Laut DESA, der Abteilung Wirtschaft und Soziales der Vereinten Nationen, betrug die Weltbevölkerung 2015 7,3 Milliarden Menschen und könnte bis 2030 bei 8,5 Milliarden und bis 2050 gar bei 9,7 Milliarden liegen. Die weltweit tätige Hilfsorganisation „Aktion gegen den Hunger“ kommt zu dem Schluss, dass die Nahrungsmittelproduktion um 70 % steigen muss, um die schnell wachsende Weltbevölkerung ernähren zu können. Allerdings wird eine Erhöhung der landwirtschaftlichen Produktion allein nicht ausreichen, um die globale Nachfrage nach Lebensmitteln zu befriedigen. Die Entwicklung und weltweite Implementierung effizienterer, energie- und ressourcensparender Technologien wird es der Industrie möglich machen, die wachsende Nachfrage nach Lebensmitteln zu erfüllen, die Umweltbelastung zu senken und nachhaltiger zu wirtschaften.

Unverzichtbar ist auch die Vermeidung von Lebensmittelverschwendung. Berichten der Vereinten Nationen und des Instituts für Maschinenbauingenieure zufolge gehen schätzungsweise 30–50 % der weltweit produzierten Lebensmittel – bis zu 2 Milliarden Tonnen – verloren oder werden vergeudet. Diese Verluste sind auf zahlreiche Unzulänglichkeiten bei der Produktion und Verarbeitung sowie aufgrund von Markt- oder Verbrauchertrends zurückzuführen. Diese reichen von schlechter Lagerung und unzureichender Transportlogistik bis hin zu Verbrauchern, die zu viel kaufen. Die Implementierung effizienter, nachhaltiger Kühl- und Tiefkühltechnologien spielt ebenfalls eine wichtige Rolle, denn damit lässt sich verhindern, dass Lebensmittel verderben. 

Erntegutverluste

Tiefgekühlte Kartoffelprodukte – eine globale Handelsware

Die Hersteller von Pommes frites gehören zu den Lebensmittelproduzenten, die zum Erfüllen der weltweit wachsenden Nachfrage das Produktionsvolumen erhöhen. Pommes frites und andere tiefgekühlte Kartoffelprodukte sind zu einer globalen Handelsware geworden. Die gestiegene Nachfrage ist überwiegend auf die zunehmende Beliebtheit der westlichen Küche, vor allem von Schnellrestaurants, zurückzuführen. Das Wachstum der Mittelklasse in Ländern wie Indien und China verstärkt die Nachfrage nach verarbeiteten Lebensmitteln und Fertigprodukten. Dadurch erhöht sich der Druck auf die lebensmittelverarbeitende und die Transportindustrie, die Nachfrage zu erfüllen und die Qualität aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig stehen alle Industriebranchen in der Verantwortung, Nachhaltigkeitsziele zu erfüllen, den Wasser- und Energieverbrauch zu senken sowie Verschwendung und Emissionen zu minimieren.  

Etwa 60 % der Gesamtkosten für die Pommes frites-Produktion entfallen auf den Energieverbrauch und die Hersteller unternehmen große Anstrengungen, den Energieverbrauch ebenso wie den Wasserverbrauch, die Abfallströme und die Emissionen zu senken. Einer der weltweit größten Hersteller von Pommes frites, der täglich umgerechnet 50 Millionen Portionen Pommes frites produziert, hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2020 den gesamten Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen um 30 % zu senken.

Beachtliche Wachstumsraten in der Nachfrage nach Pommes frites und deren Produktion vor Ort ist in vielen Entwicklungs- und Schwellenländern zu verzeichnen. Insbesondere in Russland und China unterstützen größere Abnehmer wie McDonalds die Produktion vor Ort, anstatt die in den USA oder Europa verarbeiteten Produkte zu importieren. Mit amerikanischen und europäischen Herstellern und lokalen Unternehmen werden Joint Ventures gebildet, die das Know-how und die Erfahrung in der Verarbeitung bereit- und die Qualität des Endprodukts sicherstellen. 

Tiefe Temperaturen

Die kommerzielle Produktion von Pommes frites erfolgt in mehreren Phasen. Die Kartoffeln werden gewaschen und sortiert, dampfgeschält und danach in die gewünschten Formen geschnitten, wieder sortiert, blanchiert, getrocknet und schließlich frittiert. Nach dem Garen werden die Pommes frites abgekühlt, gekühlt und danach tiefgekühlt. Dabei wird die Temperatur in mehreren Schritten von +90 °C auf -18 °C gesenkt. Das Verfahren mit aufeinanderfolgendem Kühlen und Tiefkühlen wird speziell bei Kartoffelprodukten angewendet und stellt sicher, dass die richtige Textur, die Farbe und der Geschmack erhalten bleiben. 

Aufeinanderfolgendes Kühlen und Tiefkühlen

Der Kühl- und Tiefkühlprozess ist daher für die Endqualität von Pommes frites äußerst wichtig und erfolgt in der Regel in einem Kühl-/Gefriertunnel mit verschiedene Zonen, die das Produkt durchläuft und dabei nacheinander abgekühlt, gekühlt und tiefgekühlt wird. Ein typischer Kühl-/Gefriertunnel für Pommes frites ist 30 m lang, 5–8 m breit und 5 m hoch und verfügt über eine Kapazität zum Tiefkühlen von 30 t Pommes frites pro Stunde. 

