Das ttz Bremerhaven
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 73

Das ttz Bremerhaven PowerPoint PPT Presentation


  • 147 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Das ttz Bremerhaven. IHRE IDEEN BRAUCHEN EIN ZUHAUSE. 1. Puratos Trend Symposium Von der Zukunftsforschung zum Vermarktungskonzept für den Backwarenbereich Puratos Center for Bread Flavour, St. Vith, 03.-04.06.2009.

Download Presentation

Das ttz Bremerhaven

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Das ttz bremerhaven

Das ttz Bremerhaven

IHRE IDEEN BRAUCHEN EIN ZUHAUSE


Das ttz bremerhaven

1. Puratos Trend Symposium Von der Zukunftsforschung zum Vermarktungskonzept für den BackwarenbereichPuratos Center for Bread Flavour, St. Vith, 03.-04.06.2009

Technologien zur Generierung von Brot-geschmack mit spezifischer Authentizität

Klaus Lösche

BILB/EIBT

ttz–BILB/EIBT – www.ttz-bremerhaven.de

Kontakt: Prof. Dr. K. Lösche– Head of Institute - Baking and Cereal Technology

Tel: +49-471-972-97 12 e-mail: [email protected]


Das ttz bremerhaven

Aromastoffbildung entlang von Backprozessen

  • Enzymatische Umsetzungen aus enzymhaltigen Rohstoffen (Mehl, Backmittel, Malz, etc.) bis hin zu spezifischen Endprodukten (Beispiel: Teige, Vorteige, Sauerteige, Langzeitführung ...)

  • Fermentation mit Mikroorganismen (Hefe, Milchsäurebakterien etc.) führt zu Stoffwechselprodukten (Beispiel: Teige, Vorteige, Sauerteige, Langzeitführung ...)

  • Thermische Reaktionen: Karamellisierungen, Maillard-Reaktionen etc.(Beispiel: Backtemperaturen)


Das ttz bremerhaven

Taste andFlavor

•2-Acetyl-1-Pyrrolin isteinSchlüsselaromastoff inWeizenbroten, welcherzumröstigen Aroma derKrustebeiträgt

•2-Acetyl-1-Pyrrolin entstehtwährendderBackensauseinerDikarbonylkomponente und Ornithin

•OrnithinistkeineproteinogeneAminosäure und wird voneinigenLaktobazillenausArginingebildet

•DerGehalt an Aminosäuren (Arginin) in Brotmehlenistgering!

SteuerungderOrnithinbildungdurchL. pontis und L. reuteri


Das ttz bremerhaven

Characterimpactcompounds

Proteolytischer Abbau durch Mehl-Proteasen

Fermentation

Maillard-Reaktion

Backen

Arginin-Deiminase Wegvon L. pontis u. a.

Fermentation

Thiele, Gänzle, Vogel 2002 Cereal Chem 79:45; 2003, J. Agric Food Chem 51:2745Schieberle, 1996 Adv. Food Sci 18:237; Kang, Hertel, Brandt, Hammes, unveröffentlicht

Bildung von 2-Acetyl-Pyrrolin bei der Brotherstellung


Das ttz bremerhaven

Biotechnolgicalformationofcharacterimpactcompounds

Ornithinbildung in Sauerteigen


Reaktionsaromen erhitzte aminos uren in gegenwart von glucose rohan 1999

Reaktionsaromen: Erhitzte Aminosäuren in Gegenwart von Glucose (Rohan, 1999)


Das ttz bremerhaven

Alkan-Alkohol

Alken-Alkohol

Amine

FuranDerivate

Substrat(Mehl etc.)

Aldehyde

Ester

Beeinflussung und Verhältnis von Aroma- und Geschmacksstoffen durchFermentation und Backprozess (Rothe, modifiziert)

Fettsäuren

Pyridine

Fermentation

Backprozess

Hydroxy- und Ketosäuren

Pyrazine

  • Percursoren- Zucker- Aminosäuren- Fettsäuren

  • Enzyme

  • sek. Inhalts-stoffe

  • anderes

Ketone

Hydroxy- und Ketone

Lactone

Pyrrole

HeterocyclischeVerbindungen

Katabolismus, partiell Anabolismus

Maillard-ReaktionenKaramellisierungen


Abb grundreaktion aller fermentationen

Mikrobieller Stoffwechsel als Grundlage von Fermentationen

Allen Fermentationen gemeinsam ist die Grundreaktion:

Substrat (S)StoffwechselStoffwechselprodukte (X)

+ Mikroorganismus (A)(Zellzuwachs)+ vermehrte Mikroorganismus (A)

Abb.: Grundreaktion aller Fermentationen

  • Stoffbilanz: S=X+∆ A

  • (X dominiert bei katabolischen Reaktionen

  • X : z. B. mehr Aromabiosynthese etc.)

