Knusprige Kruste, lockere Krume

Vakuumtechnik revolutioniert die Kühlung von Backwaren. Im Vergleich zu konventionell gekühlten Backwaren ist der Vorteil eines unter Vakuum gekühlten Brotes bereits bei der ersten Berührung spürbar: Die Kruste ist knusprig, die Krume locker. Durch die Verlängerung der sogenannten Rösche nimmt auch die Volumenbeständigkeit des Backgutes zu – ein Umstand, der zu einer lang anhaltend stabilen und zart splitternden Kruste führt. Hinzu kommt, dass das Vakuum den Abkühlprozess beschleunigt und damit das Zeitfenster für einen Keimbefall verkleinert. Der für das Wachstum von Schimmelsporen kritische Temperaturbereich von 60 bis 30 °C wird bei der Vakuumkühlung in zwei bis drei Minuten statt wie bisher in zwei Stunden durchschritten. Brote verschiedenster Art und Größe sind mithilfe der Vakuumkühlung schon nach fünf bis zehn Minuten auf 30 °C abgekühlt.

Das Kühlen in einer geschlossenen Kammer dient gleichsam als Schleuse zwischen Produktion und Verpackung und minimiert signifikant das Risiko für einen Keimbefall aus der Luft und späteren Schimmel als Folge.

Weiterer Pluspunkt: Gegenüber der konventionellen Kühlung an der Luft lässt sich durch die kompakten Abmessungen einer Vakuumkühlanlage eine signifikant größere Platzersparnis realisieren – bis zu einem Zehntel der vormals genutzten Bodenstandfläche. Eine einfache Konditionierkammer hat lediglich eine Kammergröße von etwa 1200 x 1000 mm und ist circa 2000 mm hoch. Vakuumpumpe oder Schaltschrank sind funktionell direkt neben der Kammer in die Anlage integriert.

Heute übliche Anlagen sind für einen Stikkenwagen mit einer Blechgröße von 600 x 1000 mm ausgelegt. Je nach Produkt können so stündlich bis zu zwölf Chargen oder 400 bis 500 kg gebackene Teigmasse konditioniert werden. Im Vergleich dazu kann das Abkühlen an der Umgebungsluft mehrere Stunden dauern. Hinzu kommt, dass vakuumgekühlte Backwaren optimal für die folgenden Weiterverarbeitungsschritte wie Schneiden und Verpacken konditioniert sind.

Die großen technischen Herausforderungen bei der Vakuumkonditionierung von Backwaren lassen sich in zwei Bereiche aufteilen: Einerseits müssen Anlagenhersteller die Vielzahl unterschiedlicher Backwaren berücksichtigen, die sich in puncto Rezeptur, Zutaten und Prozessparameter unterscheiden. Die genannten Punkte und die Eigenschaften des Endprodukts spiegeln sich in der Anlagensteuerung wider. Das heißt: Für jede Backware muss der spezifische Abkühlablauf in der Anlagensteuerung programmiert werden. Dies verlangt backspezifisches Know-how und langjährige Erfahrung.

Die Vakuumkonditionierung von Backwaren ist auch für das heute übliche Konzept der Backshops oder Backverkaufsstellen optimal geeignet. Die Produkte werden in der Regel zentral außerhalb der Stadt vorgebacken und anschließend an die Verkaufsstellen in den Innenstädten oder Einkaufszentren ausgeliefert. Wichtig: Die vorgebackenen Backwaren werden unter Vakuum konditioniert und können dann ohne Tiefkühlung an die Verkaufsstandorte ausgeliefert und dort bis zu vier Tage gelagert werden. Oftmals werden bei der Filialbelieferung große Wege zurückgelegt. Die Produkte überstehen sie dank der Vakuumkonditionierung unbeschadet – und dies unverpackt bei unterschiedlichsten Witterungsverhältnissen.

Durch die Anwendung der sogenannten Unterbruch-Backmethode und den Wegfall der bisher notwendigen Tiefkühllogistik und -lagerung im Backbetrieb und Filialshop kann der Energieverbrauch um bis zu 50 % reduziert werden. In der Summe sinken also die Kosten für Energie und Logistik.

