mikrowellenpasteurisierung In dem von der EU geförderten Projekt MicroMilk hat ein paneuropäisches Konsortium mit kleinen und mittleren Un- ternehmen aus Molkereiwesen, Mikrowellentechnologie und Automatisierungstechnik, zwei Forschungsinstituten und einer Universität eine vielversprechende Technologie zur Erhitzung von Milch mittels Mikrowellen entwickelt. Aufgrund des volu- metrischen Energieeintrags arbeitet die MicroMilk-Technologie sehr effizient. Da bei diesem direkten Erhitzungsverfahren kei- ne Wärmetauschergrenzfläche existiert, ist die Bildung von Ablagerungen minimiert. Verfahrensentwicklung und Versuchsanlage Nach einer Analyse gängiger Erhitzungsverfahren wurden ver- schiedene Konzepte zur Mikrowellenerwärmung von Milch erarbeitet und durch Simulation überprüft und optimiert. Pri- märes Entwicklungskriterium war eine schnelle und gleich- mäßige Erwärmung. Es wurde eine Versuchsanlage konzi- piert, entwickelt und gebaut sowie erste Feldversuche in der Versuchsmolkerei der Universität Hohenheim durchgeführt, um Prinzipien des Verfahrens zu validieren und Daten zu Pro- zessparametern zu ermitteln. Industrieller Prototyp Auf Basis der Ergebnisse mit der Versuchsanlage wurde in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern aus der Industrie und unter Nutzung der QFD-Methodik ein industrieller Proto- typ zur Mikrowellenpasteurisierung entworfen. Neben fer- tigungs- und materialtechnischen Aspekten wurden als Ent- scheidungskriterien die HACCP- und GMP-Richtlinien für lebensmitteltechnische Apparate berücksichtigt, um eine so- fortige Integration in Produktionen zu ermöglichen. Für das Produkt »Milch« war die zentrale Aufgabe, die mikrobiologi- sche, ernährungsphysiologische und organoleptische Qualität zu erhalten und dennoch die Haltbarkeit der Milch zu verbes- sern. Das System ist modular aufgebaut, so dass es sowohl als Nachrüstung in bestehende Systeme integriert, als auch als ei- genständige Anlage eingesetzt werden kann. Qualitätsmerkmale und Vorteile Durch Benchmark-Vergleiche mittels analytischer Referenzme- thoden zwischen konventioneller indirekter Erhitzung und Mi- krowellenerhitzung konnten wir relevante Qualitätsmerkmale 1 2 MEDIZIN