Anwendungsbeispiele und Case Studies

In diesem Artikel befassen wir uns mit der Röstung von Haselnüssen, einem Verfahren, das diese Trockenfrüchte zu einer unverzichtbaren Zutat in vielen Rezepten macht. Wir werden aufzeigen, wie wichtig die Qualität der Haselnüsse und die Präzision des Röstprozesses sind, um ein ausgezeichnetes Produkt zu erhalten.

Unsere Fallstudie zeigt, wie moderne Umweltüberwachungstechnologie die Haselnussröstung in einem industriellen Umfeld unterstützt und innovative Lösungen für diese alte Kunst bietet.

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  Warum werden Haselnüsse geröstet?

  Die Haselnuss ist eine sehr beliebte Frucht (oder besser gesagt Steinfrucht). Sie wird in Europa seit der Antike für den menschlichen Verzehr verwendet. Auch heute noch wird sie wegen ihres unverwechselbaren Geschmacks und ihrer knackigen Konsistenz sehr geschätzt. Die Röstung der Haselnuss hat vor allem einen praktischen Grund: Sie soll die Haltbarkeit der Frucht verlängern, damit sie sicher gelagert und transportiert werden kann. Es handelt sich dabei um ein Trocknungsverfahren, das die innere Feuchtigkeit der Haselnüsse reduziert und so das Wachstum von Schimmel und Bakterien verhindert. Im Laufe der Jahrhunderte hat sich das Rösten jedoch zu einer Methode entwickelt, um den Geschmack der Haselnüsse zu verbessern.

  Wozu werden geröstete Haselnüsse verwendet?

  Das Hauptziel des Röstens besteht darin, einen hochwertigen und vielseitigen Rohstoff zu erhalten, der sich für eine Vielzahl von kulinarischen Anwendungen eignet. Geröstete Haselnüsse können naturbelassen oder mit Pralinen als nahrhafte Snacks genossen werden. Der wahre Wert dieses Produkts zeigt sich jedoch, wenn es als Zutat in der Süßwarenherstellung verwendet wird. In der Welt der Süßwaren bereichern geröstete Haselnüsse den Nougat, eine Süßspeise, die in vielen italienischen Regionen vor allem in der Winterzeit beliebt ist. Sie sind auch die Hauptzutat für Desserts wie Sbrisolona, ein bröckeliges Gebäck lombardischen Ursprungs, und für feines Gebäck wie die für Cortona typischen Baci di dama. Ein weiteres Anwendungsgebiet für geröstete Haselnüsse ist die Schokoladenherstellung. Die piemontesische Gianduia ist eine sehr süße Creme, die aus einer Mischung aus Kakao und Haselnüssen in unterschiedlichen Anteilen hergestellt wird. Und nicht zuletzt sind geröstete Haselnüsse ein wesentlicher Bestandteil von Kakaocremes wie dem berühmten Nutella. In diesen Produkten bereichern die Haselnüsse nicht nur den Geschmack, sondern verleihen dem Produkt auch eine streichfähige Konsistenz, die es ideal zum Verzehr auf Brot oder Toast macht.

  Wie erhält man geröstete Haselnüsse von hoher Qualität? 

  Um qualitativ hochwertige geröstete Haselnüsse zu erhalten, sollte man zwei Elementen besondere Aufmerksamkeit schenken:

  1. der Sorte der Haselnüsse

  2. die richtige Röstung.

  Die Sorte der Haselnüsse ist natürlich der wichtigste Ausgangspunkt. Italien ist einer der größten Haselnussproduzenten der Welt und verfügt über eine Vielzahl von Sorten mit jeweils einzigartigen und unverwechselbaren Merkmalen. Dazu gehören die Tonda Gentile Trilobata IGP aus dem Piemont, die Giffoni IGP Haselnuss aus Kampanien, die Tonda Gentile Romana DOP aus Latium und die Siciliana oder Nostrale aus Sizilien.

