Charakterisierung verschiedener Gefriertrocknungsverfahren anhand ihrer Auswirkungen auf ein Modellprodukt für Lebensmittel

TS
Abbildung 1: v. l. n. r. simulierte Verteilung des Mikrowellenfelds in Prozessraum; Gefriertrocknungsanlage im Technikumsmaßstab; Unvollständig getrocknetes Tylosegel mit sichtbarer Sublimationsfront.

Motivation

Die produktschonende Gefriertrocknung ist aufgrund der hohen Produktqualität ein weit verbreitetes Verfahren in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Sie wird eingesetzt, um haltbare Produkte mit vorteilhaften Produkteigenschaften herzustellen. Allerdings führen lange Prozesszeiten zu hohen Herstellungskosten. Daher liegt ein großes Interesse darin, die Prozesszeiten durch den Einsatz innovativer Technologien zu verkürzen.

Ein möglicher Ansatz zur Beschleunigung des Prozesses ist der Einsatz von Mikrowellen. Elektromagnetische Wellen sind dazu in der Lage, tief in das Trockengut einzudringen und so Limitierungen zu umgehen, die aus dem Wärmewiderstand der Produktmatrix hervorgehen. Ein Problem bei der konventionellen Erzeugung von Mikrowellen liegt jedoch im ungleichmäßigen Energieeintrag in das Produkt, der dieses im schlimmsten Fall schädigt. Über die Solid State-Technologie ist eine gezielte elektrische Steuerung des Mikrowellenfelds möglich. So kann der Prozess beschleunigt und eine Schädigung des Produktes vermieden werden.

Ziel der Arbeit

Ziel der Arbeit ist die experimentelle Untersuchung der Gefriertrocknung eines Modellprodukts aus Tylosegel. Dabei sollen verschiedene Gefriertrocknungsverfahren bezüglich der Prozessparameter und Produkteigenschaften miteinander verglichen werden, um die mikrowellenunterstützte Gefriertrocknung über die Solid State-Technologie zu quantifizieren. Zur gezielten Anpassung des Mikrowellenfeldes in Echtzeit steht dabei eine Online-Aufzeichnung der Prozessparameter zur Verfügung.

Die Aufgabenstellung kann in Ihrem Schwerpunkt gerne an individuelle Interessen angepasst werden. Bei Interesse einfach melden bei:

M. Sc. Till Sickert

till.sickert∂kit.edu

Tel.: 0721/608-43608