Perfektes Backen: 6 Wege, wie Vakuum die Brotherstellung verbessert
27. August 2020
LESEZEIT 9 MIN.
Backen ist eine der ältesten Tätigkeiten im Bereich der handwerklichen Nahrungszubereitung. Fladenbrot wurde bereits vor 8.000 Jahren aus gemahlenem Korn und Wasser hergestellt. Im Vergleich dazu ist die Vakuumtechnologie relativ neu. Technisch gesehen wurde im 17. Jahrhundert erstmals ein Vakuum erzeugt. Heute ist es ein inhärenter und wesentlicher Bestandteil der industriellen Praxis. In unserer hochtechnisierten Welt ist Vakuum heute wichtiger denn je. Hier finden Sie sechs Beispiele dafür, wie Vakuum die Brotproduktion verbessert, und erfahren, mit welchen Vakuumpumpen das profitabel möglich ist.
1. Knusprige Kruste, lose Krume
Die Vakuumtechnologie hat Innovationen in die industrielle Backwarenproduktion getragen. Die Kühlung von Backwaren wird revolutioniert. Im Vergleich zu konventionell gekühlten Backwaren wird der Vorteil von vakuumgekühltem Brot schon beim Anfassen sofort deutlich. Die Kruste ist knusprig und die Krume ist lose. Durch die Erweiterung des sogenannten Verkrustungsprozesses erhöht sich auch die Volumenkonsistenz der Backwaren. Dies hat zu einer Kruste geführt, die länger stabil und mürbe, aber dennoch weich ist. Dies ist ein großer Vorteil, da viele Backwaren in Umgebungen mit höherer Luftfeuchtigkeit ihre Form verlieren. Ein stabiles Volumen ist nicht nur ein Qualitätsgewinn für den Kunden, sondern auch ein Vorteil gegenüber der Konkurrenz, da die ausgestellten Backwaren nicht nur lecker riechen, sondern auch attraktiv aussehen und die Käufer zum Kauf anregen.
Abb. 1: Vakuumbehandelte Backwaren überzeugen durch eine einheitliche Krume sowie ein größeres und formstabiles Volumen
2. Weniger Bakterien im Vakuum
Neben den Vorteilen für den Käufer, die auf den ersten Blick erkennbar sind, gibt es noch einige weitere wichtige Aspekte, die berücksichtigt werden müssen. Durch die Beschleunigung des Prozesses wird das Zeitfenster für die Bakterienentwicklung verkürzt. Bei der Vakuumkühlung wird der kritische Temperaturbereich für das Wachstum von Schimmelsporen (von 30–60 °C) auf zwei bis drei Minuten begrenzt, statt der zwei Stunden bei Umgebungskühlung. Die Kühlung in einer geschlossenen Kammer dient gleichzeitig als Schleuse zwischen Produktion und Verpacken und verringert zudem das Risiko von Bakterien in der Luft und die daraus resultierende Sporenbildung erheblich. Dies bedeutet, dass nach dem Verpacken kein kostspieliger Sterilisationsprozess erforderlich ist, um die Bildung von Sporen zu verhindern. Nur reine Luft und Schutzgas verlängern die Haltbarkeit.
Verwandte Themen: Die Sicherheitsbestimmungen in der Lebensmittelproduktion nehmen zu, und die Lebensmittelindustrie steht unter Druck, sich weiterzuentwickeln, wenn sie auch nach 2020 weiter profitabel bleiben möchte. Laden Sie ein Exemplar unseres E-Books über die Zukunft von Lebensmitteln herunter, und erfahren Sie, wie Vakuum die industrielle Lebensmittelproduktion effizienter und profitabler macht.
3. Kompakte Abmessungen, effektivere Fläche
Es gibt noch weitere Vorteile der Vakuumkühlung beim Backen. Im Vergleich zur herkömmlichen Luftkühlung schaffen die kompakten Abmessungen eines Vakuum-Kühlsystems viel Platz und sparen so bis zu einem Zehntel der bisher verwendeten Stellfläche. Eine einfache Behandlungskammer hat eine Größe von ca. 120 x 100 cm und ist ca. zwei Meter hoch. Vakuumpumpen oder Schaltschränke sind direkt neben der Kammer funktionell in das System integriert. Der zurückgewonnene Platz kann dann für zusätzliche Produktionskapazitäten innerhalb des Unternehmens genutzt werden. Brote verschiedener Typen und Größen können innerhalb von nur fünf bis zehn Minuten auf 30 °C gekühlt werden.