  • Voraussetzungen:

  • Das Substrat muss nutzbar sein, Nähr- und Wuchsstoffe enthalten

  • Die physikalisch-chemischen Bedingungen müssen geeignet sein.

Menge

S

X

A

Zeit→


Abb aufnahme der n hrstoffe und abgabe von stoffwechselprodukten durch die zelloberfl che schema

Gärungsorganismen: Saccharomyces cerevisiae Kluyveromyces marxianus (fragilis)Schizosaccharomyces pombeZymononas mobilisMilchsäurebakterien: verschied. Spezies etc.

Abb.: Aufnahme der Nährstoffe und Abgabe von Stoffwechselprodukten durch die Zelloberfläche (Schema)

Nähr-

stoffe

Stoffwechsel-

produkte

Zelle


Abb zuckerkomposition in weizenmehl t 550 der ernte 2003

Abb.: Zuckerkomposition in Weizenmehl (T. 550) der Ernte 2003


Das ttz bremerhaven

Biotechnologie

Produkte und Verfahren der Bäckerei

Enzymtechnologie

Fermentation

  • Milchsäuregärung durch MilchsäurebakterienBeispiel: Sauerteig (in der Regel in Homöostase mit Hefen)

  • Alkoholische Gärung der HefeBeispiel: Vorteige (in der Regel in Homöostase mit Bakterien)

  • Malzprodukte

  • Einsatz verschiedener biotechnischer Enzyme als Backmittel, u. a.: Amylasen, ProteasenHexose-OxidasenXylanasen, Lipasen

  • Enzym-Management Beispiel: Roggen-Backfähigkeit

  • Enzymatische Umsetzungen Beispiel: Rückbrot


Das ttz bremerhaven

Enzym-Management bei Roggensauerteig

α-Amylasen (Roggen) T 997

Enzym-

Aktivität

[U]

Temperatur (°C)

Amylo-gramm Einheiten [AE]

α-Amylase inhibiert

1,5°C /min

α-Amylase aktiv

Temperatur (°C)

Abb.: Einfluss der α-Amylase-Aktivität auf die Roggenstärke-Verkleisterung


Das ttz bremerhaven

Produkte aus mikrobiellen und enzymatischen Prozessen

  • Kohlenhydrate: monomere, oligomere, polymere

  • Vitamine und Wachstumsfaktoren

  • Hormone

  • verschiedene org. Verbindungen

  • Enzyme

  • Enzymatische Transformationsprodukte

  • Organische Säuren

  • Aminosäuren

  • Peptide und Proteine

  • Nucleinsäuren

  • Nukleoside und Nukleotide

  • Alkohole

  • Emulgatoren

  • anderes

Sauerteigfermenter als biotechnische Reaktoren... !


Das ttz bremerhaven

Vorgänge in Vor- und Sauerteigen


Das ttz bremerhaven

Ziele der Fermentation von Getreidemahlerzeugnissen

pH-Wertsenkung

Erhöhung des Säuregrades

Aromabildung

Geschmacksbildung

Beeinflussung der Geschwindigkeit der Fermentation

Geringe Verflüssigung des Sauerteiges

Gebäckqualitätsmerkmale (z. B. Frischhaltung)

~ Backfähigkeit


Das ttz bremerhaven

TA = 200

Temp. = 30° C

5

10

15

20

Abb.: Fermentationsleistung von Lactob. fermentum (PL 1 ) in Weizen- und Roggensauerteig (einstufige Führung)


Das ttz bremerhaven

Wirkung endogen operierender, mehleigener Enzyme bei Vorteigen als Funktion von Temperatur, aw-Wert, pH-Wert, Zeit etc.

hoch

fest

enzymatische Reaktionen mehleigener Enzyme (Hydrolasen)

Konsistenz

Enzym-Reaktion

Konsistenz eines Vorteiges

flüssig

gering

10 h

20 h

Zeit

Abb.: Einfluss enzymatischer Reaktionen mehleigener Enzyme auf die Konsistenz von Weizenvorteigen (schematisch)


Das ttz bremerhaven

Charakterisierung der Fermentation von Reissauerteig

Geringe Säuregradentwicklung!

