KMU-innovativ Nicht-thermisches Verfahren zur energieeffizienten und schonenden Haltbarmachung von Lebensmitteln (CoolRunning)

Motivation
Bislang ist die Pasteurisierung ein etabliertes Verfahren zur Haltbarmachung von Lebensmitteln. Nachteile sind der teilweise Verlust von Geschmack und Nährstoffen sowie eine begrenzte Haltbarkeit. Ein alternatives Verfahren stellt die Behandlung mit gepulsten elektrischen Feldern (PEF) dar. Die Wirkung des PEF-Verfahrens beruht auf dem Aufschluss der biologischen Zellen im behandelten Medium, wodurch beispielsweise Bakterien abgetötet werden. Besonders thermolabile Lebensmittel, wie Flüssigei oder Milcherzeugnisse, können allerdings bisher nicht mit PEF behandelt werden, da sie sensibel auf die auftretenden Temperaturspitzen von bis zu 110 °C reagieren.

Ziele und Vorgehen
Ziel des KMU-innovativ Projekts CoolRunning ist die Entwicklung einer neuartigen gekühlten Behandlungszelle. In dieser sogenannten „kalten“ Kolinearzelle sollen Lebensmittel im Durchflussverfahren behandelt werden. Nach der Auslegung der Zelle mithilfe von thermischen und energetischen Simulationen sind Prototypen aus Titan und Keramik mit konturnahen Kühlkanälen additiv zu fertigen. Beim Betrieb durchströmt ein nicht elektrisch leitendes Temperiermedium diese Kanäle, wodurch in der Zelle eine homogenere Temperaturverteilung bei Werten unter 50 °C erreicht wird. In Anwendungsversuchen werden Qualität und mikrobielle Belastung der gepulsten Lebensmittel bzw. Testflüssigkeiten überprüft.

Innovationen und Perspektiven
Die Beschränkung des PEF-Verfahrens auf ausgewählte flüssige Lebensmittel, wie Wein oder Olivenöl, soll durch die „kalten“ Kolinearzellen aufgehoben werden. Erstmals kann man das PEF-Verfahren bei der Behandlung von Massenprodukten, wie Rohmilch, Molkereierzeugnisse, Flüssigei oder Fruchtsäfte, als Alternative zur Pasteurisierung etablieren. Damit können eine längere Haltbarkeit als bisher und eine höhere Qualität hinsichtlich des Nährstoffgehalts und Geschmacks erreicht werden. Eine Ausweitung des verbesserten PEF-Verfahrens auf die Anwendung bei anderen thermolabilen Stoffen, wie in der Biotechnologie oder der pharmazeutischen Industrie, ist denkbar.

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