LMT - EINHEIT 4

Unterschied Pasteurisation vs. Sterilisation

Pasteurisation: Abtötung vegetativer Keime; Sterilisation: Abtötung aller Mikroorganismen inkl. Sporen.

Ziel der Pasteurisation

Abtötung pathogener vegetativer Keime + starke Reduktion der Verderbniserreger.

Typische Parameter der Pasteurisation

60–95°C, Sekunden bis Minuten.

Resultat der Pasteurisation

Keine Sporeninaktivierung → Produkt bleibt kühlpflichtig.

Ziel der Sterilisation

Vollständige Inaktivierung aller Mikroorganismen und Sporen.

Typische Parameter der Sterilisation

110–121°C für Minuten; UHT: 135–150°C, wenige Sekunden.

Resultat der Sterilisation

Haltbarkeit bei Raumtemperatur.

Was beschreibt der D-Wert?

Zeit zur Reduktion der Keimzahl um 90% bei konstanter Temperatur.

Was sagt ein hoher D-Wert aus?

Mikroorganismus ist hitzeresistent.

Was beschreibt der Z-Wert?

Temperaturerhöhung, die nötig ist, um den D-Wert um den Faktor 10 zu reduzieren.

Was bedeutet ein kleiner Z-Wert?

Mikroorganismus reagiert empfindlich auf Temperaturänderungen.

Was beschreibt der F-Wert?

Äquivalente Sterilisationszeit bei einer Referenztemperatur (meist 121,1°C).

Wofür wird der F0-Wert verwendet?

Validierung von Sterilisationsprozessen.

Was beschreibt der C-Wert?

Maß für Qualitätsabbau während thermischer Behandlung.

Wann ist ein C-Wert günstig?

Wenn er klein ist → wenig thermische Schädigung.

Funktionsprinzip eines Plattenwärmeübertragers

Produkt und Heizmedium strömen getrennt an dünnen Metallplatten vorbei → indirekter Wärmeübergang.

Vorteile eines Plattenwärmeübertragers

Hohe Wärmeübertragung, turbulente Strömung, energieeffizient, kompakt, gut zu reinigen (CIP).

Für welche Produkte eignet sich ein Plattenwärmeübertrager?

Niedrigviskose, partikelarme Produkte wie Milch.

Was ist Ohmsches Erhitzen?

Volumetrische Erwärmung durch elektrischen Strom, der direkt durch das Lebensmittel fließt.

Vorteile des ohmschen Erhitzens

Sehr schnell, homogen, keine Oberflächenfouling-Probleme, ideal für Partikelprodukte.

Limitierungen konventioneller Erhitzung

Ungleichmäßige Erwärmung, Hot-Spots, langsame Wärmeleitung, Anbrennen an Oberflächen.

Wie umgeht Ohmsches Erhitzen diese Limitierungen?

Es erwärmt das gesamte Volumen gleichzeitig ohne Oberflächenkontakt.

Wie funktioniert High Pressure Processing (HPP)?

Behandlung bei 400–600 MPa, isostatischer Druck, meist kalt.

Wirkmechanismus von HPP

Membranschädigung, Enzymdenaturierung, Stoffwechselstop → Inaktivierung vegetativer MO.

Vorteile von HPP

Keine Hitze → bessere Farbe, Aroma und Vitaminstabilität; „kaltsterilisiert“.

Für welche Produkte eignet sich HPP?

Säfte, Avocado, Schinken, Meeresfrüchte, Milchprodukte.

Was ist laminare Strömung?

Geordnete Schichten, parabolisches Geschwindigkeitsprofil, wenig Durchmischung.

Wann tritt laminare Strömung auf?

Bei niedriger Geschwindigkeit, hoher Viskosität, Re < 2000.

Was ist turbulente Strömung?

Starke Durchmischung, flaches Profil, hohe Wärmeübertragung.

Wann tritt turbulente Strömung auf?

Bei hoher Geschwindigkeit, niedriger Viskosität, Re > 3000.

Newtonsches Fließverhalten

Viskosität unabhängig von Scherrate; Beispiel: Wasser, Milch.

Scherverdünnendes Fließverhalten

Viskosität nimmt mit steigender Scherrate ab; Beispiel: Ketchup, Joghurt.

Schertickendes (dilatantes) Fließverhalten

Viskosität nimmt mit Scherrate zu; Beispiel: Stärke-Suspensionen.

Bingham-Plastizität

Fließgrenze muss überschritten werden, bevor Material fließt; Beispiel: Butter, Senf.

Was ist Scherrate?

Maß, wie schnell sich Flüssigkeitsschichten gegeneinander bewegen → bestimmt Viskosität bei nicht-newtonschen Fluiden.