DE10304963A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Backen von Nahrungsmitteln - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Backen von Nahrungsmitteln, wobei der Backvorgang wenigstens teilweise bei einem Betriebsdruck, der niedriger als der Umgebungsdruck ist, durchgeführt wird und die Temperatur im Backbereich so eingestellt ist, dass die maximale Temperatur der Backwaren während des Backvorganges eine Grenztemperatur von 175 DEG C nicht überschreitet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Backen von Nahrungsmitteln.
  • Eine schwedische Studie brachte den Befund, dass in stärkehaltigen Lebensmitteln Acrylamid enthalten sein kann, vor allem wenn diese frittiert, geröstet oder gebacken werden. Die als krebserzeugend eingestufte chemische Verbindung wurde bei darauffolgenden Untersuchungen in zum Teil hohen Gehalten in unterschiedlichen stärkehaltigen Lebensmitteln wie Kartoffelchips, Pommes Frites, Crackern, Broten, Knäckebroten, Kleingebäck, Keksen oder Lebkuchen nachgewiesen. Dabei wiesen besonders Kartoffelprodukte sehr hohe Belastungen auf.
  • Nach wissenschaftlichen Erkenntnissen entsteht das Acrylamid durch eine chemische Reaktion zwischen Asparagin und Einfachzuckern bei hohen Temperaturen und niedrigem Wassergehalt. Der Reaktionsmechanismus ist jedoch noch nicht vollständig aufgeklärt. Die Aminosäure Asparagin ist beispielsweise in Kartoffeln, Getreide aber auch in Gemüse enthalten. In Kartoffeln stellt Asparagin mit 40% den größten Anteil der gespeicherten Aminosäuren dar, was die besonders hohen Acrylamid-Werte in Kartoffelprodukten erklären könnte, im Roggenmehl sind es 18% im Weizenmehl etwas weniger (Wissenschaft-Online, Veröffentlichung vom 02.10.2002).
  • Untersuchungen haben gezeigt, dass die Acrylamid-Bildung bei Temperaturen oberhalb von 120°C möglich ist. Temperaturen über 175°C führen dann zu einem starken Anstieg des Acrylamid-Gehalts in Lebensmitteln. Auch sind die Acrylamid-Werte umso geringer, je höher der Wassergehalt in den Lebensmitteln ist. Da sich das Acrylamid vornehmlich an der Außenfläche bildet, ist der Acrylamid-Gehalt umso höher, je größer die Oberfläche im Vergleich zum gesamten Lebensmittel ist.
  • Acrylamid gilt als krebserzeugende und genotoxische Substanz. Eine krebserzeugende Wirkung konnte in Tierversuchen nachgewiesen werden. Auf Grundlage dieser Ergebnisse kann zwar nicht verlässlich abgeschätzt werden, wie hoch das Krebsrisiko nach Aufnahme von acrylamidhaltigen Lebensmitteln für den Menschen ist, grundsätzlich gilt jedoch die Regel, die Aufnahme so gering wie vernünftigerweise erreichbar zu halten.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Backen von Nahrungsmitteln bereitzustellen, bei der eine Acrylamid-Bildung während des Backvorganges weitgehend vermieden wird, ohne jedoch die Qualität der Backwaren zu beeinflussen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Bei dem Verfahren zum Backen von Nahrungsmitteln wird der Backvorgang wenigstens teilweise bei einem Betriebsdruck, der niedriger als der Umgebungsdruck ist, durchgeführt und dabei die Temperatur im Backbereich so eingestellt ist, dass die maximale Temperatur der Backwaren während des Backvorganges eine Grenztemperatur von 175 °C nicht überschreitet.
  • Im Gegensatz zu konventionellen Backverfahen, bei denen die Oberfläche der Backwaren auf Temperaturen von weit über 200°C erhitzt wird, was einen starken Anstieg des Acrylamid-Gehalts zur Folge hat, kann durch die Einhaltung der Grenztemperatur das Auftreten von Acrylamid gänzlich verhindert oder auf eine geringe Menge beschränkt werden. Dabei reicht die maximale Temperatur von 175°C aus, um eine optimale Farbe und Konsistenz der Backwaren und somit eine hohe Qualität zu erreichen.
