Die Snackproduktion umfasst eine Reihe thermischer Vorgänge: Stärke verkleistert, Feuchtigkeit wird entzogen, Teig expandiert und Produkte werden frittiert, geröstet oder getrocknet. Dampf liefert einen Großteil der dafür benötigten Energie. Kondensierender Sattdampf gibt seine latente Wärme bei einer konstanten, regelbaren Temperatur schnell und gleichmäßig ab.
Diese Seite zeigt, wo Dampf in der Snackherstellung eingesetzt wird, welche Anforderungen die einzelnen Anwendungen stellen und warum das Lastprofil des Prozesses bei der Wahl eines Dampferzeugers wichtig ist.
Dampf kommt an mehreren Stellen einer Snacklinie zum Einsatz: indirekt über Mäntel, Rohrschlangen und Wärmetauscher oder direkt durch Einspritzung in das Produkt beziehungsweise den Prozessstrom. Die Wahl hängt vom Verfahren und der verfügbaren Dampfqualität ab.
Nicht jeder Heizschritt bei Snacks nutzt Dampf. Backöfen für Tortillachips werden oft mit Gas betrieben; Fritteusen sind häufig mit Thermalöl oder direkter Feuerung beheizt. Dampf wird eingesetzt, wenn indirekte, regelbare und saubere Wärme gebraucht wird oder bereits ein zentrales Dampfnetz das Werk versorgt.
Bei direkt expandierten Snacks, Getreide- und Puffprodukten wird die Rohmischung vor dem Extruder normalerweise in einem Vorkonditionierer befeuchtet und erhitzt. Direkte Dampfeinspritzung erhöht Feuchtigkeit und Temperatur zugleich und leitet die Stärkeverkleisterung ein. Dadurch benötigt der Extruder weniger spezifische mechanische Energie (SME), und Schnecke und Zylinder verschleißen weniger. Dampf regelt auch die Temperatur in den Zylindermänteln. Der Dampfstrom muss stabil sein: Schwankungen verändern Feuchtigkeit und Temperatur an der Düse und führen zu Unterschieden bei Expansion und Schüttdichte.
Masa für Tortillachips entsteht durch das Garen von Mais in alkalischer Lösung (Nixtamalisierung), meist chargenweise in dampfbeheizten Kesseln oder geschlossenen vertikalen Kochern, gefolgt von einer Einweichphase. Hülsenfrüchte, Getreide und Stärkemischungen für Pellets und geformte Snacks werden ebenfalls in doppelwandigen Behältern oder mit Direktdampf gegart. Die Garzeit hängt vom Produkt ab; entsprechend folgt der Dampfbedarf einem Chargenrhythmus.
Kartoffelchip-Linien nutzen häufig Dampfschälen: Die Kartoffeln werden einige Sekunden Hochdruckdampf (über 150 °C) ausgesetzt, danach wird der Behälter rasch entspannt. Das Wasser unter der Schale verdampft schlagartig und löst sie, sodass Bürsten oder Sprühdüsen sie mit wenig Fruchtfleischverlust entfernen können. Auch Blanchieren und Vorwärmen nutzen Dampf oder dampfbeheiztes Wasser.
Fritteusen werden direkt mit Gas, mit Thermalöl oder mit Dampf beheizt. Dampfbeheizte Fritteusen nutzen einen internen Wärmetauscher; das Öl bleibt bei etwa 170–190 °C. Dampf beheizt außerdem Öllager und Zuleitungen und hält Würzöl fließfähig.
Snackpellets, gebackene Snacks und viele Extrusionsprodukte werden auf eine niedrige Endfeuchte getrocknet. Dampf-Luft-Wärmetauscher liefern heiße, saubere Trocknungsluft, ohne das Produkt Verbrennungsgasen auszusetzen.
Dampf dient zur Befeuchtung von Backöfen, zum Vorwärmen von Prozesswasser und zum Beheizen alkalischer Brezelbäder sowie von Anlagen zum Blanchieren und Rösten von Nüssen.
