Vorschwadensystem für Etagen- und Tunnel-Backöfen
Die Firma Wachtel GmbH ist ein namhafter Hersteller von Backöfen und Kältetechnik für Bäckereien. Die Produktpalette umfaßt elektrische, Öl- und Gas beheizte Backöfen.
In Hinblick auf steigende Energiekosten bei der Herstellung von Backwaren, gilt es, sich den technischen Herausforderungen zu stellen und praktikable Lösungen zur Reduzierung des Energieverbrauches zu entwickeln. Dabei läßt sich der Energiebedarf beim Backen in vier Bereiche unterteilen:
Der erste Bereich betrifft den eigentlichen Backvorgang bzw. die Nutzenergie. Hier ist der Energieverbrauch direkt vom Backgut abhängig und beträgt ca. 36% des Gesamtenergiebedarfes. Eine Energieersparnis wird hierbei durch das technische Verfahren ICT ( auch unter STIR bekannt ) bei Backwaren mit hohen Wasseranteil erreicht, indem die Backwaren direkt vom Kern her erhitzt werden. Dies führt zu einer Reduzierung der Backzeit mit entsprechender Verringerung des Energieverbrauches.
Der zweite Bereich betrifft die Oberflächenverluste / Wärmeabstrahlung des Ofens. Hier liegt der Anteil bei ca. 22 % des Gesamtenergiebedarfes. Verbesserungen können hier u.a. durch entsprechende Wärmedämmung und Beschaffenheit der Backofentüren erreicht werden.
Der dritte Bereich bezieht sich auf die Abgasverluste von ca. 20 % am Gesamtenergiebedarf. Dies betrifft nur Öl-/ Gas- oder Pelletbeheizte Backöfen. Auch hier lassen sich durch geeignete Luftführung, Wärmerückgewinnung oder moderne Brenntechnik die Energieverluste reduzieren.
Der vierte Bereich betrifft mit ca. 22 % am Gesamtenergiebedarf die Schwadenverluste. Durch geeignete Technik kann auch hier ein Teil der Energie mittels Wärmetauschern zurück gewonnen werden.
Bei der Schwadenerzeugung wird im Allgemeinen aus Leitungswasser gesättigter Nassdampf erzeugt, indem eine dafür vorgesehene Metalloberfläche stark erhitzt wird. Anschließend wird dann - je nach Bedarf des Backgutes - auf der erhitzen Metalloberfläche kaltes Leitungswasser aufgebracht. Dies führt zu einem teilweisen Wechsel des Aggregatzustandes des Wassers, wodurch gesättigter Nassdampf zur Befeuchtung ( Beschwadung ) des Backgutes entsteht. Da die Wärmespeicherung der erhitzten Metalloberfläche mit der Dauer der Kaltwasserbenetzung abnimmt, wird dementsprechend auch immer weniger Nassdampf erzeugt. Folglich führt damit eine weitere Zugabe von Wasser nicht mehr automatisch zur Erzeugung von weiteren Nassdampf, sondern nur noch zur Erwärmung des Wasser, welches dann ungenutzt direkt in den Ausguss abfließt und dem eigentlichen Beschwadungsprozess nicht mehr zur Verfügung steht.
Ein weiterer Teil des erzeugten Nassdampfes entweicht direkt durch eine Überdruckklappe aus dem Backraum.
Eine Reduzierung der Schwadenverluste läßt sich auch durch eine Reduzierung der Schwadenmenge erreichen. Dies ist aber stets vom Backgut abhängig und ist schwer zu automatisieren.
Als Leiter der F&E kam mir bereits 2013 die Idee, hier den Beschwadungsprozess teilweise aus dem Ofen auszulagern und mittels gezielter Kaltbefeuchtung des Backgutes zu ersetzen und entsprechend zu automatisieren.
Dieses „Kaltbefeuchten“ wird bereits seit Jahrzehnten manuell angewendet, mit dem Nachteil, dass nicht nur die Backwaren selber, sondern auch die Backumgebung ( Abziehtuch, Brotbrett, Kippkasten o.ä. ) mit befeuchtet wird. Dies führt zur einer entsprechenden Hygieneproblematik.
Diese Idee führte dann 2014 zu einem durch die AiF gefördertem Forschungsprojekt, das als ZIM Kooperationsprojekt zwischen der Firma Wachtel und dem ttz Bremerhaven durchgeführt wurde.
Die Projektlaufzeit betrug 27 Monate.
Projektziel war die Entwicklung einer Befeuchtungsvorrichtung für Teiglinge, die mittels Elektrostatik eine gezielte Befeuchtung eines durch Kaltvernebelung erzeugten Aerosols auf der Teigoberfläche ermöglicht und das dieses Verfahren vollständig automatisiert abläuft.
Einsatzgebiet liegt sowohl im Handwerk als auch im industriellen Bereich.
Diese Vorschwadenvorrichtung für Etagenbacköfen ist unter der Nummer DE 102014216177 B4 patentiert worden.