  • Die für ein optimales Backergebnis grundlegenden chemischen Prozesse finden unterhalb der Grenztemperatur von 175°C statt. So beruht beispielsweise bei Brot die Umwandlung des rohen Teiges in lockere Krumen auf einer Enzym- und/oder Hefetätigkeit bei Temperaturen bis 50°C sowie auf einem anschließenden Trocknungsprozess. Die Krustenbildung setzt ein, wenn die Temperatur an der Teigoberfläche über auf 100 °C steigt, da dann das Wasser schnell entzogen wird. Bei Temperaturen zwischen 100 und 115°C wird die Stärke im Krustenbereich zu Dextrinen, Mono- und Disacchariden abgebaut. Bei Temperaturen über 140°C führen Karamellisierungsvorgänge und nichtenzymatische Bräunung zur Farbbildung der Kruste.
  • Dadurch dass der Backvorgang wenigstens teilweise bei einem Betriebsdruck, der niedriger als der Umgebungsdruck ist, durchgeführt wird, lässt sich im Vergleich zu einem Backvorgang bei Umgebungsdruck und derselben Backtemperatur eine deutliche Reduzierung der Gesamtbackzeit erzielen. Der Umgebungsdruck ist der örtliche Luftdruck, der vom Normaldruck (1013 mbar) um bis zu ± 100 mbar abweichen kann.
  • Teig besitzt eine schlechte Wärmeleitfähigkeit, die sich durch die Entsehung von Gasblasen im Innern während des Backprozesses weiter reduzieren kann. Bei äußerer Wärmezufuhr bildet sich deshalb ein starker Temperaturgradient im Querschnitt der Backwaren aus. Da bei der vorliegenden Erfindung die maximale Grenztemperatur von 175 °C auf der Oberfläche der Backwaren nicht überschritten werden kann, dauert es lange bis im Teiginnern die für eine schnelle Reduzierung der Feuchte gewünschte Siedetemperatur von Wasser (ca. 100°C) erreicht wird und der Trocknungsprozess geht nur sehr langsam voran.
  • Wird der Betriebsdruck im Backbereich unter den Umgebungsdruck abgesenkt, hat das auch eine Herabsetzung der Siedetemperatur von Wasser zur Folge und es wird bereits bei niedriger Temperatur eine größere Menge Wasser verdampft. Auf diesem Wege lässt sich trotz der Temperaturbegrenzung eine schnellere Reduzierung des Feuchtigkeitsgehaltes in den Backwaren als bei Umgebungsdruck erzielen.
  • Technische Lösungen zur Reduzierung des Betriebsdrucks in einer Backkammer sind aus dem Stand der Technik bekannt. An die Backkammer wird dazu beispielsweise ein Dekompressor angeschlossen, der über eine vorbestimmte Zeitdauer einen Unterdruck in der Backkammer erzeugt und die Verdampfung der Feuchtigkeit aus den Backwaren beschleunigt.
  • In einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden der Betriebsdruck und/oder die Temperatur im Backbereich während des Backvorganges auf einen festen Wert eingestellt. Der Vorteil eines konstanten, gegenüber dem Umgebungsdruck erniedrigten Betriebsdrucks ist, dass während des gesamten Backprozesses die Trocknung gleichermaßen begünstigt wird. Nach dem Einbringen der rohen Teigwaren in den Backbereich wird dieser dicht verschlossen. Anschließend wird der Betriebsdruck im Backbereich auf einen vorgegeben Wert reduziert. Gleichzeitig kann die Aufheizung des Backbereichs auf eine vorgegebene Temperatur unterhalb oder gleich der Grenztemperatur erfolgen. Nach Beendigung des Backvorganges wird der Druck im Backbereich wieder auf den Umgebungsdruck erhöht, zum Beispiel über eine verschließbare Öffnung an der Außenwand des Backbereiches. Die Backwaren können entnommen und der Vorgang beliebig wiederholt werden. Im Backbereich kann eine Druckmesseinrichtung vorgesehen sein, die den Betriebsdruck überwacht und/oder eine Temperaturmesseinrichtung, die die Temperatur im Backbereich kontrolliert. Da die maximale Temperatur bei 175°C liegt, kann die Abdichtung nach außen durch handelsübliche Dichtungsmaterialien erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Betriebsdruck während des Backvorganges variiert. Der Betriebsdruck kann dabei auf Werte zwischen dem Umgebungsdruck und darunter liegenden Drücken eingestellt werden. Dadurch ergeben sich eine Vielzahl an Steuer- und Regelungsmöglichkeiten für den Backprozess. Werden beispielsweise mit dem Verfahren wechselnde Chargen von Rohteigen mit verschiedenen Eigenschaften verarbeitet, lässt sich der Backvorgang über den Betriebsdruck an die jeweiligen Erfordernisse anpassen.
