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Einfluss der Prozessparameter von Kombinationstrocknungsverfahren auf die Qualität getrockneter Erdbeeren

Einfluss der Prozessparameter von Kombinationstrocknungsverfahren auf die Qualität getrockneter Erdbeeren
Typ:BA/MA
Datum:ab sofort
Betreuer:

Dipl.-Ing. Tim Siebert

Thema: 

Einfluss der Prozessparameter von Kombinationstrocknungsverfahren auf die Qualität getrockneter Erdbeeren

‚Impact of process parameters of combined drying methods on quality of dried strawberries‘

 

Hintergrund:

Die Trocknung ist eine der ältesten und bis heute gebräuchliche Methode, um die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern. Etablierte Prozesse in der Lebensmittelindustrie sind beispielsweise die Gefriertrocknung, die Heißlufttrocknung und die Mikrowellenvakuumtrocknung. Unterschiedliche Verfahren haben dabei unterschiedliche Auswirkungen auf die Produktqualität. Außerdem sind dies zudem kosten- und teilweise auch zeitintensive Prozesse.

Die Einflüsse der Prozessparameter von Trocknungsprozessen werden bisher meist anhand der Endproduktqualität charakterisiert. Die qualitätsverändernden Reaktionen im Trocknungsprodukt sind aber in hohem Maße von der Temperatur und der Wasserbeladung des Produktes zur jeweiligen Prozesszeit abhängig. Daher wäre es wünschenswert die Veränderungen der Produktqualität während der Trocknung in Abhängigkeit der Prozessbedingungen zu kennen. Mit diesen Informationen könnten schädigende Trocknungsabschnitte mittels eines Verfahrenswechsels umgangen und so verschiedene Trocknungsverfahren hintereinandergeschaltet werden. Dies würde erlauben, hinsichtlich bestimmter Qualitätsparameter optimale Produkte zu produzieren. Außerdem sollten damit im Vergleich zu Einzeltrocknungsverfahren sowohl die Trocknungszeit, als auch die Kosten reduziert werden können.

 

Geplante Arbeiten:

Im Zuge dieser Abschlussarbeit (BA/MA) soll untersucht werden, wie Qualitätsparameter getrockneter Produkte optimiert werden können, indem bestimmte Prozessparameter und Wechselzeitpunkte zwischen zwei Trocknungsverfahren eingestellt werden. Hierfür sind funktionale Zusammenhänge zwischen Qualitätsparametern, Prozessparametern, Wechselzeitpunkten und verwendeten Verfahren zu finden. Dies ist über praktische Versuche an einer Kombinationstrocknungsanlage zu erreichen. Bei den zu untersuchenden Verfahren handelt es sich um Gefrier-, Heißluft- und Mikrowellenvakuum-Trocknung. Die zu untersuchenden Qualitätsparameter sind Wassergehalt, Volumenerhalt, innere Struktur (Porengrößenverteilung), Rehydrationseigenschaften, Härte und Farbe.

Der Student/die Studentin wird sich daher zunächst in das Thema Kombinationstrocknung einarbeiten und eine Literaturrecherche durchführen. Dann soll eine geeignete Methode etabliert werden, um den Qualitätsparameter Porengrößenverteilung zu untersuchen. Für die weiteren Qualitätsparameter können am Institut etablierte Messverfahren verwendet werden.

Es sollen Vergleichsverfahren (Konvektions-, Gefrier-, und Mikrowellenvakuumtrocknung) mit typischen, aus der Industrie bekannten Prozessparametern, durchführen und die Qualitätsparameter der Endprodukte analysieren. Diese Ergebnisse sollen als Referenz für zukünftige Vergleiche mit etablierten Verfahren dienen.

Im Anschluss daran soll die Änderung der Produktqualität während der Trocknung in Abhängigkeit der Prozessparameter untersucht werden. Hierzu werden für jede Prozessparametereinstellung in verschiedenen Trocknungsstadien Proben entnommen und analysiert. Alle Versuche sollen mit Erdbeeren als Beispielprodukt durchgeführt werden.

Die so erhaltenen funktionalen Zusammenhänge sollen dann dazu verwendet werden, mögliche günstige Wechselzeitpunkte (sowohl Energie- als auch Qualitätsseitig) zwischen zwei Verfahren, je nach Anwendungszweck vorherzusagen. Abschließend sind noch Validierungsversuche mit Kombinationstrocknungen vorgesehen, um die Vorhersagequalität der funktionalen Zusammenhänge darzustellen.

Die Aufgabenstellung kann natürlich auf Wunsch des Studenten teilweise angepasst werden, je nach Themenschwerpunkt, Studienneigung, oder ähnlichem. Aktuell ist das Thema eher praktischer Natur, sollten eher theoretische Arbeiten von Interesse sein könnte ich die Aufgabenstellung entsprechend ändern, bzw. auch andere Arbeiten ausgeben. Bei Interesse, schreibt einfach an tim.siebert@kit.edu oder ruft an unter 0721 608 43785.

 

Aufgabenstellerin: Prof. Dr. -Ing. H. P. Schuchmann

Beginn der Arbeit:  ab sofort

Betreuer: Dipl.-Ing. Tim Siebert