  Aber selbst wenn man von einem guten Rohmaterial ausgeht, ist ein ordnungsgemäßer Röstprozess erforderlich, um qualitativ hochwertige geröstete Haselnüsse zu erhalten. Ein Fehler in diesem Stadium kann nicht nur das Aroma der Haselnüsse beeinträchtigen, sondern auch ihre Textur. Es ist wichtig, die Rösttemperatur und -zeit sorgfältig zu überwachen. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Haselnüsse auf der gesamten Oberfläche gleichmäßig geröstet werden, damit sie an den Stellen, die der Hitze am stärksten ausgesetzt sind, nicht anbrennen. Ein gut durchgeführter Röstvorgang verstärkt den natürlichen Geschmack der Haselnüsse, setzt ein einladendes Aroma frei und verleiht ihnen ihre charakteristische Knackigkeit.

  Methoden zum Rösten von Haselnüssen

  Hausgemachte Haselnussröstung

  Das Röstverfahren ist in seinen Grundzügen relativ einfach, da es keine speziellen Geräte erfordert. Daher ist es nicht verwunderlich, dass viele Kochbegeisterte und Hobbyzüchter ihre gerösteten Haselnüsse selbst herstellen.

  Es gibt zwei beliebte Methoden:

  • Rösten im Backofen
    
    Bei diesem Verfahren wird der Backofen auf eine Temperatur von etwa 150-160 °C vorgeheizt. Die Haselnüsse sollten in einer einzigen Schicht auf einem unbehandelten Backblech liegen. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Röstung. Die Röstzeit variiert zwischen 10 und 15 Minuten. In der Zwischenzeit sollten die Haselnüsse häufig kontrolliert und gewendet werden, um ein Anbrennen zu verhindern. Sobald die gewünschte Bräunung erreicht ist, sollte das Backblech aus dem Ofen genommen und auf Zimmertemperatur abgekühlt werden.

  • Rösten in der Pfanne
    
    Bei dieser Technik, die sich ideal für kleine Mengen eignet, werden die Haselnüsse in einer Pfanne bei mittlerer Hitze erhitzt, wobei sie mit einem Löffel umgerührt werden, um eine gleichmäßige Röstung zu gewährleisten. Diese Methode ermöglicht eine bessere Kontrolle über den Röstprozess und dauert in der Regel etwa 5-10 Minuten. Wie beim Rösten im Ofen ist es wichtig, dass die Haselnüsse nach dem Rösten auf Zimmertemperatur abkühlen.

  In jedem Fall ist die Röstung abgeschlossen, wenn die Haselnüsse ihr charakteristisches Aroma verströmen, eine dunklere Färbung und eine knackige Textur haben.

  Vor dem Verzehr oder der Verwendung ist es wichtig, die braune Schicht, die die Haselnuss umgibt, zu entfernen. Wenn die Röstung ordnungsgemäß erfolgt ist, löst sich der Belag in der Regel von selbst; daher genügt es, die Haselnüsse zu schütteln oder sie grob mit einem Tuch abzureiben, um ein sehr sauberes Produkt zu erhalten.

  Industrielle Röstung von Haselnüssen

  Die Grundprinzipien der industriellen Röstung sind identisch mit denen der privaten Röstung:

  • Einwirkung von Hitze für eine bestimmte Zeit

  • Die kontinuierliche Bewegung der Haselnüsse, um eine gleichmäßige Röstung zu gewährleisten

  • Die Entfernung der Folie

  Der eigentliche Unterschied besteht darin, dass diese Verfahren voll automatisiert und für die Verarbeitung großer Produktmengen ausgelegt sind. Die Röstung wird mit Röstmaschinen durchgeführt. Diese Geräte sind vor allem in Bäckereien oder handwerklichen Betrieben zu finden, die eine hohe Qualität und eine gewisse Produktionskapazität benötigen. Je nach Fall und spezifischem Bedarf können allgemeine Röstmaschinen verwendet werden, die für eine Vielzahl von Nüssen geeignet sind, oder spezielle Röstmaschinen, die ausschließlich für Haselnüsse bestimmt sind. Unternehmen, die täglich große Mengen an Haselnüssen verarbeiten, verfügen dagegen über große Röstanlagen.