  • Vorzugsweise wird der Betriebsdruck im Backbereich in Abhängigkeit von der Zeit und/oder der Temperatur und/oder der Produktfeuchte variiert. Das ermöglicht zum Beispiel eine Anpassung des Backprozesses auf Chargen unterschiedlich großer Backwaren.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Betriebsdruck im Backbereich im zeitlichen Verlauf des Backvorganges reduziert wird. Dadurch sinkt der Feuchtigkeitsgehalt im Teiginnern und an der Teigoberfläche zu Beginn des Backvorganges nur langsam. Da ein hoher Wassergehalt die Bildung von Acrylamid verlangsamt oder sogar unterdrückt, könnten dann zu Beginn des Backvorganges höhere Temperaturen, zum Beispiel für die Ausbildung einer Kruste, zugelassen werden. Des Weiteren wird eine Rissbildung in der Teigoberfläche durch zu schnelles Austrocknen verhindert. Durch kontinuierliches Absenken des Betriebsdrucks mit fortschreitendem Trocknungsprozess wird dann eine gleichmäßige Trocknung erreicht.
  • Der Betriebsdruck im Backbereich wird zwischen 100 und 900 mbar eingestellt, vorzugsweise zwischen 600 und 900 mbar. In dem bevorzugten Druckbereich oberhalb 600 mbar ist die Wärmeleitfähigkeit relativ gut, der Unterdruck kann mit einfachen Mitteln erzeugt werden, zum Beispiel mit Ventilatoren, und die Abdichtung des Systems lässt sich mit handelsüblichen Dichtungen bewerkstelligen. Vor allem wenn der Betriebsdruck während des gesamten Backprozesses konstant niedrig gehalten wird, ist ein Druck oberhalb 600 mbar zu wählen, da sonst die Gefahr besteht, dass die Backwaren austrocknen bevor sie die optimale Backfarbe aufweisen.
  • Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Temperatur im Backbereich während des Backvorganges variiert wird. Dadurch werden die Steuer- und Regelungsmöglichkeiten für den Backprozess erhöht. Die Temperatur kann dann auf die jeweiligen Erfordernisse von rohen Teigwaren mit unterschiedlichen Eigenschaften angepasst werden. Weiterhin ist es möglich während des Backvorgangs, beispielsweise für die Ausbildung und Bräunung der Kruste auf der Teigoberfläche, eine höhere Temperatur zu wählen als für den Trocknungsprozess. Die Temperatur im Backbereich lässt sich dabei vorzugsweise in Abhängigkeit der Zeit und/oder des Betriebsdruckes und/oder der Produktfeuchte einstellen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Temperatur im Backbereich zu Beginn des Backprozesses für ein vorbestimmtes Zeitintervall erhöht und anschließend wieder erniedrigt. Zu Beginn des Backprozesses wird dann der Backbereich auf Temperaturwerte im Bereich der Grenztemperatur, vorzugsweise zwischen 160°C und 170°C geheizt, um die Ausbildung einer Kruste und/oder die Bräunung der Oberfläche zu ermöglichen. Durch die hohe Temperatur wird auch die Erwärmung des Backwareninneren beschleunigt. Die Bildung von Acrylamid nimmt zwar bei Temperaturen über 120°C zu, sie ist jedoch auch zeitabhängig, so dass bei einer sehr kurzen Erhitzung nur wenig von der chemischen Verbindung entsteht. Außerdem ist der Feuchtigkeitsgehalt der Backwaren zu Beginn des Packprozesses am größten, wodurch die Acrylamid-Bildung verlangsamt oder unterdrückt wird. Nach einer vorgegeben Zeitdauer, beispielsweise wenige Minuten, wird dann die Temperatur im Backbereich für den Trocknungsprozess auf Werte von 120°C und niedriger reduziert. Die Temperatur im Backbereich kann sprungartig oder als Funktion einer Betriebsgröße wie Zeit, Betriebsdruck oder Produktfeuchte gesenkt werden. Dabei ist auch denkbar, dass die Temperatur stufenweise erniedrigt wird. Eine sprungartige Reduzierung der Temperatur lässt sich beispielsweise durch Einbringen von Feuchtigkeit oder kühle Luft in den Backbereich erreichen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn gleichzeitig mit der Temperatur auch der Betriebsdruck im Backbereich erniedrigt wird, so dass ein beschleunigter Trocknungsprozess erreicht werden kann.