Säure-grad

pH-Wert

Abb.: Säuregrad und pH-Wert von Reissauerteig (Reispuder aus Weißreis).

Einstufige Führung, TA = 200, T = 35 °C (konst.), Starter: 0,5 % PL 1 bezogen auf Mehl


Das ttz bremerhaven

Phytinsäure in Getreide und Ölsaaten


Das ttz bremerhaven

Phytaseaktivitäten in verschiedenen Getreidemahlerzeungissen

Phytaseaktivtät in µg P/(gmin)

ReispuderWeizenmehlRoggenmehlaus WeißmehlType 550Type 1150

Abb.: Phytaseaktivität in µg umgesetztes Phosphor je g Probe und min. von verschiedenen Mehlen

Bedingungen: Inkubationszeit: 20 Min., Inkubationstemperatur: 50°C Inkubationszeit: 20 Min., pH 5,0


Das ttz bremerhaven

Reissauerteig

 Säuregrad = ca. 75 %

Einfluss einer mikrobiellen Phytase auf den Säuregrad und den pH-Wert von Reissauerteig (Reispuder aus Weißreis).

Einstufige Führung, TA = 200, T = 35 °C (konst.), Starter: 0,5 % PL 1 bezogen auf Mehl


Das ttz bremerhaven

Aleurone – Concentrated Source of Phytic Acid (~ 4%)

OPO3H2

H2O3PO

OPO3H2

H2O3PO

OPO3H2

Aleuronecellwithinclusionbodiescontainingproteinandphytin

*Hoseney (1994). Principles of Cereal Science and Technology.

OPO3H2

Phytic acidMyoinositol hexaphosphate


Das ttz bremerhaven

OPO3H2

OH

OH

OPO3H2

OPO3H2

OH

Phytase

oder Inositol (1~5) Phospate

+

n H3PO4 (n=1~6)

+ n H2 0

OPO3H2

OH

H2O3PO

OH

OH

OPO3H2

Phytase Reaktion


Das ttz bremerhaven

Abb.: Inhibition verdauungsfördernder Enzyme durch Phytate


Das ttz bremerhaven

Ergebnisse – Reissauerteige aus enzymgestützer Fermentation

PL 1

PL 3

PL 3 + Phytase

Führungsbedingungen:

TA: 180

T: 35 °C, 80 % rel. Feuchte

t: 16 h


Das ttz bremerhaven

Sensorische Bewertung – Reisbackware mit Phytase

Tab.: Einfluss einer Phytase-gestützten Reissauerteig - Fermentation auf Reisbrotqualitätsmerkmale


Das ttz bremerhaven

Ergebnisse – Reisbrote aus enzymgestützer Fermentation

PL 1 PL 3 PL 3 + Phytase

PL 1 PL 3 PL 3 + Phytase

Abb.: Einfluss von Phytase auf die Qualität bei Reisbrot


Das ttz bremerhaven

Einfluss von Phytase auf Teig und Gebäck (Thesen) Model: schematisch

Me

Me

Phytinsäure

Phytase

Proteine, Peptide

Rheologie, Hefe, Aroma, Geschmack

Protein

Peptide

ortho-Phosphat

myo-Inositol

Mineralstoffe (Ca, Mg, Fe, …)

Calciumionen, Ca2+

Milchsäure-bakterien, Hefen

-Amylase

Milchsäure, Essigsäure, CO2, Aromastoffe

Oligosaccharide

Stärke


Das ttz bremerhaven

Phytase-gestützte Weizensauerteige im Vergleich

PL 1 – Weizensauerteig 20 %

PL 3 – Weizensauerteig 10 %

PL 3 – Weizensauerteig 20 %

Ohne Weizensauer-teig

PL 1 – Weizensauerteig 10 %

Einfluss von Phytase (PL3) auf die Qualitätsmerkmale von Weizenbrot (Weizensauer: TA 200, Fermentation bei 16 Std. und 35°C)


