Clever kombiniert! Kopplung von Ultraschall und Hochspannungsimpulsen mit konventionellen Trocknungsverfahren steigert Effizienz

Für die Weiterverarbeitung werden viele Obst- und Gemüsesorten getrocknet. Doch die pflanzlichen Zellmembranen sind mit Barrieren ausgestattet, die den für die Trocknung notwendigen Wasserabtransport sowie den Wärmedurchgang erschweren. Diese natürlichen Widerstände führen dazu, dass die Trocknung von Obst und Gemüse kosten- und zeitintensiv ist – und dass dabei sehr viel Energie verbraucht wird.

Es werden daher Wege gesucht, die die Effizienz der verschiedenen Trocknungsverfahren erhöhen, indem die limitierenden Wärme- und Stofftransportwiderstände verringert werden. Daran arbeitet derzeit ein Team von Forschern der TU Berlin und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Rahmen eines aktuellen FEI-Projektes der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF).

Zwei verschiedene Verfahren werden dabei untersucht:
Die Anwendung von Hochspannungsimpulsen (HSI bzw. Pulsed Electric Fields (PEF)) bei pflanzlichen Rohstoffen führt zu einem Zellaufschluss und damit zu einer deutlich erleichterten Diffusion von Wasser (siehe auch: Best-Practice-Projekte zur PEF-Technologie). In Vorversuchen konnte die Trocknungszeit durch eine PEF-Vorbehandlung um 20 % verkürzt werden.

Zudem kann der Einsatz von Ultraschall zu einer weiteren Beschleunigung des Trocknungsprozesses führen, da durch die Beschallung die Widerstände für den Wärme- und Stofftransport reduziert werden.

Insbesondere durch die Kombination der beiden innovativen Verfahren mit den konventionellen Trocknungsverfahren versprechen sich die Wissenschaftler eine deutlich erhöhte Effizienz des Trocknungsprozesses sowie eine Verbesserung der Produktqualität. Für die Untersuchungen werden Äpfel, Karotten und Kartoffeln eingesetzt. Mit Hilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) können die Vorgänge im Produkt bei der Trocknung nicht-invasiv charakterisiert werden und einen wesentlichen Beitrag zum besseren Verständnis leisten. Das Potential des Kombinationsverfahrens zur Verringerung der Energie- und Prozesskosten wird als sehr hoch eingeschätzt – davon können sowohl der Maschinen- und Anlagenbau als auch die obst- und gemüseverarbeitende Industrie profitieren.


Informationen zum Projekt AiF 17161 N "Verbesserung von Trocknungsprozessen pflanzlicher Rohstoffe durch prozessinduzierte Verringerung von Stofftransportwiderständen"

... ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)