Snacklinien, insbesondere Fritteusen, müssen häufig gereinigt werden und durchlaufen CIP-Zyklen. Dampf erwärmt Reinigungs- und Spüllösungen und liefert heißes Wasser für die Hygienereinigung zwischen Produktionsläufen.
Schokolade und zusammengesetzte Überzüge für umhüllte Snacks, Riegel und Cluster werden in doppelwandigen Tanks, Leitungen und Temperiermaschinen geschmolzen, warm gehalten und temperiert. Die Beheizung erfolgt meist mit Warmwasser, das häufig über einen Dampfwärmetauscher erzeugt wird. So entsteht sanfte, indirekte Wärme ohne lokale Überhitzung.
Müsliriegel, Cluster, glasierte Nüsse, Fruchtsnacks und Fruchtgummis verwenden gekochte Zuckersirupe, Karamell sowie Stärke- oder Pektinmischungen. Sie werden in dampfbeheizten Doppelmantelkesseln oder Wärmetauschern gekocht. Die Endtemperatur bestimmt den Gehalt gelöster Feststoffe und damit die Textur des fertigen Produkts.
Dampf wird zum Blanchieren und Pasteurisieren von Nüssen und Samen eingesetzt. Dampfbeheizte Luft oder Mäntel unterstützen Röst- und Trocknungsschritte.
Pudding, Cremespeisen, Käse- und Milchsnacks sowie ähnliche Produkte werden in doppelwandigen Behältern oder mit Direktdampf gegart und pasteurisiert. Haltezeit und Temperatur sind Teil der Validierung der Lebensmittelsicherheit.
Bei Snacks, Süßwaren und Desserts bestimmen Temperatur, Zeit und Feuchtigkeit Geschmack, Textur, Farbe, Expansion und Haltbarkeit. Diese Größen müssen von Charge zu Charge reproduzierbar sein. Stabile Prozesswärme macht aus einer Rezeptur ein gleichbleibendes Produkt.
Beim Temperieren muss Kakaobutter durch definierte Temperaturstufen in der richtigen Form kristallisieren. Die Toleranzen sind eng. Schwankende Heiztemperaturen verursachen Fettreif, einen schlechten Bruch und ungleichmäßige Schichtdicken.
Bei Zuckersirup ist die Siedetemperatur direkt mit dem Gehalt gelöster Feststoffe verknüpft. Die Kochtemperatur bestimmt die Endfeuchte und damit Zähigkeit oder Knusprigkeit. Schon wenige Grad Abweichung ergeben ein anderes Produkt.
Feuchtigkeit und Temperatur nach der Vorkonditionierung bestimmen, wie weit die Stärke gegart ist und wie das Produkt an der Düse expandiert. Davon hängen Dichte und Knusprigkeit ab.
Die Öltemperatur beeinflusst Ölaufnahme, Farbe, Geschmack und die Bildung unerwünschter Stoffe wie Acrylamid. Deshalb wird sie in einem engen Bereich gehalten.
Endfeuchte und Wasseraktivität bestimmen Knusprigkeit und mikrobiologische Stabilität. Beide hängen von einer stabilen Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit ab.
Zeit und Temperatur sind validierte Parameter der Lebensmittelsicherheit. Die Wärmeversorgung muss die vorgegebenen Werte zuverlässig erreichen und halten.
Dampf ermöglicht diese Präzision, weil der Druck die Temperatur des Sattdampfs festlegt. Ein stabiler Dampfdruck sorgt für eine stabile Heiztemperatur. Beim Kondensieren wird die Wärme bei dieser konstanten Temperatur übertragen, ohne Temperaturgefälle über den Wärmetauscher. Eine Druckschwankung von ±0,5 bar entspricht etwa ±2 bis 2,5 °C an der Heizfläche. Ein stabiler Druck bei wechselnder Last trägt zu gleichbleibender Produktqualität bei.
Sattdampf besitzt bei jedem Druck eine feste Temperatur; der Betriebsdruck legt daher die maximale Prozesstemperatur fest. Für die Wärmeübertragung ist zudem ein Temperaturunterschied erforderlich. Die Dampftemperatur muss über der Temperatur des Produkts oder Öls liegen.
