Heißdampftrockner Heißdampf anstatt heißer Luft

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

90 Prozent der Energie, die für die Herstellung von Lebensmitteln drauf geht, fließt in die Trocknung. Für Forscher des Fraunhofer-Instituts Grund genug, eine Verfahren zu entwickeln, das energieeffizienter als herkömmliche Heißluft-Trockner arbeitet und Lebensmittel schneller trocknet. Ihre Lösung lautet: Überhitzter Dampf.

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Schematische Darstellung eines kontinuierlichen Bandtrockners.
Schematische Darstellung eines kontinuierlichen Bandtrockners.
(Bild: Fraunhofer TEG)

Wenn Kartoffelchips beim Griff in die Verpackung knacken, hat der Trockner seine Aufgabe erfüllt – denn bevor das Knabberzeug in den Handel gelangt, muss man ihm Wasser entziehen. Aber nicht nur für Lebensmittel wie Kartoffelchips, Kürbiskerne und Trockenobst nimmt der Prozessschritt eine zentrale Rolle ein – er benötigt rund zwölf Prozent des weltweiten industriellen Energieverbrauchs, wie Zahlen des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Stuttgart besagen.

Die Forscher des Instituts haben sich daher auf die Suche nach einer energiesparenden Trocknungsmethode mit überhitztem Wasserdampf gemacht, die im Vergleich zum Heißluft-Verfahren den Energieverbrauch um die Hälfte verringern und die Nahrung fünf Mal schneller trocknen soll.

Energieschwachstellen vermeiden

Konventionelle Wirbelschichttrockner arbeiten mit Heißluft. Umgebungsluft wird dabei über einen Ventilator angesaugt und erhitzt. Die Luft strömt durch ein perforiertes Verteilerblech und hält die Feststoffe im Trocknungsraum in der Schwebe. Die Partikel sind im Wirbelbett ständig in Bewegung, prallen aufeinander und verlieren ihre Feuchte. Dabei entsteht laut Sukhanes Laopeamthong, Gruppenleiter des Forschungsprojekts am Fraunhofer IGB, eine große Menge Abluft, die nach dem Vorgang wieder direkt an die Umgebung abgegeben wird. Für das Forscherteam um Laopeamthong eine Energieschwachstelle, die sie bei ihrer Methode vermeiden wollten.

Sie entwickelten daher eine Trocknungsanlage, in der die Lebensmittel einer Atmosphäre aus überhitztem Dampf ausgesetzt sind. Dieser wird bei einer Temperatur von 120 bis 180 °C erzeugt und enthält keine Wassertröpfchen. Die hohe Temperatur entzieht den Nahrungsmittel Feuchtigkeit, die der Heißdampf aufnimmt. Er kühlt sich ab und setzt Wärme frei, die umgehend wiederverwertet und dem überhitzten Dampf in einem Kreislauf zugeführt wird. So bleibt die Solltemperatur im Trockner konstant.

„90 Prozent der Energie, die zu Beginn den Trocknungsraum erhitzt, kann so zurückgewonnen werden“, erläutert Laopeamthong. Der mit Feuchtigkeit gesättigte Dampf sinkt aufgrund der höheren Dichte in den unteren Teil der Anlage und kondensiert dort. Aus dem Kondensat können anschließend leichtflüchtige Inhaltsstoffe wie ätherische Öle als Wertstoffe abgetrennt werden.

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