  • Die Temperatur im Backbereich wird zwischen 100 und 175°C eingestellt, vorzugsweise zwischen 120 und 170°C. Sollen durch den Backprozess die Lebensmittel haltbar gemacht werden, ist eine gewisse Mindesttemperatur zwischen 80 und 100°C auch im Innern der Backwaren erforderlich um Schimmelpilze und Bakterien in ausreichendem Maße abzutöten. Für die Ausbildung einer Kruste, zum Beispiel auf Brot oder Brötchen, ist eine Mindesttemperatur von rund 140°C notwendig.
  • In einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens wird ein gasförmiges Medium in den Backbereich geleitet und/oder aus dem Backbereich abgeführt. Das gasförmige Medium kann beispielsweise Heißluft zur Beheizung das Backbereiches, ein mit Wasser angereicherter Luftstrom oder auch ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, umfassen. Das Inertgas kann sowohl als Feuchtigkeitsträger als auch als Heißgas zur Beheizung des Backbereiches verwendet werden. Durch den Einsatz von Inertgas wird die Sauerstoffmenge im Backbereich reduziert. Das kann dazu dienen unerwünschte Oxidationsprozesse zu vermeiden oder eine hygienische Produktion zu unterstützen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn das feuchte, gasförmige Medium kontinuierlich oder stoßweise aus dem Backbereich abgeführt wird. Nach dem Auskondensieren der mitgeführten Feuchtigkeit kann das Medium beispielsweise wieder zum Beheizen des Backbereiches eingesetzt werden.
  • Da das aus dem Backbereich abgeführte gasförmige Medium in der Regel eine hohe Temperatur und eine hohe Feuchtigkeitsbeladung aufweist, ist vorgesehen das Medium über eine Kühlstrecke und/oder einen Kondensatabscheider zu leiten. Dadurch werden die Absaugeinrichtungen wie Ventilatoren oder Pumpen vor den hohen Temperaturen und der mitgeführten Feuchtigkeit geschützt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Feuchtigkeit im Backbereich und/oder der Backwaren über eine Befeuchtungseinrichtung eingestellt. Dazu kann über Düsen direkt Wasser in den Backbereich und/oder auf die Backwaren gesprüht werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Feuchtigkeit durch die Einleitung eines mit Wasser angereicherten Luftstromes in den Backbereich einzustellen. Die Befeuchtung erfolgt vorzugsweise innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls, das die gesamte Backdauer umfassen kann. Da die Bildung von Acrylamid vor allem bei hohen Temperaturen und niedrigen Wassergehalten erfolgt, kann durch die Befeuchtung der Backwaren die Acrylamid-Bildung unterdrückt oder reduziert werden. Bei höherer Feuchtigkeit auf der Backwarenoberfläche sind demnach auch höhere Temperaturen im Backbereich möglich. Des Weiteren wird durch die Befeuchtung das schnelle Austrocknen der Backwarenoberfläche verhindert und damit die Gefahr von Rissbildung reduziert. Um den Trocknungsprozess zu verlangsamen kann bei einer Beheizung des Backbereiches durch Heißgas, beispielsweise auch der Heißgasstrom über eine vorbestimmte Zeit mit Wasser angereichert werden. Die Bestimmung der Produktfeuchte und/oder der Feuchte im Backbereich kann über geeignete Feuchtesensoren erfolgen.