  Wie überwacht man die Temperatur in einem industriellen Röstverfahren für Haselnüsse?

  
  Ein wichtiger Kunde, der im Bereich der Süßwarenproduktion für den Großhandel tätig ist, benötigte eine Lösung zur Überwachung der Temperatur in speziellen Vertikalöfen, in die Haselnüsse während des Röstvorgangs von oben fallen. Die Lösung, die wir zunächst evaluierten, war der MicroW S, einer unserer miniaturisierten Datenlogger zur Temperaturmessung, der mit einer starren Sonde von w cm und einer Spitze von 3 mm Durchmesser ausgestattet ist.

  Die Eigenschaften schienen für den Zweck perfekt zu sein, außer dass die maximale Betriebstemperatur des Datenloggers für die spezifische Anwendung zu niedrig war. Die Öfen zum Rösten von Haselnüssen können nämlich Temperaturen von 160 Grad erreichen, während der MicroW S maximal 140 Grad verträgt.

  Um dieses Problem zu lösen, entschied man sich, den Logger mit einem Wärmeschutz zu umhüllen. Diese Lösung hätte es den Geräten ermöglicht, in einer Umgebung zu arbeiten, die ihre maximale Betriebstemperatur übersteigt, ohne beschädigt zu werden, da sie die Temperatur in der Umgebung, in der sie arbeiten werden, genau erfassen. Aber das war nicht die einzige Herausforderung, die vor uns lag.

  Neue Herausforderungen: Größe und Reaktionszeit

  
  Die Konzeption und Implementierung des Temperaturüberwachungssystems für die industrielle Röstung von Haselnüssen stellte uns vor zwei weitere Herausforderungen, die wir mit Bravour gemeistert haben:

  • Spezifische Abmessungen und kundenspezifische Wärmeschutzvorrichtungen
    Der Standard-Datenlogger mit Wärmeschutz, den wir erhalten hatten, war nicht mit den vom Kunden geforderten Spezifikationen kompatibel, der sehr kleine Geräte benötigte. Um dieses Problem zu lösen, entwarf unsere Forschungs- und Entwicklungsabteilung einen kundenspezifischen Wärmeschutz, der kleiner als der Standard war und die vorgegebenen Abmessungen perfekt erfüllte.

  • Reaktionszeit und Genauigkeit der Messungen.

  
  Die durchgeführten Tests ergaben, dass die Geschwindigkeit der thermischen Schwankungen während einiger Phasen des Röstprozesses extrem schnell war und der Standard-Logger diese nicht mit der erforderlichen Genauigkeit verfolgen konnte.

  Dies war von entscheidender Bedeutung, da unzureichende Reaktionszeiten zu Messungen führen konnten, die ungenau oder nicht repräsentativ für die tatsächlichen Bedingungen im Inneren des Vertikalofens waren.

  Als Lösung wechselten wir zu einem Datenloggermodell, das mit einer dünneren Datenlogger-Spitze ausgestattet ist:

  dem MicroW L Bendable, der eine biegsame Sonde mit einem Durchmesser von nur 1,5 mm besitzt. Die dünnere Spitze ermöglichte durch die Verringerung der Sensoroberfläche eine wesentlich schnellere Reaktionszeit.

  Im Vergleich dazu brauchte die 3-mm-Spitze des Modells Micro W S, die eine größere Oberfläche hat, länger, um sich aufzuwärmen und bei einer bestimmten Temperatur zu stabilisieren.