Daher profitiert die Bäckerei nicht nur von einer Verbesserung der Qualität, sondern auch von einer erhöhten Produktivität. Die neue Kühltechnologie reduziert die ursprüngliche Kühlphase drastisch. In der Zwischenzeit werden die Backwaren optimal für die nachfolgenden Verarbeitungsschritte Schneiden und Verpacken aufbereitet. Die heute gebräuchlichen Systeme sind für Regalwagen mit einer Blechgröße von 60 x 100 cm ausgelegt. Je nach Produkt können bis zu zwölf Chargen oder 400–500 kg gebackenen Teig pro Stunde behandelt werden. Im Vergleich dazu kann die Kühlung in Umgebungsluft mehrere Stunden dauern. Vakuumgekühlte Backwaren lassen sich schneller und einfacher für die nachfolgende Verarbeitungskette vorbereiten.
4. Vakuumbehandlung verbessert die Qualität der Backwaren
Eine der größten technischen Herausforderungen bei der Vakuumbehandlung von Backwaren besteht darin, dass die Systemhersteller viele verschiedene Brotarten mit unterschiedlichen Rezepten und einer großen Auswahl an Zutaten versorgen müssen. Denken Sie nur an Frühstücksbrote in der europäischen Backkultur, und die Unterschiede zwischen verschiedenen Backwaren werden deutlich. Croissants, Baguettes, Roggenbrot oder Hefezopf mit Rosinen – die einzigartigen Eigenschaften jedes Rezepts spiegeln sich in der verwendeten Ausrüstung und dem Steuersystem wider. Der Gerätehersteller muss die entsprechenden Kühlabläufe für die jeweilige Backware im Gerätesteuersystem programmieren. Dies erfordert spezifisches Backfachwissen und jahrelange Erfahrung. Hier hat die Vakuumtechnologie fast so großen Einfluss auf die Qualität der Waren wie das Backrezept selbst.
Die Vakuumbehandlung von Backwaren ist auch ideal für das heute übliche Bäckerei- oder POS-Konzept. Das Backen findet in der Regel an einem dezentralen Ort außerhalb der Stadt statt. Die Backwaren werden dann an Verkaufsstellen in der Stadt oder in Einkaufszentren geliefert. Die Erwartung des Kunden, jederzeit frische und warme Brötchen kaufen zu können, kann durch eine Vakuumbehandlung optimal erfüllt werden.
Verwandte Themen: Die Vakuum-Technologie wird auch zum Gefriertrocknen und Konservieren von Lebensmitteln verwendet, um dabei das Aussehen und die Haptik der Lebensmittel sowie deren Nährwert zu erhalten. Klicken Sie auf die Schaltfläche unten, und erfahren Sie auf unserer Ressourcenseite, wie Vakuum die Lebensmittelkonservierung verbessert hat.
5. Geringere Logistik- und Lagerkosten
Der Schlüssel ist hier ein Prozess, der als Vorbacken bezeichnet wird. Vorgebackene Waren werden vakuumbehandelt und können ohne intensive Kühlung an die Verkaufsstellen geliefert werden, wo sie bis zu vier Tage gelagert werden können. Daher werden oft mehrere Filialen eines Geschäfts über große Entfernungen beliefert. Durch die Vakuumbehandlung werden die Produkte auch bei den unterschiedlichsten Witterungsbedingungen unbeschädigt und unverpackt an die Filialen geliefert. Das Backen des vakuumbehandelten Brots wird dann einfach in der Bäckerei abgeschlossen, wobei die Backzeiten durch die vorgebackenen Waren reduziert werden. Der Energieverbrauch kann durch diese unterbrochene Backmethode deutlich reduziert werden. Auch die Logistikkosten werden reduziert, da die bisher erforderliche Tiefkühllogistik und Lagerung in der Backfabrik und den Verkaufsstellen entfallen.
Der verkürzte Backvorgang ist auch für das Personal wesentlich bequemer, da Abluft und Wärmeentwicklung deutlich reduziert werden. Der Kunde kann rund um die Uhr frisches, warmes und perfekt geformtes Brot genießen – sofortiger Genuss im Einklang mit dem modernen Lebensstil.
Abb. 2: Chargeneinheit zur Vakuumbehandlung, Ofenregale ermöglichen schnelles Beladen
6. Abkühlzeiten verringert, Kondensation verhindert
Die zweite große technische Herausforderung liegt in der technischen Auslegung des Systems für die Vakuumkühlung und -behandlung. Hier wird das Prinzip der Vakuumkühlung angewendet. Bei Atmosphärendruck siedet Wasser bei 100 °C. Bei Verringerung des atmosphärischen Drucks sinkt auch der Siedepunkt. Liegt der Druck bei 42 mbar, verdampft das Wasser nur bei 30 °C. Die Energie, die zum Kochen des Wassers benötigt wird, wird aus der Backware bezogen, die noch fast ofenwarm ist. Je nach Produkt liegen die normalen Abkühlzeiten zwischen zwei und sechs Minuten. Während dieser Zeit kühlt Brot gleichmäßig über das gesamte Produkt. Die gleichmäßige Extraktion des Wassergehalts verhindert zudem eine mögliche Kondensation im Brot selbst, ein Prozess, der oft als Gelatinisierung bezeichnet wird. Dies führt wiederum zu einer Qualitätssteigerung für den Brotliebhaber.
