Einsatz von technischen Gasen bei der Verarbeitung und Verpackung von Fleisch

Vorteile nutzen, aber sicher

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Der intelligente Gebrauch von Lebensmittelgasen trägt wesentlich dazu bei, dass Fleisch- und Wurstwaren in optimaler Qualität beim Endverbraucher ankommen. Besondere Bedeutung haben Kohlendioxid, Sauerstoff und Stickstoff zum Beispiel beim Verpacken und bei der Prozesskühlung. Der korrekte und gefahrlose Umgang mit technischen Gasen setzt allerdings spezielle Kenntnisse voraus.

Die Lebensmittelindustrie nutzt Kohlendioxid, Sauerstoff und Stickstoff in großem Umfang. Diese, auch in der Fleischverarbeitung eingesetzten Gase, gelten als Lebensmittelzusatzstoffe und müssen daher wie Lebensmittel behandelt werden. Herstellung und Distribution müssen den Anforderungen entsprechen, wie sie beispielsweise die HACCP-Richtlinien definieren. Speziell für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie hat Linde aus diesem Grund das Lebensmittelgase-Sortiment Biogon entwickelt. Es umfasst Reingase und Gasgemische für verschiedenste Anwendungen, etwa zum Verpacken unter Schutzatmosphäre oder zur Prozesskühlung.

