Ernährung Empa entwickelt schonendes Verfahren zur Dörrobst-Herstellung

«Öpfelring», «Bireschnitz» und Dörrbohnen gehörten früher zu den winterlichen Grundnahrungsmitteln. Doch Omas Dörrapparat hat ausgedient: Die Empa hat ein Trocknungsverfahren ohne Hitze und Ventilatoren entwickelt, das schnell, schonend und energiesparend ist.

Nichtthermisches, konvektives Trocknen von Früchten und Gemüse – also ohne Wärme – hat sich in der Industrie bereits durchgesetzt. Es hat den Vorteil, dass weniger Nähr- und Aromastoffe zerstört werden. Das Mittel der Wahl sind dabei Ventilatoren. Der Nachteil des Verfahrens: Es dauert sehr lange und verbraucht viel Energie.

Eine Alternative bieten Ionenwinde. Anders als bei Ventilatoren entstehen diese Winde nicht durch die Bewegung der ganzen Gasmoleküle – Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid -, sondern nur von deren positiv geladenen Elementarteilchen, den Protonen. Ein positiv geladener Draht zieht die Elektronen der Luftmoleküle an und stösst die Protonen ab. Diese kollidieren auf der «Flucht» mit anderen Luftmolekülen, Wind entsteht.

Diese Technologie funktionierte bisher freilich nur in kleinem Massstab. Hier tritt nun die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) auf den Plan. Empa-Forschende haben eine energieeffizientere Trocknungsanlage entwickelt, die auf Ionenwind basiert und sich für die Industrieanwendung eignet.

Zunächst ein simpler Trick

Einen ersten Fortschritt gegenüber dem kleinräumigen, für die Industrie nicht geeigneten Verfahren brachte ein simpler Trick: Statt auf eine solide Platte, wie sie bei dieser Technologie weltweit Usus ist, legten die Empa-Forscher die zu trocknenden Nahrungsmittel auf ein Gitter, damit Wasser auf allen Seiten entweichen konnte.

Dadurch trocknen die Gemüse und Früchte doppelt so schnell wie auf der Platte, wie Thijs Defraeye und sein Team von der Abteilung «Biomimetic Membranes and Textiles» in einer Mitteilung vom Dienstag schreiben.

Die weiteren Verbesserungen benötigten etwas mehr Aufwand. Per Computersimulationen wurden verschiedene weitere Anpassungen und deren Einfluss auf den Trocknungsprozess virtuell durchgespielt. Danach erfolgte in Zusammenarbeit mit Forschenden der kanadischen «Dalhousie University» die Nagelprobe in der Wirklichkeit: Im dortigen Labor wurde ein erster Prototyp der neuen Trocknungsanlage gebaut.

Vom kanadischen Labor in den Schweizer Laden

«Erste Versuche zeigten in der Tat erhebliche Verbesserungen», schreibt die Empa: Das Trocknen mittels Ionenwind sei deutlich schneller und verbrauche weniger als die Hälfte der benötigten Energie im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren. Ausserdem würden die Lebensmittel gleichmässiger getrocknet, und die Nährstoffe bleiben besser erhalten.

«Und zu guter Letzt kann das Verfahren relativ einfach auf Industriemassstab hochskaliert werden.» Zurzeit ist das Team um Thijs Defraeye daran, in Zusammenarbeit mit einem Schweizer Detailhändler das Konzept weiterzuentwickeln.