Das ttz bremerhaven

Phytase-gestützte Weizensauerteige im Vergleich

Ohne Weizensauer-teig

PL 1 – Weizensauer-teig 10 %

PL 1 – Weizensauer-teig 20 %

PL 3 – Weizensauer-teig 10 %

PL 3 – Weizensauer-teig 20 %

Weizensauerteig TA 200, Fermentationszeit 16 Stunden bei 35°C


Das ttz bremerhaven

Abb.: Veränderungen der Gärkurven im Laufe der Jahrzehnte


Das ttz bremerhaven

Teig-Enzyme und Hefe im Wechselspiel

Abb.: Backtechnische Bedeutung amylolytischer Abbaureaktionen im Teig im Wechselspiel mit der Biosynthese von Hefegärungsprodukten (Schema)

Bräunungsreaktion, Aroma und Geschmack

Enzym

X/

allgemein:

Substrat

Produkte

Bräunungsreaktion

Enzym

α-Amylase β-Amylase

Hefegärung

CO2 + Alkohol

α-Amylase(Mehlenzyme)

β –Amylase(Mehlenzyme)

β-Maltose

X/

speziell:

Stärke

Dextrine

Hefegärung

CO2 + Alkohol, Aroma


Abb zuckerkomposition in weizenmehl t 550 der ernte 20031

Abb.: Zuckerkomposition in Weizenmehl (T. 550) der Ernte 2003


Das ttz bremerhaven

Amylasen und Gebäckbräunung

Abb.: Einfluss der Teigfermentationszeit auf den Bräunungsgrad von Backwaren (WM T550, TA= 200, Fallzahl: 390 Sec., 35°C)


Das ttz bremerhaven

Amylasen und Gebäckbräunung in Gebäcken

Abb.: Einfluss der Teigfermentationszeit auf den Bläschenbildung von gebackenen Produkten (TA= 200, WM T. 550, Fallzahl: 390 Sec., 35°C)


Das ttz bremerhaven

Amylasen und Teigruhe

Abb.: Einfluss der Teigfermentationszeit auf die Struktur und Volumenausbildung von Broten (WM T550, TA= 200, Fallzahl: 390 Sec., 35°C)


Das ttz bremerhaven

Abb.: Schnittbrötchen ohne einen Weizensauerteig und einem enzymschwachen Mehl (Fallzahl 390sec.) gebacken. Die Teiglinge werden über Nacht 8h bei –6°C und 11h bei +3°C / 90% r.F. gärverzögert, anschließend bei 20°C / 90% r.F. bis ¾ Gare vorgegart und unterschiedlich lange bei +5°C gärverzögert. Nach Kurzer Akklimatisierung bei Raumtemperatur werden die vorgegarten Teiglinge gebacken.


Das ttz bremerhaven

Abb.: Schnittbrötchen ohne einen Weizensauerteig und einem enzymschwachen Mehl (Fallzahl 390sec.) gebacken. Die Teiglinge werden über Nacht 8h bei –6°C und 11h bei +3°C / 90% r.F. gärverzögert, anschließend bei 20°C / 90% r.F. bis ¾ Gare vorgegart und unterschiedlich lange bei +5°C gärverzögert. Nach Kurzer Akklimatisierung bei Raumtemperatur werden die vorgegarten Teiglinge gebacken.


Das ttz bremerhaven

Abb.: Schnittbrötchen ohne Sauerteig gebacken und 20h bei +5°C gärverzögert. Nach 3h Zwischengare bei +20°C / 90% r.F. und einer Endgare bei 35°C / 75% r.F. bis ¾ Gare werden die Teiglinge gebacken.- Links Mehl mit niedriger Fallzahl (290sec) --> Süßblasen und kleines Volumen- Rechts Mehl mit hoher Fallzahl (390sec) --> keine Süßblasen und gutes Volumen


Das ttz bremerhaven

Mehl-Amylasenaktivität und Gebäckbräunung

Bräunungsgrad

Hoch

Mittel

Gering

T = 35°C

WM T. 550Fallzahl 290 sec

WM T. 550Fallzahl 390 sec

Fermentationszeit in Minuten

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

Abb.: Einfluss der Teigfermentationszeit und der Weizenmehlenzymaktivität auf den Bräunungsgrad von Backprodukten (schematisch), TA = 200


Das ttz bremerhaven

Abb.: Schnittbrötchen mit einem enzymschwachen Mehl (Fallzahl: 390sec.) gebacken. Die oberen Gebäcke wurden ohne einen Weizensauerteig, die unteren Gebäcke dagegen mit einem Weizensauerteig geführt. Die Teiglinge werden 20h bei unterschiedlichen Temperaturen gärverzögert. Nach einer Zwischengare bei 20°C / 90% r.F. (3h bei den –5°C, 2h bei den 0°C und 1h bei den +5°C Teiglingen) und einer Endgare bei 35°C / 75% r.F. bis ¾ Gare werden die Teiglinge gebacken.