  • Das Verfahren zum Backen von Nahrungsmitteln bzw. Lebensmitteln wird in einer vorteilhaften Ausführungsform für das Backen kartoffelhaltiger Nahrungsmittel eingesetzt. Dazu zählen reine Kartoffelprodukte wie Pommes Frites, Rösti oder Kartoffelpuffer genauso wie Backwaren die Kartoffelstärke enthalten. Da bei kartoffelhaltigen Nahrungsmitteln aufgrund des hohen Asparagin-Gehalts der Kartoffeln bei hohen Temperaturen eine verstärkte Acrylamid-Bildung auftreten kann, werden sie vorzugsweise nicht über Temperaturen von 150 bis 160°C erhitzt. Bei vielen Kartoffelprodukten ist eine starke Braunfärbung nicht unmittelbar bestimmend für die Qualität und deshalb nicht unbedingt notwendig. Ist es dennoch erforderlich die kartoffelhaltigen Nahrungsmittel auf Temperaturen über 160°C zu erhitzen, kann eine Befeuchtung der Oberfläche vorgesehen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das Verfahren für das Backen getreidehaltiger Nahrungsmittel eingesetzt. Zu getreidehaltigen Nahrungsmitteln gehören dabei unter anderem verschiedene Brotsorten und Brötchen, Kuchen, Kekse und weitere Produkte die Getreide oder Getreidemehl enthalten. Diese Nahrungsmittel werden bei Bedarf über eine vorbestimmte Zeitdauer auf Temperaturen nahe der Grenztemperatur von 175°C gebracht, vor allem wenn wie bei Brot die Ausbildung einer dunkelgefärbten, festen Kruste erwünscht ist. Auch hier kann eine Befeuchtung der Oberfläche vorgesehen werden, um die Acrylamid-Bildung zu unterdrücken.
  • Das Verfahren zum Backen von Nahrungsmitteln wird in der Regel diskontinuierlich betrieben. Der Backbereich wird mit den rohen Backwaren beladen und verschlossen. Anschließend wird der Backprozess in Gang gesetzt. Dazu wird der Backbereich beheizt und auf die vorbestimmten Betriebsdrücke gebracht. Nach Beendigung des Backprozesses werden die fertigen Backwaren entnommen und die neue Charge roher Teigwaren kann in den Backbereich eingebracht werden. Bei Backwaren die aufgrund ihrer Form und ihres Volumens eine sehr kurze Backzeit benötigen oder die nur vorgebacken oder vorgetrocknet werden sollen, kann das Verfahren quasi kontinuierlich in eine Prozesskette eingegliedert werden. Die zu backenden Teigwaren lassen sich auf einer Fördereinrichtung stoßweise in den Backbereich einbringen und nach einer relativ kurzen Backdauer in die nächste Verarbeitungsstufe führen.
  • Die Vorrichtung zum Backen von Nahrungsmitteln gemäß Anspruch 17 umfasst ein Gehäuse mit einem oder mehreren Backbereichen sowie einer oder mehrerer Heizeinrichtungen, wobei sich die Vorrichtung dadurch auszeichnet, dass eine oder mehrere druckreduzierende Einrichtungen vorgesehen sind, die den Betriebsdruck im Backbereich unter den Umgebungsdruck absenken, und dass eine Steuereinrichtung zur Begrenzung der maximale Temperatur der Backwaren auf 175°C vorgesehen ist.
  • Die Backvorrichtung kann für das vorangehend beschriebene Verfahren eingesetzt werden. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Backvorrichtung gegenüber konventionellen Backöfen ist, dass der Backprozess so gesteuert und geregelt wird, dass die Grenztemperatur von 175°C in keinem Fall überschritten wird und somit die Bildung von Acryl amid in den Backwaren gänzlich verhindert oder auf eine geringe Menge beschränkt wird. Die druckreduzierenden Einheiten erzeugen einen Betriebsdruck im Backbereich der unterhalb des Umgebungsdruckes liegt, wodurch wie vorangehend beschrieben der Trocknungsprozess beschleunigt wird.
