VKB BackofenVKB-Backofen

 

Projektbeschreibung

VKB Backofen - Systematische Untersuchungen zur Einsatzqualifizierung einer innovativen Backofentechnik mit volumetrischem keramischem Brenner (VKB) einstellbaren Wellenlängenspektrums sowie hoher Regeldynamik und Energieeffizienz

Bei der Produktion von Brot- und Backwaren nimmt der Backprozess mit ca. 4,8 MJ/kg einen Spitzenwert hinsichtlich des Energieeinsatzes ein. Von der für den Backprozess benötigten Gesamtenergie entfällt nur ein Drittel auf die eigentliche Erwärmung der Backware. Der unnötige Mehreinsatz an Energie belastet somit insbesondere kleinere Unternehmen erheblich. Es besteht deshalb Bedarf an innovativen Backofentechnologien, die Energieeffizienz mit Produktionsökologie und -ökonomie verbinden sowie gleichzeitig Potenziale für die Verbesserung der Produktqualität bieten.

Im Rahmen des Vorhabens wurde eine Einsatzqualifikation für eine neuartige Gasbackofentechnik erarbeitet, bei der erstmalig in der Lebensmittelwirtschaft volumetrische keramische Brenner (VKB) eingesetzt wurden. In anderen industriellen Anwendungsfeldern haben Systeme mit VKB-Technik eine überlegene Energienutzung sowie eine exzellente Prozessökologie bewiesen. Eine auf VKB-Technik basierende Backofentechnologie verknüpft die Vorteile einer hauptsächlich durch thermische Strahlung bewirkten Energieübertragung mit einer breiten Spreizung der Leistung. Somit bietet die VKB-Technik neben der erhöhten Energieeffizienz auch die Möglichkeit der Beeinflussung der Strahlungsintensität und eine ansonsten bisher unerreichte Regeldynamik, die für die Gestaltung und Implementierung verschiedener Backprogramme benötigt wird. Eine VKB-basierte Gasofentechnologie bietet damit insbesondere kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) mit häufig stark variierender Produktvielfalt und Losgrößen besondere Vorteile.

Der Ofentyp, die Ausgestaltung der Wärmezufuhr, der Feuchtigkeitsgehalt im Backraum und die Backzeit wirken sich auf die sich einstellenden Massen- und Energietransportbe dingungen in entscheidender Form aus. Bisher existierten jedoch nur wenige Informationen über ganzheitlich betrachtete optimale Prozessbedingungen sowie backtechnische Untersuchungen, die im Kontext zur verwendeten Ofentechnik stehen. Experimentelle Voruntersuchungen zeigten den positiven Einfluss der thermischen Strahlung auf den Backprozess, z. B. eine Reduktion des Energieeinsatzes und eine Verbesserung der Wärmesteuerungs- bzw. des Wärmeregelungsgrads.

Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Einsatzqualifikation des innovativen Gasbackofenkonzepts auf Basis der volumetrischen keramischen Brennertechnik für die Herstellung von Lebensmitteln zu erarbeiten. Diese Einsatzqualifikation erforderte eine kritische Bewertung des Betriebsfensters in Wechselwirkung zu Produkteigenschaften und Prozessparametern. Ein zusätzliches Ziel bestand darin, auszuloten, welche Prozesszustände sich im neuartigen Gasofen durch die spezifische Nutzung der innovationstragenden Merkmale, Regel- und Schaltdynamik und Energieeffizienz, realisieren lassen.

 

Downloads:

- FEI Kurzbericht (2017)