Das ttz bremerhaven

Enzym-ManagementAktivierung der α-Amylase durch Weizensauer

Enzym-

Aktivität [U]

α-Amylase WM T. 550„pH-Shifting“ durch Säuerung in das Aktivitäts-Optimum der α-Amylase hinein

Teig ungesäuert

Säuerung

4 5 6 7

Optimierung der Gebäckqualität

hoch

mittel

gering

Aroma, Geschmack, Bräunung

4 5 6 7

Abb.: Einfluss einer Säuerung auf die Aktivität der α-Amylase in Weizenteigen


Das ttz bremerhaven

Abb.: Links: Schnittbrötchen: 20h GV bei –5°C 20hRechts: Schnittbrötchen 30min schockgefrostet bei -40°C und 19,5h GV bei –5°C, Beide Teiglinge werden 3h zwischengegart bei 20°C / 90% r.F. und bei 35°C / 95% r.F. auf ¾ Gare endgegart.


Das ttz bremerhaven

Abb.: Links: Schnittbrötchen: 20h GV bei –5°C 20hRechts: Schnittbrötchen 30min schockgefrostet bei -40°C und 19,5h GV bei –5°C, Beide Teiglinge werden 3h zwischengegart bei 20°C / 90% r.F. und bei 35°C / 95% r.F. auf ¾ Gare endgegart.


Das ttz bremerhaven

Veränderungen beim Gefrieren von Teig

Physikalisch

KristallbildungRekristallisationVolumenanstiegDruckanstieg im Innernaw-Wert-SenkungGaswechselGasdiffusionGaslöslichkeitetc.

Biochemisch/mikrobiologisch

Enzymaktivität

Hefe-Zellschädigung

etc.

Chemisch

Konzentrations-verschiebungen

pH-Wert-Senkung

Membran-Desintegration

etc.


Das ttz bremerhaven

Temperatur

Reaktionsraten von Hefen und Enzymen

Abb.: Einfluß der Temperatur auf die Aktivität von Hefe (blaue Kurve) und Enzymen (rote Kurve).- Vereinfachte schematische Darstellung - Bsp.: Eine Verminderung der Teigtemperatur um 10°C reduziert die Hefegärung 5-10 fach, die Enzymtätigkeit aber nur 2-3 fach


Das ttz bremerhaven

Qualitätsprofil Weizenmehl: Type 550

Kleberschwaches Mehlz. B. für Kekse, Massen etc.

Kleberstarkes Mehlz. B. für GU, GV, LF, Berliner, Toast etc.

StandardmehlFür Weißbrot, Brötchen, Baguette, Mischbrot

400 600 660 680 700 710 720 740

RMT (ml):Protein i. Tr. (%) ICC Nr. 105Kleber (%)ICC Nr. 137

SedimentationswertICC Nr.: 116Fallzahl (g) ICC NR. 107Maltosezahl

8-9 10-11 11,2-11,7 12,0 12,5 12,7-13,2 13,5 14,0

20 22 24 26 27 28 30 32

32 34 36 38 39 40 41 42

250-350 280-350 300-400

2-3,5 1,5-2,0 1-1,5


Das ttz bremerhaven

Tab.: Verfahren zur Gärzeitsteuerung


Energier ckgewinnung im k ltekreislauf

Kältekreislauf

X

USK

SPS

Control

X

X

Energierückgewinnung im Kältekreislauf

Wärmekreislauf

Ungermann Gärvollautomat


G rsteuerung ist klimatechnik

Gärsteuerung ist Klimatechnik

Sorptionsisothermen

Die Sorptionsisotherme ist die graphische Darstellung des Sorptionsverhaltens einer Substanz (bei konstanter Temperatur). Sie beschreibt die Beziehungen zwischen dem Wassergehalt der Substanz und der relativen Luftfeuchtigkeit der Um-gebungsluft bei einer bestimmten Temperatur .

