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Praktikum APT 4 TIEFGEFRIEREN Prof. Dr. Ing. U. Goßling Dipl. Ing. B. Hunfeld Nur für den internen Gebrauch. Literaturverzeichnis liegt im Labor / Technikum.

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1 Praktikum APT 4 TIEFGEFRIEREN Prof. Dr. Ing. U. Goßling Dipl. Ing. B. Hunfeld Nur für den internen Gebrauch. Literaturverzeichnis liegt im Labor / Technikum aus.

2 Gliederung Grundlagen Grundlagen Kühlen Kühlen Gefrieren Gefrieren Tiefgefrieren Tiefgefrieren Praktikum Praktikum Herstellung von Nuggets Herstellung von Nuggets

3 Entwicklung der Kältetechnik Im 16. Jahrhundert erste Entwicklungen von Kältemischungen (aus Wasser,Eis,Kochsalz oder Salpeter) Im 16. Jahrhundert erste Entwicklungen von Kältemischungen (aus Wasser,Eis,Kochsalz oder Salpeter) Im 19. Jahrhundert Entwicklung der ersten Vorläufer von Kompressor- Kühlschränken, Kühlmaschinen etc. Im 19. Jahrhundert Entwicklung der ersten Vorläufer von Kompressor- Kühlschränken, Kühlmaschinen etc. Beginn der eigentlichen Kälteindustrie 1874 mit der von Carl von Linde entwickelten Kältemaschine mit Ammoniakverflüssigung durch Kompression Beginn der eigentlichen Kälteindustrie 1874 mit der von Carl von Linde entwickelten Kältemaschine mit Ammoniakverflüssigung durch Kompression

4 Stellung der Tiefkühlkost in Deutschland

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6 Gründe für die positive Entwicklung der Tiefkühlkost Tiefgefrieren ist ein schonendes Verfahren zur Konservierung Tiefgefrieren ist ein schonendes Verfahren zur Konservierung Produkte werden beim tiefgefrieren in ihrer chemischen Zusammensetzung nicht verändert Produkte werden beim tiefgefrieren in ihrer chemischen Zusammensetzung nicht verändert Tiefgefrieren vermeidet auf schonende Weise den mikrobiellen Verderb und verzögert wesentlich die enzymatischen und nichtenzymatischen Verderbnisreaktionen Tiefgefrieren vermeidet auf schonende Weise den mikrobiellen Verderb und verzögert wesentlich die enzymatischen und nichtenzymatischen Verderbnisreaktionen Durch das tiefgefrieren wurde eine umfangreiche industrielle Produktion erst möglich Durch das tiefgefrieren wurde eine umfangreiche industrielle Produktion erst möglich

7 Definition Kühlen Bei einer Lagerung knapp oberhalb von 0°C spricht man vom Kühlen oder Kaltlagerung. Bei einer Lagerung knapp oberhalb von 0°C spricht man vom Kühlen oder Kaltlagerung. Im Temperaturbereich von 0-10°C werden die chemischen Veränderungen lediglich reduziert. Im Temperaturbereich von 0-10°C werden die chemischen Veränderungen lediglich reduziert. Das mikrobielle Wachstum kann nicht ausgeschlossen werden, es wird verzögert. Das mikrobielle Wachstum kann nicht ausgeschlossen werden, es wird verzögert.

8 Definition Gefrieren Lagerung unter dem Nullpunkt bei 0 bis -18°C Lagerung unter dem Nullpunkt bei 0 bis -18°C Hat heute geringe Bedeutung, da die Hat heute geringe Bedeutung, da die TK-Verordung Temperaturen von unter -18°C vorschreibt, um chemische und mikrobielle Reaktionen stark zu verzögern bis zum teilweise Ausschluß TK-Verordung Temperaturen von unter -18°C vorschreibt, um chemische und mikrobielle Reaktionen stark zu verzögern bis zum teilweise Ausschluß

9 Definition Tiefgefrieren Das Tiefgefrieren von Lebensmitteln bezeichnet einen Prozess, bei dem Lebensmittel Das Tiefgefrieren von Lebensmitteln bezeichnet einen Prozess, bei dem Lebensmittel durch geeignete Verfahren auf Temperaturen weit unter den Gefrierpunkt heruntergekühlt werden. durch geeignete Verfahren auf Temperaturen weit unter den Gefrierpunkt heruntergekühlt werden. Lagertemperatur mind. -18°C Lagertemperatur mind. -18°C

10 Definition Tiefgefrorene LM Tiefgefrorene LM sind durch Gefrieren für einen längeren Zeitraum haltbar gemachte Erzeugnisse, die von der Herstellung bis zur Abgabe an den Endverbraucher eine Temp. von mind. – 18°C aufweisen müssen. Tiefgefrorene LM sind durch Gefrieren für einen längeren Zeitraum haltbar gemachte Erzeugnisse, die von der Herstellung bis zur Abgabe an den Endverbraucher eine Temp. von mind. – 18°C aufweisen müssen. Auf der Basis der 1967 verabschiedeten Richtlinie für tiefgefrorene LM ist nun seit 1989 eine Mindesttemperatur von -18°C vorgeschrieben. Auf der Basis der 1967 verabschiedeten Richtlinie für tiefgefrorene LM ist nun seit 1989 eine Mindesttemperatur von -18°C vorgeschrieben.