Die zweite große Herausforderung liegt in der vakuumtechnischen Auslegung der Kühl- und Konditionierungsanlage. Anwendung findet hier das Prinzip der Vakuumkühlung. Bei atmosphärischem Druck kocht Wasser bei 100 °C. Sinkt der Atmosphärendruck, verringert sich auch der Siedepunkt. Liegt der Druck bei 42 mbar, verdampft das Wasser bereits bei 30 °C. Die zum Sieden notwendige Energie wird dem nahezu noch ofenwarmen Backprodukt entzogen. Übliche Kühlzeiten liegen produktspezifisch zwischen zwei und sechs Minuten. In dieser Zeit kühlt das Backgut gleichmäßig über das ganze Produkt hinweg ab. Der gleichmäßige Entzug des Wasseranteils verhindert auch eine mögliche Kondensation im Gebäck, oft als Verkleisterung bezeichnet.

Der aus dem Prozess resultierende heiße Wasserdampf ist die Herausforderung bei der vakuumtechnischen Auslegung der Kühl- und Konditionierungsanlage. Der Dampf ist zudem nicht rein, sondern mit Mehl, Hefe, Zucker und Salz belastet. Für die Auswahl der Vakuumpumpentechnologie ist dies entscheidend. Keine Vakuumpumpe würde die Belastung mit Wasserdampf und einer breiig, süßklebrigen Masse langfristig aushalten, sieht man vom Einsatz einer Flüssigkeitsringpumpe einmal ab. Prinzipiell wäre diese Technologie zwar ideal, die Abhängigkeit des Enddruckes von der Wassertemperatur ist hier aber nicht prozessdienlich. Letztendlich stellt sich die Frage, eine Pumpe mit klassisch ölgedichteter Drehschiebertechnik einzusetzen oder die modernere ölfreie Schraubentechnologie zu verwenden. Eine Präferenz lässt sich an dieser Stelle nur schwer nennen. Beide Pumpen sind prinzipiell geeignet, allerdings ist die Konzeption der Vakuumkühlanlage entscheidend.

Für einen reibungslosen Betrieb kommt es auf das Geschick des Anlagenherstellers an, die richtigen Maßnahmen in Betrieb und Service zu implementieren, um die Vakuumpumpe vor dem Gemisch aus Wasserdampf und Backzutaten zu schützen. Betrachtet man die auf dem Markt angebotenen Vakuumkühlanlagen, so ist jedoch ein Trend zur Verwendung der ölfreien Schraubentechnologie feststellbar. Dieser Sachverhalt beruht sicherlich auch darauf, dass sich moderne Schraubenpumpen mit Frequenzumrichter optimal mit der Anlagensteuerung verbinden und kompakt integrieren lassen. Auch im Hinblick auf Geräuschemission bieten diese Schraubenpumpen den Komfort eines geräuscharmen Betriebes. Hygienevorschriften in der Lebensmittelproduktion werden diesem Sachverhalt zudem Rechnung tragen. Viele Backbetriebe scheuen häufige Ölwechsel, die zudem mit Kosten verbunden sind.

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Einsatz in Vakuumkonditionierungsanlagen für Backwaren finden beispielsweise die einstufigen, ölgedichteten Drehschiebervakuumpumpen Sogevac. In die äußerst zuverlässig arbeitenden Pumpen ist ein Ölrückführungssystem mit Rückschlagventil integriert. Gleiches gilt für einen Auspufffilter. Besonderes Merkmal der Sogevac-Pumpen ist der sehr geringe Lärmpegel. Auf Anfrage stehen verschiedene Gasballastausführungen zur Verfügung.

Jüngste Mitglieder der Sogevac-Baureihe sind die Drehschieberpumpen SV40 B und SV65 B. In der 50-Hz-Ausführung erreicht die SV40 B ein Nennsaugvermögen von 44 m3/h und die SV65 B ein Nennsaugvermögen von 59 m3/h. Bei der 60-Hz-Ausführung liegen diese Werte bei 53 bzw. 71 m3/h. Die wartungsfreundlichen Pumpen sind kompakt gebaut. Sämtliche Funktionen und Ölleitungen sind in das Pumpengehäuse integriert.

Des Weiteren bietet Oerlikon Leybold für Vakuumkonditionierungsanlagen für Backwaren auch die trocken verdichtenden Schraubenvakuumpumpen Dryvac und Leyvac an.