Im geschlossenen Gärautomat stellt sich in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Ware die von der Sorptionsisotherme angegebene Luftfeuchtigkeit ein, bis ein Gleichgewicht zwischen Ware und Umgebungsluft erreicht ist.Man spricht von der Gleichgewichts-feuchte.


H x diagramm der feuchten luft nach mollier

h,x- Diagramm der feuchten Luft nach Mollier

Bei einer relativen Luftfeuchte von 70 % bei 30°C enthält 1kg Luft ca. 19g Wasser

Bei einer relativen Luftfeuchte von 75 % bei 5°C enthält 1kg Luft ca. 5g Wasser

Differenz = ca. 14 g/kg


Prinzip der ultraschallvernebelung

Prinzip der Ultraschallvernebelung

  • Mechanische Schwingungen die von der Oberfläche von Wasser Aerosoltröpfchen ablösen

  • Größe der Wassertröpfchen abhängig von der Ultraschallfrequenz (mind. >1MHZ)

  • Massenoutput, energetisch günstig

Die piezokeramischen Wandler (Transducer, Schwinger)

Abb.: Aerosole werden durch die Luftströmung im Befeuchter ausgetragen und vermischen sich sehr schnell mit der Umgebungsluft. Sie haben einen sehr kleinen Durchmesser (~ 0,001 -0,005mm) und bilden deshalb einen frei schwebenden Nebel.

Ultraschallvernebelung


Applikationstechnik

Ultraschallbefeuchter

Dampfbefeuchter

Applikationstechnik

Tropfengröße und Fallgeschwindigkeit

0,1

Tropfengröße [µm]

10

30

60

100

250

500

750

1000

1500

1,0

0,303

2,68

10,2

27

94

210

313

400

545

Fallgeschwindigkeit [cm/s]

Kleine Tropfen haben fast keinen Fall, schweben , können verdriften

Diese Tropfen „stehen über dem Bestand und können leicht von Seitenwind erfasst werden

10,0

Fallgeschwindigkeit [cm/s]

100,0

1000,0

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Ultraschallanlage: < 1,0µmDampfbefeuchter: > 50 – 150 µm

Tröpfchengröße [µm]

Abb.: Einfluss der Tröpfchengröße auf die Sedimentationsrate bei Wasser


Str mungssimulation in einem g rvollautomaten

Strömungssimulation in einem Gärvollautomaten

Strömungssimulation in einem Gärvollautomaten mit Ultraschallvernebelung

Gärvollautomaten mit Ultraschallvernebelung

Abb.: Optimierte Strömungsverhältnisse von Kaltdampfnebel in einem Gärvollautomat

Ultraschallvernebelung


Das ttz bremerhaven

Einfluss der Ultraschallvernebelung auf die Kerntemperatur von Teiglingen bei einem GU-Verfahren

Gefrierphase-18°C

Auftauhase

+1 - 30°C

Lagerphase

- 10°C

Abb.: Einfluss einer Ultraschall-induzierten Klimasteuerung in der GUbei Brötchenteiglingen auf die Kerntemperatur (Ist-Temperaturen)


Das ttz bremerhaven

Abb.: Einfluss des Verdampfers bzw. einer Ultraschallvernebelung auf die rel. Feuchte während einer Gefrier- und Auftauphase (GU-Verfahren)

Messung der relativen Luftfeuchtigkeit

Anhebung der rel.Luftfeuchte durch Ultraschall-Klimatisierung

120

100

80

60

relative Feuchte in %

Gefrierphase

Auftauhase

+1 - 3°C

Lagerphase

- 10°C

40

20

0

2

3

4

7

10

12

0:00

1

6

8

9

13

14

15

16

18

19

Zeit h

Ultraschall

Verdampfer


Abb einfluss der tr pfchengr e auf die qualit t von backwaren bei gu verfahren 20 stunden

Optimierte Feuchteverteilung in GU-Teiglingen durch verbesserte Wärmeleitung

Abb.:Einfluss der Tröpfchengröße auf die Qualität von Backwaren bei GU-Verfahren (20 Stunden)

Ausdehnung

Ausdehnung

Ultraschall

Dampfbefeuchter


Das ttz bremerhaven

Stabilisierung von Teiglingen während einer Ultraschall-gesteuerten Klimatisierung

Teiglinge nach GU-Verfahren (20 Stunden)

Dampfbefeuchter

Eigenschaften: Klebrig, nasse u. raue Oberfläche.