  Dieser Größenunterschied, auch wenn er gering erscheint, hatte einen großen Einfluss auf die Überwachung. Aufgrund der verbesserten Reaktionszeit konnten wir die geforderte Präzision und Genauigkeit erreichen.

  Als Ergebnis unserer Tests konnten wir auch die Möglichkeit ausschließen, dass der Wärmeschutzmantel durch Ableitung von Wärme den Logger beeinflussen könnte, indem er Werte liefert, die von der tatsächlichen Ofentemperatur abweichen.

  Die letzte Herausforderung betrifft den physischen Schutz der Datenlogger-Spitze in Anbetracht der extrem dynamischen Betriebsumgebung, in der das Gerät eingesetzt wird. Beim Röstprozess ist der Datenlogger nicht nur einer Kaskade von Haselnüssen ausgesetzt, sondern muss auch beträchtliche Sprünge, manchmal bis zu einem Meter, zwischen Förderbändern überstehen und fällt schließlich auf ein Bett aus Haselnüssen.

  Unter diesen Bedingungen besteht ein hohes Risiko, dass die Spitze beschädigt wird, zumal sie extrem dünn und recht empfindlich ist. Deshalb wird derzeit ein spezieller mechanischer Schutz für die Spitze entwickelt, um sie vor den Stößen und mechanischen Belastungen zu schützen, denen sie bei der Überwachung ausgesetzt ist. Der Schutz muss stark genug sein, um Stöße zu absorbieren und Beschädigungen zu verhindern, darf aber nicht so sperrig sein, dass die Reaktionszeit des Sensors oder seine Fähigkeit, Temperaturänderungen genau zu erkennen, beeinträchtigt werden.

  Dies erfordert eine sorgfältige Auswahl der Materialien und ein Design, das einen wirksamen Schutz ermöglicht, ohne die Funktionalität des Geräts zu beeinträchtigen.

  
  

Optimerung unserer Logger mithilfe eines Verpackungsdienstleisters

Das Unternehmen Sonoco ist Anbieter für Konsumverpackungen, Verpackungen für industrielle Produkte sowie Verpackungslösungen und -dienstleistungen. Dafür verwenden sie Datenlogger in verschiedenen Umgebungen und Einsatzgebieten, unter anderem in hohen Temperaturen und hohen Säuregehalten. Durch Eindringen von Wasser fielen die Logger jedoch teilweise aus. Dafür wurde folgende Lösung gefunden.

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  Sonoco is a $5 billion global provider of consumer packaging, industrial products, protective solutions and display and packaging services. Headquartered in Hartsville, S.C., with more than 330 operations in 34 countries, they produce packaging for a variety of industries and many of the world’s most recognized brands, serving customers in 85 nations.
  
  Sonoco’s operations consist of a global consumer packaging businesses –Rigid Paper and Closures, Flexibles and Plastics; their display and packaging division, which provides high-impact retail displays and packaging supply chain management; their industrial businesses, which manufacture tubes and cores, reels and spools, uncoated recycled paperboard and Sonoco Recycling, one of the world’s largest recyclers; and their Protective Solutions division, which produces custom-designed protective, temperature-assurance and retail security packaging solutions and highly engineered components. 

  The Challenge(s)

  Sonoco uses Mesa Labs’ MPIII data loggers in various environments and applications, including high-temperature and high-acidity. On occasion, it has been noted that data loggers fail for water intrusion. This may sometimes be caused by the flattening of the o-ring.

  The Solution(s)

  Mesa Labs is committed to continual improvement of our products, as well as increased education to gain the best performance of our products for our customers. We suggest a parameter of 25% battery life be a marker for the battery to be replaced. When customers order new batteries from Mesa for their data loggers, a new o-ring and silicone are automatically included in the order. For each battery replacement, Mesa suggests replacing the o-ring, and applying a thin layer of silicone grease to increase the fluid barrier. We also intend on distributing our simple-to-follow battery replacement instructions with each battery and data logger order. This will provide better instructions for our clients on best practices.

