Fresher under Pressure

Ulf Odebo

Mikroorganismen können durch hohen hydrostatischen Druck abgetötet werden. Die Beseitigung von Schimmel- und Hefepilzen erfolgt in der Regel bei einem Druck von 4000 bis 5000 bar, während die Inaktivierung von Krankheitserregern wie Listeria Monocytogenes einen Druck von bis zu 6000 bar erfordert.

Die nichtthermische Pasteurisierung hat sich bei qualitativ hochwertigen Lebensmitteln wie Säften und sonstigen Obst- und Gemüseprodukten oder servierfertigen Fleischerzeugnissen bereits fest etabliert. Die Behandlung der Produkte – sie kann ein Qualitätskontrollpunkt im HACCP-Konzept des Lebensmittelerzeugers darstellen – findet vor der Auslieferung in einer Druckkammer statt. Dabei werden die bereits fertig verpackten Lebensmittel einem sehr hohen hydrostatischen Wasserdruck ausgesetzt. Normalerweise hat die Behandlung mit Druck keine negativen Auswirkungen auf die Frische und den natürlichen Nährwert der Lebensmittel. Aufgrund des isostatischen Drucks werden die Lebensmittel von allen Seiten komprimiert und gehen nach der Druckentspannung wieder in ihre ursprüngliche Form zurück. Die meisten Lebensmittel mit einem Wasseraktivitätswert von über 0,9 sind für eine Hochdruckbehandlung geeignet.

Herzstück einer Hochdruckbehandlungsanlage ist eine zylindrische, aus mehreren Schichten aufgebaute Druckkammer mit zwei Deckeln, die schwimmend, ohne den Einsatz von Gewinden aufgelegt werden. Ein Pressenrahmen nimmt die auf die Deckel wirkenden Axialkräfte auf. Letztere resultieren aus dem hohen Druck in der Kammer. Zum Be-/Entladen der Behandlungskammer – dieser Vorgang kann auch automatisiert werden – entfernt man den Pressenrahmen und den oberen Verschluss (Deckel). Außerdem lässt sich die Druckkammer temperieren. Der Wärmeträger wird im Kreislauf geführt und in einem Wärmetauscher auf die gewünschte Temperatur gebracht.

Eine wichtige Voraussetzung für einen sicheren Anlagenbetrieb ist, dass die Druckkammer vollständig vorgespannt ist. Gleiches gilt auch für den Axialpressenrahmen. Auch er sollte vorzugsweise vorgespannt sein und keine Spannungskonzentrationen aufweisen. Avure Technologies hat bei seinen Anlagen für die Druckkammern die leak before brake-Technologie realisiert. Außerdem sorgen ausgefeilte mechanische und elektrische Sicherheitsfunktionen für einen ordnungsgemäßen Anlagenbetrieb.

Eine Druckerzeugungsanlage im Wasserfördersystem pumpt Leitungswasser in die Behandlungskammer und baut den erforderlichen hydrostatischen Druck auf, der gleichmäßig auf die verpackten Lebensmittel übertragen wird. Dabei wirkt die Verkaufsverpackung als Sperrschicht zwischen dem Druckmedium und dem Lebensmittel. Außerdem ist das Wasserfördersystem mit Einbauten zum Erwärmen bzw. Kühlen des Betriebswassers ausgestattet. Weitere Anlagenkomponenten sind ein elektrisches Antriebssystem und eine FPS mit Betriebsdatenerfassung.

Die nichtthermische Pasteurisierung in Hochdruckbehandlungsanlagen läuft in der Regel diskontinuierlich ab (Batchverfahren). Die Anlagen von Avure Technologies sind für einen Druck von 6000 bar ausgelegt und haben ein Fassungsvermögen von 215 l. Ihre Kapazität reicht bis zu 800 kg/h. Durch die Kombination mehrerer Druckkammern, die über gemeinsame Pumpensysteme versorgt werden, ist eine Erhöhung der Anlagenleistung auf bis zu 6000 kg/h möglich. Neben der genannten Anlagengröße hat Avure auch kleinere Maschinen für den Einsatz im Technikum oder in Pilotanlagen im Programm.

Das mexikanische Unternehmen Grupo Jumex, ein Hersteller von Säften und Nektaren, setzt die Avure-Anlagen zur nichtthermischen Pateurisierung ein. Vertreter des Unternehmens betonen, dass sich mit der Druckbehandlung sehr hohe Produktqualitäten und vor allem auch längere Haltbarkeiten erzielen lassen. Außerdem hat die nichtthermische Pasteurisierung einen positiven Einfluss auf den Geschmack der Säfte und Nektare.

Ein anderer Anwender von Avure-Anlagen ist das amerikanische Unternehmen Avomex. Es produziert Avocadopüree. Nach der Hochdruckbehandlung wird es gekühlt in den gesamten USA vertrieben. Ein wesentlicher Vorteil für Avomex und die Verbraucher ist, dass sich durch die kurze Druckeinwirkung die Haltbarkeit des Pürees – bei ununterbrochener Kühlkette – auf etwa 40 Tage erhöht. Außerdem nutzt Avomex die Avure-Anlagen auch zur Haltbarmachung von verschiedenen Fertiggerichten. Dazu zählen mexikanische Saucenspezialitäten wie Pico de Gallo oder Chipolte ebenso wie das Chicken Fajita Dinner. Bei letzterem handelt es sich um ein in Kühltheken angebotenes Fertiggericht, das aus Hähnchenstreifen mit Fajita-Gewürzen, Gemüse, Soße und Avocadopüree besteht. Sämtliche Zutaten wurden einer Behandlung mit Hochdruck unterzogen. Auch Wurst- und Fleischwaren können erfolgreich mit Avure-Anlagen hochdruckbehandelt werden. Ein Anwender aus diesem Bereich ist beispielsweise die amerikanische Hormel Foods Corp. Das Unternehmen produziert eine Vielzahl von Schinkenspezialitäten, die in einer 6000-bar-Anlage von Avure nichtthermisch pasteurisiert werden.

Bisher nutzt man die nichtthermische Pasteurisierung mit Hochdruck vor allem zur Abtötung von vegetativen Mikroorganismen. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass dieses Verfahren auch zur Inaktivierung von Sporen eingesetzt werden kann. Allerdings muss dazu die Druck- mit einer leichten Wärmebehandlung kombiniert werden.

Halle 10.1, Stand F019