Ultraschallanlage

Eigenschaften: Feuchte und glatte Oberfläche,

bessere Gärung

Ausdehnung

Ausdehnung

DampfbefeuchterEigenschaften:

Nass und breitgelaufen

UltraschallanlageEigenschaften:

Feucht und stabil

Abb.: Einfluss der Tröpfchengröße von Wasser während der Auftauphase nach einem GU-Prozess (20 Stunden)


Das ttz bremerhaven

Ultraschallvernebelung und Oberflächenfeuchte-Teiglinge aus der Gärunterbrechung -

Elektroverdampfer

Ultraschallvernebelung

Gleichmäßige Krustenfarbe

- Keine Austrocknung-

Ungleichmäßige Krustenfarbe

-Austrocknung vorhanden-

Abb.: Einfluss eines Elektroverdampfers bzw. einer Ultraschallvernebelung auf die rel. Feuchte während einer Gefrier- und Auftauphase (GU-Verfahren) auf die Gebäck-Qualitätsmerkmale


Das ttz bremerhaven

Ultraschalltechnologie im Vergleich zu einem Elektro-dampfbefeuchter Gärunterbrechung von 50 Stunden

Dampfbefeuchter = Austrocknungszone

Ultraschalltechnologie = keine Austrocknungszone

Dampfbefeuchter = starke Risse

Ultraschalltechnologie = geringe Risse

Abb.: Einfluss der Lagerzeit von Teiglingen auf die Qualitätsmerkmale von Brötchen (GU: 50 Stunden bei – 10°C ).


T r pfchen dampfbefeuchter porung teigoberfl che tr pfchen ultraschall

TröpfchenDampfbefeuchter > Porung Teigoberfläche > TröpfchenUltraschall

Desorption und Sorption der Teigoberfläche während eines GU-Verfahren

DampfbefeuchterAußenfeuchte rel.F.= ca. 80-90 %

UltraschallAußenfeuchte rel. F. = ca. 99%

aW = 0,96

aw = 0,96

Desorption

Sorption

Feuchtigkeit dringt nicht in den Teigling ein, da Tröpfchen zu groß 50 –150 µm

Feuchtigkeit dringt in den Teigling ein, da Tröpfchen sehr klein sind < 1,0 µm

Abb.: Einfluss der Befeuchtungsart auf die Sorption und Desorption bei Teiglingen während eines GU- / GV-Vorganges.


Gefrieren von wassertr pfchen

Gefrieren von Wassertröpfchen

Elektroverdampfer

Ultraschallbefeuchtung

Wasserdampfdruck pw: groß

Wasserdampfdruck pw: klein

Tröpfchengröße: ca. 1µm

Tröpfchen-größe: ca. 150µm

Pw

T=-15°C

Pw

T= -15°C

Pw

Pw

Pw

Pw

Pw

Pw

Pw

rel. Feuchteca. 70 %

rel. Feuchte ca. 100 %

Pw

Pw

Pw

Tröpfchen in Schwebezustand(gefroren)

Tröpfchen im freien Fall (Sedimentation)

Abb.: Einfluss der Tröpfchengröße auf Sedimentation und Wasserdampfdruck bei GU-Verfahren von gefrosteten Wassertröpfchen


Das ttz bremerhaven

Einfluss der Ultraschalltechnologie im direkten Vergleich zu einem Elektrodampfbefeuchter nach der Gärverzögerung von 12 Stunden

GV-Verfahren im Vergleich

GV: Elektroverdampfer GV: Ultraschalltechnologie

Abb.: Einfluss einer Ultraschall-Klimatisierung während eines GV-Prozesses bei Brötchen auf die Qualitätsmerkmale (gleiche Backbedingungen)


Das ttz bremerhaven

Ultraschalltechnologie im Vergleich zu Elektrodampfbefeuchter -Volumen von Brötchen bei Gärunterbrechung-

Ultraschalltechnologie Elektroverdampfer

Abb.: Einfluss der Befeuchtungsart bei Teiglingen auf das Volumen von Brötchen (Gärunterbrechung -10°C und 20 h).


