Projekt

FREEZEWAVE

In dem Projekt „FREEZEWAVE“ wird ein innovatives Gefrierverfahren für Lebensmittel entwickelt. Dabei soll ein langsames Einfrieren von Lebensmitteln erstmals mit einer diskontinuierlichen Mikrowellenbestrahlung (2450 MHz) kombiniert werden. Dieses innovative Konzept wurde kürzlich von ONIRIS (Xanthakis et al, 2014) untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die durchschnittliche Eiskristallgröße im Vergleich zum Standardverfahren deutlich reduziert werden konnte. Schweinefleischproben, eingefroren mit der innovativen Technik, weisen im Vergleich zu Kontrollproben eine Reduzierung von 62% der durchschnittlichen Eiskristallgröße auf.

In Bezug auf das mikrobielle Risiko bewirkt der Gefrierprozess eine quasi uneingeschränkte Haltbarkeitsdauer von Lebensmitteln. Zudem ist es umweltfreundlich, da es Lebensmittelabfälle reduzieren kann und dem Verbraucher bietet die Technologie einen zusätzlichen Komfort (kochen/erwärmen, wann und was immer Sie benötigen). Beschränkungen in der Haltbarkeit sind eher auf den Rückgang der Lebensmittelqualität zurückzuführen. Gründe hierfür sind mechanische Beschädigungen, verursacht durch i) die Bildung von Eiskristallen und ii) die Aufkonzentration von kritischen Substanzen innerhalb der Matrix durch Cryokonzentration.

Um eine Reduktion der Eiskristalle (-größe) zu erreichen und damit die Qualität der gefrorenen Lebensmittel zu verbessern, ist in der Regel ein schnelles Gefrieren empfehlenswert. Jedoch erhöht ein schnelles Gefrieren den Energiebedarf. Für die Verbesserung der Wärmeübertragung werden niedrige Umgebungstemperatur und hohe Luftgeschwindigkeit angestrebt. Ziel dieses Projektes ist es darzustellen, dass Niedrigenergie-Mikrowellen in Kombination mit einem langsamen Gefrierprozess in der Lage sind, die Größe der Eiskristalle in gefrorenen Lebensmitteln deutlich zu reduzieren.

In dem Projekt „FREEZEWAVE“ werden erste Versuchsgeräte konstruiert, um das neuartige Verfahren und deren Auswirkung auf die Lebensmittel- und Eiskristallstruktur anhand ausgewählter Lebensmittel (Saucen, Fleisch, Gemüse und Fertiggerichte) zu untersuchen und weiter zu entwickeln. Eine große Herausforderung stellt dabei die Charakterisierung des Eiskristallwachstums während der Mikrowellenbestrahlung dar. Zusätzlich soll der Energiebedarf des neuartigen Verfahrens so gering wie möglich gehalten werden. Das neuartige Konzept wird die Innovationskraft von Anlagenbauern erhöhen und die Qualität von Tiefkühlprodukten deutlich steigern.

Die Teilnahme eines französischen KMU-Projektpartners (SAIREM – spezialisiert auf Mikrowellen) dient zur Entwicklung und Verbesserung der Ausstattung für Industrieanwendungen. FREEZEWAVE will wissenschaftliche Erkenntnisse und neue wissenschaftliche Einblicke im Bereich des Gefrierens von Lebensmitteln erarbeiten. Das Projektergebnis könnte ebenfalls für Anwendungen im Nichtlebensmittel-Sektor, wie z. B. in der Biotechnologie, von Interesse sein.

 

 

Projektziele

Die Gesamtziele sind:

• Entwicklung eines innovativen Niedrigenergie-Gefrierprozesses für hochwertige Lebensmittel
• Entwicklung von neuen Modellen und Erarbeitung von wissenschaftlichen Erkenntnissen im Bereich des Gefrierens unter diskontinuierlicher Mikrowellenbestrahlung
• Definition von Verfahrensanweisungen und Erarbeitung von praktischen Erkenntnissen im Bereich des Gefrierens unter diskontinuierlicher Mikrowellenbestrahlung
• Bewertung der Auswirkungen von Mikrowellen auf die Reduzierung der Eiskristallgröße und der Gesamtqualität von Tiefkühlprodukten
• Entwicklung und Optimierung des Prozesses in Batchversuchen für verschiedene Lebensmittelsysteme, wie z. B. Saucen (Emulsion), Gemüse, Fleisch und Fertiggerichte
• Erweiterung des Prozesses (Scale Up) für die industrielle Herstellung bei Batch- und Förderband Systemen

Ebenso soll ein europaweites Netzwerk aufgebaut werden, welches sich mit hoch innovativen Gefriertechnologien beschäftigen wird um diese weiter zu entwickeln.