Der durch den Prozess erzeugte heiße oder warme Dampf stellt eine Herausforderung für die technische Auslegung des Systems für die Vakuumkühlung und -behandlung dar. Außerdem ist der Dampf nicht rein, sondern mit Backzutaten wie Mehl, Hefe, Zucker und Salz kontaminiert. Dies ist bei der Auswahl der Vakuumpumpentechnologie von entscheidender Bedeutung. Keine Vakuumpumpe würde einer Verunreinigung mit Dampf und einer breiigen, klebrigen Masse langfristig standhalten, und der Einsatz einer Flüssigkeitsringpumpe sollte vermieden werden. Im Prinzip wären diese Technologien ideal, aber hier ist die Abhängigkeit des Enddrucks von der Wassertemperatur für den Prozess nicht förderlich. Letztendlich stellt sich die Frage, ob eine Pumpe mit klassischer, ölversiegelter Drehschiebertechnologie oder eine moderne, ölfreie Schraubentechnik verwendet werden soll. An dieser Stelle ist es schwierig, einen Favoriten zu benennen. Prinzipiell sind beide Pumpen geeignet, aber die Auslegung des Vakuumkühlsystems ist zentral für die Entscheidungsfindung.
Abb. 3: Zweikammerbehandlungseinheiten mit optimal integrierten ölfreien Vakuumpumpen bei der Montage.
Verwandte Themen: Hygiene und Anlagenhygienisierung haben für Lebensmittelhersteller oberste Priorität. Vakuumpumpen sind oft mit Gehäusen ausgestattet, die eine gründliche Reinigung sicherstellen und die Pumpe gleichzeitig vor Kontakt schützen. Lesen Sie in unserem Blog mehr darüber, dass Lebensmittelsicherheit schon immer höchste Priorität war, und darüber, wie Vakuumpumpenhersteller wie Leybold sicherstellen, dass die Integration der Vorteile des Vakuums in die Produktionslinie weder Gesundheit noch Sicherheit beeinträchtigt.
Der Trend geht zu trockenlaufender Schraubentechnologie
Der reibungslose Betrieb hängt von der Kompetenz des Geräteherstellers ab, die richtigen Betriebs- und Wartungsmaßnahmen zu ergreifen, um die ausgewählte Pumpe vor dem Dampf- und Zutatengemisch zu schützen. Betrachtet man die auf dem Markt erhältlichen Vakuumkühlsysteme, so ist jedoch ein auffallender Trend zum Einsatz der ölfreien Schraubentechnologie zu beobachten. Dies liegt zweifellos daran, dass moderne Schraubenpumpen mit Frequenzumrichtern optimal kombiniert und kompakt in Gerätesteuersysteme integriert werden können und diese Schraubenpumpen hinsichtlich der Geräuschemission den Komfort eines geräuscharmen Betriebs bieten. Auch Hygienevorschriften in der Lebensmittelproduktion berücksichtigen diesen Faktor. Viele Backunternehmen führen häufig Ölwechsel durch, was mit entsprechenden Kosten verbunden ist.
Abb. 4: Moderne, ölfreie Schraubenvakuumpumpen NOVADRY sind am besten für die Vakuumbehandlung von Backwaren geeignet
Profitables Vakuum
Aber das wird sich ändern. Eine nähere Betrachtung der neuen Backtechnik zeigt, dass Gerätehersteller, Produzenten, Bäckereien und Verbraucher durch den Einsatz von Vakuum alle den gleichen Nutzen erzielen. Sie alle profitieren von einer Steigerung der Qualität und Produktivität. Darüber hinaus ist das Potenzial zur Verbesserung der Produktionszeiten, des Infrastrukturpersonals, der Logistikkosten, der Rohstoffe und des Energieverbrauchs enorm. Die technischen und finanziellen Voraussetzungen für die Marktdurchdringung sind damit zweifellos erfüllt.
Möchten Sie mehr erfahren? Klicken Sie auf die Schaltfläche unten, und kommen Sie mit unserem Team von Vakuumexperten ins Gespräch. Wir helfen Ihnen gerne weiter.
Haftungsausschluss: Ursprünglicher Autor Klaus Buhlmann, Market Sector Manager, Leybold GmbH
