Backwarenherstellung

Die Backwarenherstellung ist ein Prozess im Bäckereigewerbe zur Herstellung von Backwaren wie beispielsweise Brötchen, Brot und Gebäck. Die Backwarenherstellung setzt sich aus verschiedenen Herstellungsschritten zusammen:

Rohstoffaufbereitung und Rohstoffverarbeitung
Gare
Backen oder Frittieren
Kühlen oder Tiefkühlen
Pasteurisieren (optional)

Die Backwarenherstellung zählt zu den sechs energieintensivsten Branchen der Ernährungsindustrie. Der Großteil der Energie wird während des Backens, Pasteurisierens und der Kühlung bzw. Tiefkühlung benötigt. Neben der voranschreitenden Automatisierung führt auch die Zunahme an Tiefkühlwaren zu einem steigenden Stromverbrauch.

Beim Backen wird zwischen diskontinuierlichen und kontinuierlichen Verfahren unterschieden. Kleine Bäckereien mit einer Produktion von 4 bis 5 t Brot pro Tag verwenden diskontinuierliche Verfahren. Dabei werden Etagenbacköfen und Backschränke genutzt. Großbäckereien mit einem hohen Umsatz verwenden kontinuierlich betriebene sogenannte Tunnelöfen. Während des Backens kommt es zum Einleiten von Schwadendampf, das heißt Niederdruckdampf in den Backofen; er sorgt für die benötigte Luftfeuchte im Backraum. Die Temperatur in den Öfen beträgt zwischen 200 und 300 °C.

Sofern die Backwaren nicht in den direkten Verkauf gelangen werden sie entweder gekühlt oder tiefgekühlt. Eine Kühlung ist notwendig, um die Haltbarkeit der Produkte zu erhöhen. Ohne Kühlung kommt es zu einer Retrogradation der Stärke, das heißt die Backwaren werden altbacken. Die Kühlung findet bei Temperaturen zwischen 0 °C und 4 °C statt. Die Tiefkühlung findet bei Temperaturen zwischen -30 °C und -18 °C statt.

Das Pasteurisieren ist ein optionaler Schritt zur Erhöhung der Haltbarkeit der Produkte. Er findet bei schnell verderblichen Waren wie zum Beispiel Toastbrot Anwendung. Der Prozess umfasst eine kurze Erhitzung der Ware und eine anschließende sofortige Abkühlung.

Eine Reihe von Energieeffizienzmassnahmen erlaubt es, den hohen Energiebedarf der Herstellungsprozesse im Bäckereigewerbe zu reduzieren:

Durch eine Optimierung der Produktionsplanung kann mit einem geringen Einsatz finanzieller Mittel bis zu 20 Prozent der benötigten Wärmeenergie eingespart werden. Wichtig ist, dass sich ein Betrieb mit bestehenden Prozessabläufen auseinandersetzt, um mögliche Einsparpotenziale aufdecken zu können. Beispiele sind die Anpassung der Backofentemperatur an den Bedarf, eine Anhebung der Kühltemperatur oder eine hohe Auslastung aller Gerätschaften, da dies dazu beiträgt Leerlaufzeiten zu vermeiden.

Der Wärmebedarf kann teilweise durch Wärme aus Abwässern oder Prozesswässern gedeckt werden. Mehr als 95 Prozent der benötigten Wärme bleiben nach dem Backen ungenutzt und werden als Verlustwärme oder Abwärme freigesetzt. Durch eine Wärmerückgewinnung kann diese Abwärme zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Der Einsatz von Wärmetauschern dient der Senkung der Abgaswärme. Die gewonnene Wärme kann für Heizzwecke verwendet werden. Bei einer Umsetzung dieser Maßnahmen können durchschnittlich 10 Prozent des Energiebedarfs eingespart werden. Neben Wärmetauschern können auch Schwadenkondensatoren zur Steigerung der Energieeffizienz beitragen. Im Kondensator wird dem Schwaden die nutzbare Wärme entzogen. Die Wärme kann auch hier zur Warmwasserbereitung oder für den Betrieb von Flächenheizungen genutzt werden.

Die Backöfen sind für den Großteil des Energiebedarfs verantwortlich. Die aufgewandte Energie kann sich auf 2 MJ pro kg Brot belaufen. Zwischen 8 und 25 Prozent des Energieverbrauchs der Backöfen können durch eine Optimierung des Backraumklimas eingespart werden. Hierfür ist eine Klimasteuerung vonnöten. Diese findet vor allem in größeren Betrieben einen Einsatz.

15 bis 30 Prozent der beim Backen benötigten Energie wird für die Schwadenerzeugung benötigt. Eine zu große Beschwadung kann durch die Verwendung von Dampfblenden oder Dampfregelventilen auf einen minimalen Bedarf geregelt werden. Damit wird eine Anpassung an das jeweilige Produkt erreicht.

Der kostengünstigste Weg die Effizienz zu steigern ist, auf eine optimale Auslastung der Öfen zu achten. Das beinhaltet Öfen weder frühzeitig aufzuheizen noch zu spät auszuschalten oder Öfen mit zu hohen Temperaturen zu betreiben. Neben den hier erwähnten Einsparpotenzialen sind auch die Potenziale durch den Einsatz effizienterer Querschnittstechnologien zu beachten.