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tivieren. Können mit der Mikrowelle höhere
Temperaturen realisiert werden, wären
auch deren Sporen (> 100 °C) zu inaktivieren.
Die Erhitzung von Milchkonzentraten
gestaltet sich jedoch deutlich schwieriger
als die von unkonzentrierter Milch. Zahlreiche
Autoren haben gezeigt, dass die
Hitzestabilität (definiert als der Zeitraum,
bei dem die Probe eine visuelle Koagulation
zeigt) von Milchkonzentraten hauptsächlich
vom Konzentrierungsgrad, der Zusammensetzung
und der Erhitzungstemperatur
abhängt (u. a. Hinrichs et al. 1997, 1998a,
1998b, Hinrichs & Kessler 1999, Kessler
2002, Dumpler & Kulozik 2015).
Erste Experimente mit der kontinuierlichen
Mikrowellenanlage zeigten, dass die
Technik der Mikrowellenerhitzung für Milchkonzentrate
prinzipiell geeignet ist. Magermilchkonzentrat
(27 % TS, i ≈ 3, rekonstituiert)
wurde durch ein Quarzglasrohr (DN 10)
unter Überdruck (0,2 bis 0,3 MPa) gefördert.
Für den eingestellten Volumenstrom
von 110 Lh-1 ergibt sich eine durchschnittliche
Verweilzeit von ca. 1,3 Sekunden in der
Mikrowellenerhitzungstrecke. Die Eintrittstemperatur
des Mediums lag bei ca. 65 °C.
Der Leistungseintrag wurde während des
Versuchs schrittweise erhöht und jeweils
10 min konstant gehalten. Bei einer Leistung
von 5,8 kW wurde eine Temperatur
des Konzentrats von ca. 105 °C erzielt.
Nach den Experimenten wurde das
Quarzglasrohr ausgebaut und visuell auf
Ablagerungen beurteilt. Bild 4 stellt das
Rohr vor (A) und nach (B) dem Versuch
da. Trotz des hohen Leistungseintrags (in
< 1,3 s von 65 auf bis zu 105 °C) erschien
das Quarzrohr nach Spülen mit Wasser nahezu
rein. Es ist lediglich eine Trübung hin
zum Produktausgang zu beobachten.
34 2 2019 | moproweb.de
Fazit
Das Ziel des laufenden Projekts (2017 –
2020) ist eine geeignete Prozessführungsstrategie
(minimales Fouling, erhöhte Produktqualität)
für die Mikrowellenerhitzung
von fouling sensitiven Milchprodukten zu
entwickeln. Dies würde die Anlagenstandzeiten
verlängern und den Reinigungsaufwand
reduzieren, sowie parallel dazu beitragen,
die mikrobiologische Qualität zu verbessern.
Die Mikrowellentechnologie bietet aufgrund
des hohen möglichen Energieeintrags und
des Mechanismus des direkten Wärmeeintrags
beste Voraussetzungen, um Milch-
und Molkenprodukte bei minimaler Ansatzbildung
thermisch zu behandeln.
Danksagung
Dieses IGF-Vorhaben des Forschungskreises
der Ernährungsindustrie e.V. (FEI)
wird über die AiF im Rahmen des Programms
zur Förderung der Industriellen
Gemeinschaftsforschung (IGF) vom
Bundesministerium für Wirtschaft und
Energie aufgrund eines Beschlusses des
Deutschen Bundestages gefördert.
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Bild 4: Quarzglasrohr (DN 10) vor (A) und
nach (B) der stufenweisen Erhitzung
von Milchkonzentrat (27 % Trockenmasse)
mittels Mikrowellentechnologie.
Links: Produkteingang, rechts: Produktausgang