11 Definition Tiefkühlkette Unter dem Begriff Tiefkühlkette werden alle Stationen zusammengefasst, die tiefgefrorene LM Unter dem Begriff Tiefkühlkette werden alle Stationen zusammengefasst, die tiefgefrorene LM von der Herstellung bis zur Abgabe an den Endverbraucher von der Herstellung bis zur Abgabe an den Endverbraucher beziehungsweise bis zum Verbrauch durchlaufen. beziehungsweise bis zum Verbrauch durchlaufen.

12 Definition Gefrierzeit Die Gefrierzeit umfasst den Bereich vom Eindringen des gefrierenden Gutes in den Gefrierprozess bis zum Erreichen der vorgesehenen Endtemperatur. Die Gefrierzeit umfasst den Bereich vom Eindringen des gefrierenden Gutes in den Gefrierprozess bis zum Erreichen der vorgesehenen Endtemperatur. Zeit stark Abhängig von der Dicke bzw. der Form und der Wärmeleitfähigkeit des Produktes Zeit stark Abhängig von der Dicke bzw. der Form und der Wärmeleitfähigkeit des Produktes

13 Definition Gefriergeschwindigkeit hat entscheidenden Einfluss auf die Struktur und damit auf die Qualität der tiefgefrorenen Produkte hat entscheidenden Einfluss auf die Struktur und damit auf die Qualität der tiefgefrorenen Produkte Berechnung : w n = l/t Berechnung : w n = l/t w n = nominale Gefriergeschwindigkeit l = kürzester Abstand zwischen Oberfläche und Kern des Produktes in cm t = nominelle Gefrierzeit in h, die erforderlich ist, um das Produkt von der gleichförmigen Anfangstemperatur von 0°C abzukühlen auf eine Kerntemperatur, die 10 K unter der Gefrieranfangstemperatur liegt.

14 Definition Gefrierzeiten

15 Der Tiefgefrierprozess Wasser ist der Hauptbestandteil der meisten zum Tiefgefrieren geeigneten LM Wasser ist der Hauptbestandteil der meisten zum Tiefgefrieren geeigneten LM Beim Gefrieren von Wasser bilden sich Eiskristalle bevorzugt an festen Flächen oder besonders gut an kleinen im Wasser schwebenden Teilchen. Beim Gefrieren von Wasser bilden sich Eiskristalle bevorzugt an festen Flächen oder besonders gut an kleinen im Wasser schwebenden Teilchen. Durch die Bildung von Eiskristallen aus reinem Wasser reichern sich die gelösten Stoffe in der Restlösung immer weiter an, so dass beim Gefrieren von Lebensmitteln der Gefrierpunkt und der Wasserdampfpartialdruck abgesenkt werden. Durch die Bildung von Eiskristallen aus reinem Wasser reichern sich die gelösten Stoffe in der Restlösung immer weiter an, so dass beim Gefrieren von Lebensmitteln der Gefrierpunkt und der Wasserdampfpartialdruck abgesenkt werden.

16 Der Tiefgefrierprozeß Die Temperatur, bei der das Gefrieren beginnt, hängt nicht nur vom Wassergehalt des betreffenden LM ab, sondern auch direkt von der Konzentration der gelösten Stoffe im Wasser. Die Temperatur, bei der das Gefrieren beginnt, hängt nicht nur vom Wassergehalt des betreffenden LM ab, sondern auch direkt von der Konzentration der gelösten Stoffe im Wasser. Fettarmes Fleisch z.B. mit einem Wassergehalt von ca. 74 % beginnt bei Temperaturen unter -1,5 °C zu gefrieren. Fettarmes Fleisch z.B. mit einem Wassergehalt von ca. 74 % beginnt bei Temperaturen unter -1,5 °C zu gefrieren.