Wo Dampf das Produkt berührt, etwa bei Vorkonditionierung, direktem Garen oder Ofenbefeuchtung, gehört er zum Lebensmittelstrom. Speisewasseraufbereitung, Dampferzeugung und Verteilung müssen den für diesen Einsatz geltenden Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit entsprechen. Gewöhnlicher Betriebsdampf ist nicht automatisch geeignet.
Clayton-Dampferzeuger erfüllen die weiteren Anforderungen mit einer einzelnen Rohrschlange und Zwangsumlauf: Wasser wird in einem Durchgang durch die spiralförmige Rohrschlange zu Dampf, die Brennerleistung folgt dem Wasserdurchfluss und ein Abscheider mit festen Leitschaufeln entfernt Feuchtigkeit.
Snackfabriken benötigen selten eine konstante Dampfmenge. Das Anfahren von Fritteusen und Trocknern, Produktwechsel, Chargenkochen und CIP-Zyklen verursachen steile Bedarfsspitzen, gefolgt von langen Phasen nahe der Grundlast. Das Dampfsystem muss bei Spitzen- und Teillast effizient sein und nach einem nächtlichen oder Wochenendstillstand rasch aus dem kalten Zustand starten.\n\nEin herkömmlicher Großwasserraumkessel wird meist auf die Spitzenlast ausgelegt. Daher läuft er oft bei Teillast mit Bereitschafts- und Taktverlusten; bei einem sprunghaften Bedarfsanstieg kann der Druck sinken. Sein großes Wasservolumen braucht Zeit, um Druck aufzubauen. Betriebe halten ihn deshalb über Nacht warm oder verlieren zu Schichtbeginn Produktionszeit. Ein Clayton-Erzeuger besitzt ein kleines Wasservolumen, und seine Brennerleistung folgt dem Wasserdurchfluss. So folgt die Dampfmenge dem Bedarf und die Bedingungen bleiben für reproduzierbare Rezepte stabil.
Fast die gesamte nutzbare Energie von Sattdampf ist seine latente Wärme. Ein Lufterhitzer für einen Trockner mit 1.200 kW Leistung benötigt bei 8 bar Überdruck beispielsweise rund 2.130 kg/h trockenen Dampf. Bei nur 95 % Trockenheit sind für dieselbe Leistung etwa 5 % mehr Dampf nötig. Mitgerissenes Wasser bildet einen Film auf Wärmeübertragungsflächen, belastet Kondensatableiter und kann Wasserschläge auslösen. Bei Direkteinspritzung bringt Nassdampf unkontrollierte Feuchtigkeit in den Vorkonditionierer und die Extruderzufuhr.\n\nBei herkömmlichen Kesseln stört Wasserübertrag bei Lastwechseln die Direkteinspritzung und verschmutzt Wärmetauscher; dies zeigt sich als Produktabweichung. Clayton gibt eine Dampfqualität von über 99 % bei weniger als 1 % Feuchtigkeit an.
In einer Snackfabrik wirken sich Dampfqualität und Reaktionszeit direkt auf das Produkt aus: Feuchtigkeit am Extrudereintritt, Frittieröltemperatur und Trocknungslufttemperatur hängen davon ab. Weil der Bedarf zyklisch ist, sollte der passende Erzeuger bei Teillast effizient sein, schnell starten und bei Lastwechseln trockenen Dampf liefern. Die höchste Nennleistung allein ist nicht entscheidend. Claytons Dampferzeuger mit Rohrschlangentechnik sind auf diese Anforderungen ausgelegt.
Clayton ist ein weltweit tätiger Hersteller industrieller Dampflösungen. Die europäische Produktion und das Engineering werden seit 1961 in Bornem, Belgien, durchgeführt, wo Clayton of Belgium als EMEA-Hauptsitz und wichtigster Produktionsstandort für Europa, den Nahen Osten und Afrika fungiert. Der globale Hauptsitz der Clayton Group befindet sich in Kalifornien, mit zusätzlichen Produktionsstätten in Mexiko und Europa sowie Tochtergesellschaften in Frankreich, Deutschland, den Niederlanden, Spanien und dem Vereinigten Königreich.
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