Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm

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SYBE: Symposium Bioelectrics - Die Wechselwirkung gepulster Elektrischer und Magnetischer Felder mit biologischem Gewebe

SYBE 2: Symposium Bioelectrics II

SYBE 2.2: Hauptvortrag

Dienstag, 20. März 2007, 14:30–15:00, 6A

Anwendung gepulster elektrischer Felder zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit in der Lebensmittelindustrie — •Stefan Töpfl und Volker Heinz — Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e.V., Prof.-von-Klitzing-Str. 7, 49610 Quakenbrück

Seit der ersten Beschreibung der Wirkung gepulster elektrischer Felder auf biologische Materialien in den 1960er Jahren wurden zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Lebensmittelverarbeitung untersucht. Es konnte gezeigt werden dass durch eine Anwendung des Verfahrens die Extraktion intrazellulärer Bestandteile, die Gewinnung von Frucht- oder Gemüsesäften oder die Trocknung pflanzlicher und tierischer Produkte beschleunigt werden kann. Aufgrund des geringen spezifischen Energiebedarfs im Bereich von 1 - 10 kJ/kg und der kontinuierlichen Betriebsweise ergeben sich deutliche verfahrenstechnische Vorteile im Vergleich zu konventionellen Zellaufschlussverfahren. Bei der Fruchtsaftherstellung kann - auch ohne Einsatz pektinolytischer Enzyme - eine gleichwertige oder höhere Saftausbeute bei geringerem Bedarf an Stapeltanks und technischen Hilfsstoffen erzielt werden. Hier kann durch geringere Betriebskosten und Ausbeutesteigerung mit einem Einsparpotential im Bereich von 2 - 3 Euro/t Rohware gerechnet werden. Eine Beschleunigung der Trocknung pflanzlicher und tierischer Produkte um 20 - 40 % erlaubt eine höhere Ausnutzung bestehender Trocknungsanlagen sowie die Reduktion des für Energiebedarfs aufgrund kürzerer Trocknerlaufzeit.

Auch zu einer schonenden Entkeimung flüssiger Medien kann das Verfahren eingesetzt werden. Eine erste kommerzielle Nutzung des Verfahrens erfolgte 2005 in den USA zur Haltmarmachung von Fruchtsäften. Der Energiebedarf zur Inaktivierung von Mikroorganismen und liegt zwar mit 50 - 500 kJ/kg über dem einer thermischen Behandlung (etwa 20 kJ/kg bei 94 % Wärmerückgewinnung), insbesondere für Premiumprodukte oder thermisch labile Produkte wie Enzym- oder Nährlösungen kann eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit und Produktqualität durch eine geringere thermische Belastung erzielt werden. Der Energiebedarf und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird anhand ausgewählter Beispiele diskutiert.