  • Das Gehäuse der Vorrichtung gemäß Anspruch 17 kann mehrere voneinander unabhängige Backbereiche umfassen, in denen jeweils unterschiedliche Betriebsdrücke und/oder Temperaturen herrschen, oder die Backdauer unterschiedlich ist. Des Weiteren können die Backbereiche im Gehäuse unterschiedliche Volumina aufweisen und jeweils durch unterschiedliche Heizeinrichtungen beheizt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist bzw. sind als druckreduzierende Einrichtungen) wenigstens ein Ventilator vorgesehen. Mit einem Ventilator lassen sich die für das Verfahren gemäß Anspruch 1 bevorzugten Betriebsdrücke von 600 bis 900 mbar erzeugen. Des Weiteren ist der Ventilator auch für die Förderung warmer oder heißer Medien gut geeignet.
  • In der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann bzw. können als druckreduzierende Einrichtungen) weiterhin wenigstens eine Pumpe vorgesehen sein, insbesondere eine Vakuumpumpe. Mit einer Pumpe lassen sich auch Betriebsdrücke unter 600 mbar im Backbereich erzeugen. Besonders vielseitig einsetzbar ist die Backvorrichtung, wenn eine oder mehrere Vakuumpumpen mit einem oder mehreren Ventilatoren kombiniert werden.
  • In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist als Heizeinrichtung mindestens ein Element aus der in die Backofenwand integrierte Heizelemente, in den Backbereich hineinragende Heizelemente und Heißgasgebläse umfassenden Gruppe vorgesehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft wenn als Heizeinrichtung wenigstens ein Heißgasgebläse vorgesehen ist. Durch den Einsatz eines Heißgasgebläses lässt sich eine gleichmäßige Temperatur im Backofen erreichen. Bei dieser Beheizungsart wird das gasförmige Medium im Backofen vom Gebläse angesaugt und über eine Heizung in den Backofen zurückgeführt. Vorteilhaft ist auch, wenn als Heizeinrichtung mehrere der Elemente kombiniert werden. Dadurch wird eine hohe Flexibilität bezüglich wechselnder Chargen von Backwaren mit unterschiedlichen Eigenschaften erreicht.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist als Heizeinrichtung zusätzlich ein Mikrowellenerzeuger (Magnetron) vorgesehen. Der Vorteil beim Einsatz einer Mikrowellenbeheizung liegt darin, dass die Mikrowellen das Innere der Backwaren in kurzer Zeit erhitzen. Als Folge davon verdampft die Feuchtigkeit im Inneren der Backwaren schneller und der Trocknungsprozess wird beschleunigt. Die Mikrowellenbeheizung kann mit allen voranstehend aufgeführten Elementen zur Beheizung des Backbereichs kombiniert werden.
  • Die Heizvorrichtungen können im Gehäuse und/oder im Backbereich in vorteilhafter Weise auf mehreren Ebenen und/oder nebeneinander angeordnet sein, um vor allem bei großen Backbereichvolumina eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu erzielen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist die Steuereinrichtung mit wenigstens einer Temperaturmesseinrichtung und/oder wenigstens einer Druckmesseinrichtung und/oder wenigstens einem Feuchtesensor verbunden, wobei die Betriebsparameter Temperatur, Druck und Feuchte in dem bzw. den Backbereichen) erfasst werden und als Steuer- und Regelgrößen für den Backprozess dienen.
  • Da für die Acrylamid-Bildung die Temperatur der Backwaren bestimmend ist, ist es vorteilhaft diese als Steuer- und Regelgröße an die Steuereinrichtung zu übermitteln. In der Regel ist bei den Backwaren die Oberflächentemperatur die Höchsttemperatur. Die Oberflächentemperatur kann beispielsweise mit einem Infrarotthermometer bestimmt werden. Für die Überwachung des Backprozesses kann es weiterhin vorteilhaft sein mit einer geeigneten Temperaturmesseinrichtung zusätzlich die Temperatur im Backbereich, und/oder mittels eines entsprechenden Temperaturfühlers auch im Innern der Backwaren zu erfassen.
