Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Innovatives Backen in einem Durchlauf-Backofen basierend auf hoher NIR- und IR-Wärmestrahlung

Der Backprozess gehört zu den energieintensivsten Schritten der Backwarenproduktion. Ziel des Vorhabens ist es deshalb, auf der Basis der VKB-Technologie ein neues, ressourceneffizientes Backkonzept zu erarbeiten und dieses energetisch und backtechnisch zu charakterisieren. Die Ergebnisse des IGF-Vorhabens AiF 17735 N sollen dabei auf einen kontinuierlich arbeitenden Backofen übertragen werden. Es soll untersucht werden, ob sich stationäre Reflektoren dazu eignen, um die Wärmestrahlung aus VKB (volumetrischen keramischen Brennern) insbesondere im NIR-Bereich großflächig über die Backstraße zu verteilen, und damit ein homogenes Temperaturfeld zum Backen, gemäß den Anforderungen des Backproduktes, zu erzeugen. Die Bewertung der Backwaren erfolgt nach produktspezifischen Qualitätskriterien.

Das Brot- und Backwarengewerbe in Deutschland ist zum überwiegenden Teil von kleinen und mittelständischen Unternehmen geprägt, die durch Nutzung des neuen Backofenkonzeptes ihre Produktionskosten reduzieren könnten. Die vorgeschlagene Technik erhöht zudem die Produktionsflexibilität, -effizienz und -kapazität kontinuierlicher Backöfen.

Ergebniszusammenfassung:

Dieses Vorhaben hat wesentliche Grundlagen zu einem hochinnovativen Backofen bereitgestellt. Ein erster innovativer Aspekt ergibt sich unmittelbar aus dem einzigartigen NIR/IR-Wellenlängenspektrum des VKB im Vergleich zu anderen Brennertypen, welches gepaart mit dem überaus hohen Anteil an thermischer Strahlung die physico-(bio-) chemischen Mechanismen im Backgut besonders effizient triggert. Die erhaltenen Forschungsergebnisse belegen, dass dies bei Brot zu einer relativen Zeiteinsparung von über 40 % führt, was eine enorme Reduzierung des energetischen und ökonomischen Aufwandes sowie der Umweltbelastung zur Folge hat. Ein weiteres Innovationsmoment rührt aus der besonderen Regelgüte des VKB, mit welcher sich die thermische Backleistung innerhalb von wenigen Sekunden um mehr als den Faktor 10 erhöhen lässt. Dies stellt eine exzellente Grundlage dar, um den Backprozess produktadaptiv und zugleich energieeffizient zu gestalten. Als wissenschaftlich-technisch völlig neuartig erweist sich die weitere in diesem Projekt erarbeitete Innovation, dass die vom VKB ausgesendeten thermischen Wellen mittels optischer, eigens entwickelter Reflektoren so verteilt werden, dass sie mit hoher räumlicher Homogenität auf das Backgut treffen. Dies gewährleistet eine Backqualität auf hohem Niveau, bei gleichzeitig optimierter Energieaufnahme durch das Backgut. Der Einsatz des entwickelten innovativen Ofens verspricht im Praxiseinsatz durch die verkürzte Backzeit, hohe Energieeffizienz, die hohe Regelgüte und das homogene Backen Alleinstellungsmerkmale in dem stets stark umkämpften nationalen Lebensmittelmarkt sowie im Export. Der durchaus denkbare Einsatz von Wasserstoff erhöht die Zukunftsträchtigkeit des innovativen Ofens.