Neuartiger Kombi-Trockner zur Herstellung gesunder Trockengemüsesnacks

Die Trocknung von Lebensmitteln, insbesondere von leicht verderblichem Obst und Gemüse, ist ein bewährtes Verfahren, um die Haltbarkeit deutlich zu verbessern.

Bei den heutzutage üblichen Trocknungsprozessen sind jedoch Qualitätseinbußen oftmals die Folge der gewählten Prozessparameter. Aufgrund der bei der Trocknung angewendeten hohen Temperaturen werden wertgebende Inhaltsstoffe (Vitamine, sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe) weitgehend abgebaut.
Demzufolge ist eine schonende Trocknung bei niedrigen Temperaturen anzustreben, um die ernährungsphysiologische Wertigkeit der getrockneten Obst- und Gemüseprodukte zu erhalten. Für viele Gemüseprodukte ist vor dem Verzehr ein Blanchierprozess notwendig, um im Gemüse enthaltene lipophile Nährstoffe freizusetzen, bzw. um produkteigene Enzyme oder Mikroorganismen zu inaktivieren und somit einen Verderb zu verzögern. Das bedeutet für die Herstellung von getrockneten Gemüseprodukten, dass dem Trocknungsprozess dieser Blanchierprozess vorgeschaltet werden muss.

Am Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik e. V. (DIL) wurde in Kooperation mit der Herbst Maschinenfabrik GmbH ein durch die AiF Projekt GmbH im Rahmen des Programms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“ gefördertes Forschungsprojekt bearbeitet, in dessen Fokus Entwicklung, Konzeption und Fertigung eines neuartigen Kombi-Trockners zur schonenden Trocknung von Gemüse standen.

Mit Hilfe des neuentwickelten KombiTrockners können für die zu trocknenden Gemüseprodukte zwei Verarbeitungsschritte (Blanchieren, Trocknung) in einer Apparatur durchgeführt werden. Die wichtigste Komponente der neuen Apparatur ist ein spezieller Horizontalmischer (Trocknungsbehälter), der mit neu gestalteten Mischorganen ausgestattet ist.

Der untere Bereich des Behälters ist als Doppelmantel ausgeführt, sodass eine exakte Temperierung des zu verarbeitenden Gemüseproduktes gewährleistet wird.

Über im Bodenbereich angebrachte Düsen kann der zum Blanchieren notwendige Wasserdampf bzw. die zur Trocknung des Produktes benötigte Luft in den Trocknungsbehälter geleitet werden.

Während des Trocknungsprozesses wird die feuchte Luft durch eine Öffnung im oberen Teil des Trocknungsbehälters abgeführt. In Abbildung 1 wird ein 3D-CAD-Entwurf des neuartigen Kombi-Trockners dargestellt. Die speziell gestalteten Mischwerkzeuge des Kombi-Trockners sowie die im Bodenbereich angebrachten Düsen zum Einströmen von Wasserdampf bzw. Trocknungsluft sind in Abbildung 2 zu sehen.

Nach der Fertigstellung des neuartigen Kombi-Trockners wurden am DIL erste Versuche zur Herstellung von getrockneten Karotten durchgeführt, um geeignete Prozessparameter zu erarbeiten. Im Rahmen dieser Versuchsreihe wurden sowohl die Blanchierbedingungen als auch ausgewählte Trocknungsprozessparameter wie Behältermanteltemperatur, Trocknungszeit, Füllgrad des Trocknungsbehälters, Drehzahl des Mischorgans und Luftdurchsatz variiert. Die produzierten Trockenkarottenmuster wurden hinsichtlich ihrer Gehalte an gesundheitlich vorteilhaften Substanzen (β-Carotin, Polyphenole), ihrer sensorischen Eigenschaften (Geschmack, Geruch, Mundgefühl) und typischer chemisch-physikalischer Qualitätsparameter wie Wassergehalt, Festigkeit und Farbe charakterisiert.

Es zeigte sich, dass die Herstellung von schonend getrockneten Karotten mit vorgeschaltetem Blanchierprozess mittels dieser Anlage möglich ist. Beispielhaft werden in Abbildung 3 getrocknete Karottenscheiben, die mit Hilfe des neuartigen KombiTrockners produziert wurden, präsentiert.

Im Allgemeinen führte ein Blanchierprozess mit Wasser im Vergleich zum Blanchieren mit Dampf zu besseren Eigenschaften des getrockneten Produktes.
Dabei war insbesondere der Gehalt an gesundheitlich vorteilhaften Substanzen höher. Zusammenfassend ist festzustellen, dass mittels des neuartigen KombiTrockners Trockenkarotten hergestellt werden konnten, die im Vergleich zu handelsüblichen Produkten hohe Gehalte an wertgebenden Inhaltsstoffen (β-Carotin Polyphenole) aufwiesen. Die sensorischen Eigenschaften Geschmack, Geruch und Knackigkeit wurden ähnlich beurteilt, wie die entsprechenden Eigenschaften handelsüblicher getrockneter Karotten.

Die Farbe der hergestellten Muster war ansprechend und die Festigkeit war vergleichbar mit der Festigkeit handelsüblicher Trockenkarottenprodukte.

Der Trocknungsprozess konnte hier besonders nachhaltig und schonend gestaltet werden, da zur Trocknung eine Behältermanteltemperatur von 40°C ausreichte und auf eine Erwärmung der zugeführten Luft verzichtet werden konnte.

Mit dem Abschluss der hier vorgestellten Arbeiten steht nun für industrielle Anwendungen ein funktionstüchtiger Prototyp bereit, der durch die Herbst Maschinenfabrik GmbH individuell weiter angepasst werden kann.