Erhalt der r sche

Erhalt der Rösche

- Schematisiert –

(Glasübergang)

Ultraschallvernebelung

Elektroverdampfer

Krusteaw-Wert 0,60

Krusteaw-Wert 0,60

Luftraum: 80 % rel. Feuchte

Luftraum: 80 % rel. Feuchte

Krume

Krume

0,97 aw

0,97 aw

Kleingebäck mit dünner Kruste. Beschleunigter Glasübergang

Kleingebäck mit dicker, poröser Kruste. Retartierter Glasübergang

amorph

kristallin

gummiartig

gummiartig

amorph

kristallin

Rösche

Trocken

Rösche

Trocken

Abb.: Einfluss der Wärmeleitung auf die Krustenstruktur und Krustenstärke von unterschiedlich gärgesteuerten Backwaren


Sensory crispiness intensity of rolls as a function of dough aw

Sensory crispiness intensity of rolls as a function of dough-aw

0,96 aw

crispiness intensity \ thickness of crust

heat-conductivity (primarily)

high porosity maillard-intensified

low porositylow maillard-reaction

0,95

1,00

aw-value of dough surfaces

Impact of aw on the heat-conductivity of dough (baking) and on the crispness of baked goods (schematic description)


Das ttz bremerhaven

Einfluss der Ultraschalltechnologie im Vergleich zu einem Elektrodampfbefeuchter auf die Rösche von Brötchen

+ Rösche

Ultraschall

Rösche nach 6 Stunden

Dampfbefeuchter

Stunden

+

Farbe

Erhalt der Rösche

Dampfbefeuchter Ultraschall

Abb.: Einfluss der Befeuchtungsart bei GUV-Verfahren auf die Rösche von Kleingebäck.


Gleichm iges auftauen durch ultraschall klimatisierung im vergleich zum elektroverdampfer

Gleichmäßiges Auftauen durch Ultraschall-Klimatisierung im Vergleich zum Elektroverdampfer

Ultraschall-Klimatisierung ermöglicht gleichmäßiges Auftauen von Großbrot

Ausdehnung

Ausdehnung

  • Ultraschall / 800 g Weißbrot

  • gleichmäßiges Auftauen durch homogene Feuchteverteilung

  • optimale Krusteneigenschaften (Glanz, Fensterung, Rösche, Frischhaltung) bei einem GU-Prozess

  • Dampfbefeuchter / 800g Weißbrot

  • Abplatzen der Kruste

  • (Austrocknungsprozess)

  • ungleichmäßiges Auftauen

Abb.: Einfluss einer Ultraschall-Klimatisierung auf den Wärmetransport beim Backen von Weißbrot (GU von Großbrot)


Das ttz bremerhaven

Einfluss der Befeuchtungsart bei Teiglingen in GUV-Automaten auf die Wärmeleitfähigkeit im Backprozess

Ultraschallvernebelung

Hohe Wärmeleitung, guter Wärme-u. Stoff- Transport, beschleunigte Bräunungsreaktion:

Energieeinsparung

Elektroverdampfer

Verminderte Wärmeleitung, ungünstiger Wärme-u. Stoff-Transport, verlangsamte Bräunungsreaktion:

Energieaufwendig


Einflussnahme auf die br unungseigenschaften durch ultraschall klimatisierung bei gv verfahren

Einflussnahme auf die Bräunungseigenschaften durch Ultraschall-Klimatisierung bei GV-Verfahren

Verkürzung der Backzeit durch Kaltnebel

Dampfbefeuchter(helle Kruste)

Ultraschall(dunkle Kruste)

Abb.: Einfluss einer Ultraschall-Klimatisierung während eines GV-Prozesses auf die Enzymaktivität bzw. die Bräunungsreaktion bei Brot (gleiche Backbedingungen)


Das ttz bremerhaven

Energiebilanz mit konventioneller E-Verdampfungund Ultraschallbefeuchtung

Gesamtenergieverbrauch bei einem GU-Verfahren über 20 Stunden = 27,80 KWh

Gesamtenergieverbrauch bei einem GU-Verfahren über 20 Stunden = 44,40 KWh

Abb.: Einfluss eines E-Dampfbefeuchters bzw. Ultraschallanlage auf den Gesamtenergieverbrauch eines Gärvollautomaten


Das ttz bremerhaven

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Für weitere Informationen, setzen Sie

sich bitte mit uns in Verbindung:

Prof. Dr. Klaus Lösche

0471 97297 12


  • Login