17 Der Gefrierprozeß Es bilden sich erste Eiskristalle im Bindegewebe Es bilden sich erste Eiskristalle im Bindegewebe Durch langsames Gefrieren infolge der Eisbildung Durch langsames Gefrieren infolge der Eisbildung Erhöhung der Konzentration der Restlösung Erhöhung der Konzentration der RestlösungFolge: Der extrazelluläre osmotische Druck steigt an. Der extrazelluläre osmotische Druck steigt an. Dadurch entsteht ein Konzentrationsgefälle zum Zellinneren, so dass Wasser aus der Zelle in die Zwischenräume diffundiert und dort zu Eis gefriert. Dadurch entsteht ein Konzentrationsgefälle zum Zellinneren, so dass Wasser aus der Zelle in die Zwischenräume diffundiert und dort zu Eis gefriert.

18 = Abkühlen von Ausgangs-Vorgefrierstadium temperatur (+30°C) auf Gefrierpunkt Gefrierbeginn der zwischen - 0,5 und - 2°C Gefrierpunkt sinkt, durch gelöste Salze, Kohlen- hydrate, Proteine usw. Gefrierbeginn abhängig von Konzentration der gelösten Substanzen im Wasser Quelle: Lösche,K., Kältetechnologie in der Bäckerei, Behrs Verlag, Hamburg 2003, S. 358 Temperaturverlauf im Kern des LM in Abhängigkeit von der Zeit

19 Gefrierstadium= Größter Teil des enthalt- enden Wassers friert bei – 5°C aus Quelle: Ausgefrorener Wasseranteil in Abhängigkeit von der Temperatur

20 Gefrierstadium= Größter Teil des enthalt- enden Wassers friert bei – 5°C aus Quelle: Kontrolle der Kerntemperatur: Nach dem Schockgefrierprozess sollte die Produkttemperatur im Kern des Produktes –7°C betragen (Temperaturreserve) Temperaturverlauf im Kern des LM in Abhängigkeit von der Zeit

21 Nachgefrierstadium= Herabsenken der Produkttemperatur auf – 18°C beginnt im Tiefkühllager Bei einer Kerntemperatur von -10°C ist der größte Teil des ausfrierbaren Wassers gefroren. Temperaturverlauf im Kern des LM in Abhängigkeit von der Zeit

22 Vorteile Schockfrosten 1.Vermeidung des Wachstums großer Eiskristalle Quelle:

23 Vermeidung von Dispersionszerstörung Ursache: Volumenvergrößerung der kontinuierlichen wässrigen Phase bei der Bildung großer Eiskristalle Bei langsamer Gefriergeschwindigkeit: Öl Wasser GefrierenAuftauen

24 Schnelleres Erreichen der kritischen Temperatur von – 10°C (a w -Wert-Senkung) Der gesamte ausfrierbare Teil des Wassers ist schneller zu Eis gefroren Mikroorganismen ist die Wachstumsgrundlage entzogen Mikrobielle und enzymatisch katalysierte Reaktionen werden schneller gehemmt

25 Praktikum Herstellung von Nuggets

26 Fließplan Chicken Nugget Herstellung Nuggets

27 Befüllen der Trockenpanademaschine mit Cornflakes Panade 11 Die getumbleten Fleischstücke in die Naß/Trocken – panadenmaschine geben 12 Nach Trockenpanade die Fleischstücke für 30 sek. fritieren 13 Nuggets sollten nach dem panieren ca g wiegen Nuggets im Durchlaufgarofen bei 230 °C garen Durchlaufzeit ca. 2 min bei KT min. 75°C 14 Nuggets nach Durchlaufgarofen frosten 16 Kerntemperatur - 18°C Verpacken unter Schutzgas 50% CO2 / 50% N2 17

28 Ablauf im Praktikum - Chicken Nuggets Wareneingang, prüfen Wareneingang, prüfen Hähnchenbrüste in 12 – 14 g Stücke schneiden Hähnchenbrüste in 12 – 14 g Stücke schneiden Lake herstellen und das Fleisch mit der Lake ca. 1 h tumbeln Lake herstellen und das Fleisch mit der Lake ca. 1 h tumbeln

29 Ablauf im Praktikum - Chicken Nuggets Das getumbelte Fleisch auf der Panadenstrecke panieren. Das getumbelte Fleisch auf der Panadenstrecke panieren. Nuggets frittieren und garen Nuggets frittieren und garen Durchlaufzeit einstellen nach Endprodukt

30 Ablauf im Praktikum - Chicken Nuggets Die fertig gegarten Nuggets im Schockfroster Tiefgefrieren Die fertig gegarten Nuggets im Schockfroster Tiefgefrieren Kerntemperatur Nuggets – 18 °C Kerntemperatur Nuggets – 18 °C

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32 Froster mit komplett installiertem Gurt Verdampfer mit Fallklappen Freezer spiral with belt evaporator with flaps


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