Unter Schutzatmosphäre verpackt
Grundlage für eine hohe Fleischqualität und Frische bilden konsequente Hygienemaßnahmen sowie eine konstante Kühlung der Produkte im verarbeitenden Betrieb. Sind diese Voraussetzungen gegeben, lässt sich die Haltbarkeit durch eine Verpackung unter Schutzatmosphäre (Modified Atmosphere Packing, MAP) entscheidend verbessern. So kann das Mindesthaltbarkeitsdatum nachweisbar um Tage oder sogar Wochen verlängert werden. Die Qualitätsparameter und Wirkung des Verfahrens werden dabei durch zwei Aspekte entscheidend beeinflusst: die eingesetzten Lebensmittelgase und ihr Zusammenspiel mit Material und Maschine im Rahmen eines ganzheitlichen Verpackungskonzepts.
Für die Verpackung von Fleisch haben sich Gemische der drei Gase Kohlendioxid, Stickstoff und Sauerstoff bewährt. Sie müssen nicht als E-Nummer im Zutatenverzeichnis aufgeführt werden. Die korrekte Kennzeichnung lautet: „Unter Schutzatmosphäre verpackt“. Generell bewirken alle drei Gase eine Verlängerung der sogenannten Lag-Phase. Sie beschreibt den Zeitraum, in dem das natürliche Bakterienwachstum gehemmt werden kann.
Im Einzelnen wirkt jedes Gas unterschiedlich. Kohlendioxid wirkt bakterio- und fungistatisch. Das heißt, es hemmt die Vermehrung von Bakterien und Pilzen, tötet vorhandene Keime aber nicht ab. Im Produktions- und Logistikprozess kann das Gas aus diesem Grund zusätzlich gute Effekte erzielen. Stickstoff ist inert. Weil das Gas keine Reaktionen eingeht, wird es vor allem als Platzhalter zur Verdrängung des Luftsauerstoffs eingesetzt. Und Sauerstoff verhindert das Wachstum anaerober Mikroorganismen. Vor allem aber dient es in gewissem Umfang der Farberhaltung von rohem rotem Fleisch. In diesem Zusammenhang sind die gesetzlichen Vorgaben zur Unterbindung einer möglichen Verbrauchertäuschung zu beachten (Lebensmittel-, Bedarfsgegenstände- und Futtermittelgesetzbuch LFGB, §11 – Vorschriften zum Schutz vor Täuschung).
Effiziente kryogene Kühlung
Vor dem Verpacken, also in der Produktion, verlangt die Lebensmittelindustrie an vielen Stellen exakt temperierte Prozesse. Die Kühlwirkung von tiefkalten technischen Gasen lässt sich dafür sehr gut nutzen. Zur exakten Temperierung von Mischprozessen kann insbesondere die kryogene Kühlung mit flüssigem Stickstoff oder Kohlendioxid sinnvoll sein. Das System Lixshooter ermöglicht dabei den Eintrag der Gase von unten. Anders als bei herkömmlichen Verfahren, bei denen das Kühlmittel von oben auf die Produktoberfläche aufgebracht wird, ist die Kühlwirkung hier direkter und schneller.
Lixshooter ist ein platzsparendes Düsensystem, mit dem sich Mischbehälter unterschiedlicher Bauart, Rührkessel, Kneter und vergleichbare Maschinen aus- bzw. nachrüsten lassen. Das tiefkalt verflüssigte Gas wird am Boden des Behälters direkt in die Produktmasse injiziert. Das Ergebnis ist ein sofortiger Wärmeübergang bei geringem Gaseverbrauch. Je nach Produkt und Ausrüstung lässt sich ein Wirkungsgrad von bis zu 98 % erzielen. Besonders gut eignet sich das System für die Verarbeitung von niederviskosen und pastösen Mischprodukten, die sich beim Rühren stark erwärmen und nicht zum Quellen neigen. Das entsprechende Produktspektrum ist weit gefächert und umfasst zum Beispiel Formprodukte aus Fleisch oder Gemüse, Suppen, Soßen, Pasten und Breiprodukte, Babynahrung oder Püree. Dort lässt sich Lixshooter für schnelle Kühlprozesse einsetzen, etwa zur Wachstumshemmung von Mikroorganismen oder zur Reduzierung des Verlusts an leichtflüchtigen Bestandteilen. In der Fleischproduktion gewährleistet über Lixshooterdüsen eingebrachtes, flüssiges Kohlendioxid eine kontinuierliche Prozesstemperatur von maximal +2 °C. Als zusätzlicher Effekt legt sich das Kohlendioxid, das schwerer als Luft ist, auf das Fleisch und vermeidet so Oxidationsreaktionen.
Sicherheit im Umgang mit Gasen
Von Gasen wie Kohlendioxid, Sauerstoff oder Stickstoff scheint auf den ersten Blick keine große Gefahr auszugehen: Sie sind Bestandteile der Umgebungsluft. In der Lebensmittelindustrie werden sie allerdings in großen Mengen und zum Teil in tiefkalter Form verwendet. Der korrekte und gefahrlose Einsatz technischer Gase setzt deshalb besondere Kenntnisse voraus. Hier nimmt der Gesetzgeber den Arbeitgeber in die Pflicht: Er überträgt ihm die Verantwortung für den sicheren Betrieb und die Unterweisung seiner Mitarbeiter und lässt ihm dabei Gestaltungsfreiheit.
Welche spezifischen Risiken technische Gase bergen, zeigen zwei Beispiele: Erhöht sich die Sauerstoffkonzentration auf über 21 %, also über den natürlichen Sauerstoffanteil der Luft, steigt die Brandgefahr. Weil Sauerstoff brandfördernd wirkt, kann dann zum Beispiel Kleidung durch einen einzigen Funken schlagartig in Flammen stehen. Umgekehrt ist auch eine Unterschreitung der natürlichen Sauerstoffkonzentration gefährlich, etwa wenn Kohlendioxid oder Stickstoff den zum Atmen notwendigen Luftsauerstoff verdrängt. Immerhin werden aus 1 l flüssigem Stickstoff beim Verdampfen knapp 700 l gasförmiger Stickstoff.
Diesen Gefahren lässt sich nur mit technischen Mitteln begegnen: Gaswarngeräte überwachen kontinuierlich die Luft und lösen bei definierten Grenzwerten automatisch akustische oder optische Warnsignale aus. Die Alarmschwellen liegen für Sauerstoff bei Werten von weniger als 19 und mehr als 23 %. Für Kohlendioxid reicht eine Abweichung von nur 0,5 bis 1 % um einen Voralarm auszulösen. Der betroffene Bereich darf dann nicht mehr betreten werden. Weitere Maßnahmen für den Alarmfall müssen individuell vom Betreiber festgelegt werden. Stationäre Gaswarneinrichtungen dürfen nur von fachkundigen Personen bzw. fachspezifischen Unternehmen ausgelegt und installiert werden. Die Lage der Gassensoren richtet sich nach der Gasart, der Anwendung und der Lüftungssituation. Zur Detektion von Gasen, die schwerer als Luft sind, wie zum Beispiel Kohlendioxid, befinden sich die Sensoren üblicherweise etwa 30 cm über dem Boden.

Silvia Henke
Leiterin Markt-
entwicklung Food,
Linde AG
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