  • Der Betriebsdruck wird mit einer geeigneten Druckmesseinrichtung vorzugsweise an einer freien Stelle im Backbereich erfasst, die möglichst weit von der Absaugeinrichtung entfernt ist. Für die Überwachung des Backprozesses ist es weiterhin vorteilhaft mit geeigneten Feuchtesensoren die Feuchte im Backbereich zu erfassen und zusätzlich die Produktfeuchte zu kontrollieren und an die Steuereinrichtung zu übertragen.

Claims (23)

  1. Verfahren zum Backen von Nahrungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass der Backvorgang wenigstens teilweise bei einem Betriebsdruck, der niedriger als der Umgebungsdruck ist, durchgeführt wird, und dass die Temperatur im Backbereich so eingestellt wird, dass die maximale Temperatur der Backwaren während des Backvorganges eine Grenztemperatur von 175°C nicht überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsdruck und/oder die Temperatur im Backbereich während des Backvorganges auf einen festen Wert eingestellt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsdruck im Backbereich während des Backvorganges variiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsdruck im Backbereich in Abhängigkeit der Zeit und/oder der Temperatur und/oder der Produktfeuchte eingestellt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsdruck im Backbereich im zeitlichen Verlauf des Backvorganges reduziert wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsdruck im Backbereich zwischen 100 und 900 mbar, vorzugsweise zwischen 600 und 900 mbar eingestellt wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Backbereich während des Backvorganges variiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Backbereich in Abhängigkeit der Zeit und/oder des Betriebsdruckes und/oder der Produktfeuchte eingestellt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Backbereich zu Beginn des Backprozesses für ein vorbestimmtes Zeitintervall erhöht und anschließend wieder erniedrigt wird.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Backbereich zwischen 100 und 175°C beträgt, vorzugsweise zwischen 120 und 170°C.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gasförmiges Medium in den Backbereich geleitet und/oder aus dem Backbereich abgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Backbereich abgeführte gasförmiges Medium über eine Kühlstrecke und/oder einem Kondensatabscheider geführt wird.
  13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit im Backbereich und/oder der Backwaren über eine Befeuchtungseinrichtung eingestellt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtung über die Befeuchtungseinrichtung innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls vorgenommen wird und das Zeitintervall die gesamte Backdauer umfassen kann.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es für das Backen kartoffelhaltiger Nahrungsmittel eingesetzt wird.
  16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es für das Backen getreidehaltiger Nahrungsmittel eingesetzt wird.
  17. Vorrichtung zum Backen von Nahrungsmitteln, umfassend ein Gehäuse mit einem oder mehreren Backbereichen sowie einer oder mehrerer Heizeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere druckreduzierende Einrichtungen vorgesehen sind, die den Betriebsdruck im Backbereich unter den Umgebungsdruck absenken, und dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, zur Begrenzung der maximalen Temperatur der Backwaren auf eine Grenztemperatur von 175°C.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als druckreduzierende Einrichtungen) wenigstens ein Ventilator vorgesehen ist bzw. sind.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als druckreduzierende Einrichtungen) wenigstens eine Pumpe vorgesehen ist bzw. sind, insbesondere eine Vakuumpumpe.
  20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizeinrichtung mindestens ein Element aus der in die Backofenwand integrierte Heizelemente, in den Backbereich hineinragende Heizelemente und Heißgasgebläse umfassenden Gruppe vorgesehen ist.
  21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizeinrichtung zusätzlich ein Mikrowellenerzeuger (Magnetron) vorgesehen ist.
  22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen im Gehäuse und/oder im Backbereich auf mehreren Ebenen und/oder nebeneinander angeordnet sind.
  23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mit wenigstens einer Temperaturmesseinrichtung und/oder wenigstens einer Druckmesseinrichtung und/oder wenigstens einem Feuchtesensor verbunden ist, wobei die Betriebsparameter Temperatur, Druck und Feuchte in dem bzw. den Backbereichen) erfasst werden und als Steuer- und Regelgrößen für den Backprozess dienen.
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