Prozessautomatisierung von Strömungen in Bio- und Medizintechnik (B3) - Neuartige Prozessführung zum Trocknen von Teigwaren zur Steigerung der Prozesseffizienz und Produktqualität

Suche


Neuartige Prozessführung zum Trocknen von Teigwaren zur Steigerung der Prozesseffizienz und Produktqualität

Projektleitung:Prof. Dr.-Ing. habil. Antonio Delgado, Bindrich, Ute; Dr.-Ing. habil.,
Beteiligte:Dr.-Ing. Frauke Groß
Förderer:
Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI), Bonn
Mitwirkende
Institutionen:
Lehrstuhl für Strömungsmechanik, FAU Erlangen-Nürnberg
Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e.V. (DIL), Quakenbrück
Stichwörter:NIR-Spektroskopie, Trocknungsprozess, Teigwaren, Online-Messtechnik
Laufzeit:1.4.2008 - 30.9.2010
Inhalt und Ziele:Am Beispiel des Trocknungsprozesses von Teigwaren wird ein optisches online Messsystem, basierend auf diffuser NIR-Spektroskopie, entwickelt und etabliert. Dabei wird die zu untersuchende Teigplatte bestrahlt, wobei ein Teil der NIR-Strahlung mit der Materie in Wechselwirkung tritt. Abhängig von dem Abstand zwischen Projektions- und Detektionsfläche kann die Strahlung unterschiedlich tief in den Prüfling eindringen und wird so entsprechend der verschiedenen Wechselwirkungswege unterschiedlich reflektiert bzw. absorbiert. Mittels Polychromator wird die Absorption als Funktion der Wellenlänge aufgezeichnet. Die Messung der Feuchte mittels optischer Spektroskopie im nahen Infrarot (NIR-Spektroskopie) findet ihre Anwendung z.B. im Bereich der Medizin und Kosmetik. Auch in der Lebensmitteltechnologie stellt die Feuchte eine bedeutende Größe dar, wobei gerade hier zunehmend Wert auf den Einsatz nicht-invasiver Verfahren zur online-fähigen Detektion gelegt wird. Am Beispiel des Trocknungsprozesses von Teigwaren wird ein optisches online Messsystem, basierend auf diffuser NIR-Spektroskopie, entwickelt und etabliert. Dabei wird die zu untersuchende Teigplatte bestrahlt, wobei ein Teil der NIR-Strahlung mit der Materie in Wechselwirkung tritt. Abhängig von dem Abstand zwischen Projektions- und Detektionsfläche kann die Strahlung unterschiedlich tief in den Prüfling eindringen und wird so entsprechend der verschiedenen Wechselwirkungswege unterschiedlich reflektiert bzw. absorbiert. Mittels Polychromator wird die Absorption als Funktion der Wellenlänge aufgezeichnet. Die graphische Darstellung dieser NIR-Spektren während des Trocknungsprozesses einer Teigplatte zeigt die Abhängigkeit zwischen Absorption und Feuchtegehalt der untersuchten Teigware. Dabei weist die für die Obertonschwingung der Wasserverbindung spezifische Absorptionsbande um 1460 nm signifikante und charakteristische Korrelationen auf.
Im Rahmen dieses Projekts werden optisch und online neben der Feuchteverteilung des Produkts auch die Oberflächentemperatur und Farbigkeit der Teigware bestimmt. Aus den ermittelten Datensätzen können mittels eines auf Fuzzy Logik basierenden Systems zur Charakterisierung des Produktzustands Maßnahmen entwickelt werden, die eine direkte Regelung des Trocknungsprozesses durch situative Anpassung der Trocknungsparameter (Geschwindigkeit, Temperatur und Feuchte der Trocknungsluft) ermöglichen, um so die Effizienz dieses Prozesses zu steigern und gleichzeitig die Produktqualität zu erhöhen.
Kontakt:Delgado, Antonio
Telefon 09131/85 29500, Fax 09131/85 29503, E-Mail: antonio.delgado@fau.de
Publikationen:
  1. Groß, Frauke ; Al-Muhtaseb, Ala'a ; Benning, Rainer ; Bindrich, Ute ; Heinz, Volker ; Delgado, Antonio:
    Feuchtebestimmung mittels diffuser NIR-Spektroskopie am Beispiel von Teigwaren.
    In: Delgado, A., Rauh, C., Lienhart, H., Ruck, B., Leder, A., Dopheide, D. (Hrsg.) : GALA (Veranst.):
    Proceedings der 17. GALA-Fachtagung "Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik"
    (Lasermethoden in der Stömungsmesstechnik, Erlangen, 08.09.-10.09.2009).
    2009. - ISBN 978-3-9805613-5-8
  2. Groß, Frauke ; Benning, Rainer ; Bindrich, Ute ; Heinz, Volker ; Delgado, Antonio:
    Novel process management for drying of pasta for increase in process efficiency and product quality.
    In: European Federation of Food Science and Technology (Veranst.):
    Delegate Manual
    (EFFoST Congress: First European Food Congress, Ljubljana, 4-9 Nov 2008).
    2008, S. O32.2.