Energieeinsparungen bei der Pommes frites-Herstellung

GEA-Innovationen für mehr Nachhaltigkeit und weniger Kosten

GEA sieht bei seinen Kunden, die Pommes frites und andere Lebensmittel verarbeiten, einen Trend hin zu effektiven, nachhaltigen Aufbewahrungs- und Lagerungstechnologien. Mit effizienten Kühl- und Tiefkühllösungen können Hersteller die Geamtenergieeffizienz des Produktionsprozesses erheblich verbessern und Treibhausgasemissionen senken. GEA ist ein anerkannter Weltmarktführer in der Entwicklung von Kühl- und Tiefkühltechnologien – von einzelnen Komponenten und Kompressoren bis hin zu vollständigen Kühl- und Tiefkühlanlagen. Wir arbeiten mit den größten etablierten Pommes frites-Herstellern und Start-ups auf der ganzen Welt zusammen und fertigen maßgeschneiderte hochmoderne Kühlanlagen und Tiefkühllösungen für ihre Produkte.  

GEA hat innovative Technologien entwickelt, die die Effizienz, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit unserer Kühl- und Tiefkühlsysteme verbessern und gleichzeitig die Gesamtbetriebskosten senken. „Die Investition in Tiefkühlsysteme entspricht bis zu 24 % der Gesamtbetriebskosten während der Lebenszeit eines solchen Systems von 20–30 Jahren“, so John van Rooijen, Manager Application Development APC Utilities bei GEA. „Weitere etwa 19 % der Gesamtbetriebskosten entfallen auf die Wartung, aber nahezu 60 % auf den Energieverbrauch. Als Komplettanbieter verfügt GEA über das industrielle Know-how und das nötige Technologie- und Ingenieurwissen für eine ganzheitliche Lösung. Daher können wir Kühlanlagen und Tiefkühlsysteme für unsere Kunden so optimieren, dass sie sich in nur wenigen Jahren amortisieren.“ 

Zu den GEA-Innovationen zählt das Ventilstationsleitsystem für die Zufuhr von Kältemittel in den Verdampfer. Mit diesem System werden Lufttemperatur und Kältemittelzirkulation präzise gesteuert und dadurch Produktqualität und Energieeinsparungen verbessert. „Dank optimierter Konfiguration von Tiefkühlanlagen kombiniert mit Ammoniak als Kältemittel können wir die Tiefkühltemperatur nun von -32 °C auf -25 °C anheben und damit den Energiebedarf für diesen Teil des Tiefkühlprozesses um 30 % reduzieren“, so John van Rooijen weiter. „Für eine durchschnittliche Kühlanlage könnten sich diese Einsparungen über, sagen wir, 20 Jahre auf 1,7 Millionen € belaufen.“ 

Darüber hinaus hat GEA Wärmepumpenlösungen entwickelt, die die vom Tiefkühlsystem abgeleitete Wärme an eine beliebige Stelle im Produktionsverfahren leiten können, beispielsweise zum Aufheizen von Wasser zu Reinigungszwecken oder sogar zum Trocknen der Pommes frites, bevor sie frittiert werden. „Mit der Installation von GEA Wärmepumpentechnologie zum Trocknen von Pommes frites konnten in einem Werk eines der weltweit größten Hersteller von Pommes frites im Trocknungsverfahren 70 % Energie eingespart werden. Die auf die Kondensation von 1.500 kg Wasser pro Stunde ausgelegte Technologie senkte den Verbrauch von Erdgas im Werk um 800.000 Nm3 pro Jahr und ermöglichte eine Kapitalrendite innerhalb von gerade mal vier Jahren.“

Die nächste Generation intelligenter Technologien

In enger Zusammenarbeit mit der Branche befasst sich GEA mit konkreten Bedürfnissen wie höheren Produktionskapazitäten oder längeren ununterbrochenen Produktionszeiten bei gleichzeitiger Optimierung von Verfahren und Nachhaltigkeit. Die nächste Generation von GEA Tiefkühlanlagen für Pommes frites bietet moderne Automatisierungssysteme, die die Parameter des Kühl- und Tiefkühlsystems je nach Produkteigenschaften und -anforderungen automatisch einstellen können. Dabei wird mit der innovativen Aquantis™ Lasersensortechnologie von GEA kontinuierlich der Gefriergrad des Produkts gemessen. Das System interagiert daraufhin mit dem Steuersystem für das Kühl- und Tiefkühlsystem, um Temperatur und Gefrierdauer zu optimieren. Zum einen lässt sich mit dieser Technologie die Produktqualität verbessern, zum anderen ermöglicht sie Energieeinsparungen von 15 %, was sich schon innerhalb von vier Jahren bezahlt macht. 

Für alle Systeme und Technologien von GEA gilt während der gesamten Lebensdauer eine weltweit unvergleichliche Kundendienstunterstützung. Unsere Lösungen zielen also nicht nur auf die branchenspezifischen Anforderungen von heute ab, sie ermöglichen vielmehr effiziente, zuverlässige Verfahren, mit deren Hilfe Produktverluste weltweit reduziert und Lebensmittel nachhaltiger und umweltfreundlicher verarbeitet werden können – zum Wohle dieser und zukünftiger Generationen.

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