  

Mehr Effizienz und Kosteneinsparungen mit Validierungsloggern

Ein Herstellerunternehmen für Auftragsentwicklungen und Fertigungsorganisation unterstützt die Medizintechnikindustrie mit pharmazeutischen, biopharmazeutischen und medizinischen Vorrichtungen. Dabei sorgen unsere Validierungslogger für Flexibilität und Zeitersparnis. Durch sie ist es möglich, eine Validierung neu zu starten, falls die Echtzeittemperaturen von der vorgeschriebenen Skala abweichen.

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  Case Study: Confidential Client

  A cGMP contract development and manufacturing organization, based in Irvine, California, supports the pharmaceutical, biopharmaceutical and medical device industries. The customer’s GMP services includes parenteral manufacturing (liquid/lyo), formulation development, analytical chemistry, analytical development, biopharmaceutical development, stability storage, structural chemistry, microbiology, and drug delivery device testing.

  The Challenge

  The customer has 66 chambers (refrigerators, freezers, incubators and ovens), which require semi-annual validation and qualification of the temperature. Using a competitive logger, they had to wait 24-48 hours to determine if the temperature had been out of specification. The process involved a pre-test of 4 hours, the 24-48 hour IOQ cycle, and then another 4 hour post-test with a competitive data logger. During this cycle, they were unable to tell if the loggers failed or remained within specifications until the full process had been cycled through. 

  The Solution

  The Mesa Labs’ MPRF data loggers provided the customer with the flexibility to restart the validation if they see the real-time temperature go out of the specified range. Prior to using the Mesa Labs MPRF data logger, they were using a competitive product without real-time data capability. By using Mesa’s MPRF logger, they were able to decrease the cycle time by 12 hours on every chamber! Since 3 chambers are qualified each month, this saves the customer 432 hours of cycle time each year, estimating $8,600 in labor savings alone per year. 

  Testemonial

  “The Mesa Labs MPRF data loggers have allow us to view real-time temperature data and stop and restart the qualification of the cycle if required. This has allowed us to become more efficient and reduce labor cost.”
  - Installation, Calibration & Validation Services 

  
  

Validierung von Gefriertrocknungsprozessen

Bei der Lyophilisierung handelt es sich um einen Gefriertrocknungsprozess, in dem das Produkt einer sehr kalten Umgebungstemperatur ausgesetzt und unter Vakuum gehalten wird. Während dieses Prozesses ist von besonderer Bedeutung, dass die temperaturgesteuerten Regalböden das Produkt auf die richtige Temperatur bringen.

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Pasteurisation von Getränkedosen

Messungen von Temperatur- und Druckverläufen innerhalb von Getränkedosen sind unerlässlich, um Pasteurisation im Labormaßstab exakt an die Industrie an zu passen. Die Firma Xolutions GmbH, zuhause in der Getränke- und Kunststofftechnologie, setzt die MPIII-Datenlogger der Serie DataTrace zur exakten Ermittlung der Temperatur- und Druckverläufe innerhalb von Getränkedosen ein

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Temperaturüberwachung bei der Retortensterilisation

Eine der häufigsten Methoden für das Sterilisieren von Nahrungsmitteln ist die Retortensterilisation in Autoklaven. Mit unseren Autoklavenloggern monitoren Sie Ihre Temperaturdaten in Echtzeit und können damit Ihre Lebensmittelproduktion in vielen Bereichen optimieren und die Qualität rückführbar belegen.

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Zeit sparen beim thermischen Validieren

Wird Ihnen das Verlegen von Thermoelementen für Ihre Validierungsaufgaben zu mühsam? Haben Sie Schwierigkeiten mit der korrekten Positionierung der Thermoelemente in der Kammer und Behältern? Haben Sie genug von der lästigen Vor- und Nachkalibrierung der Thermoelemente? Sollten Sie auch nur eine dieser Fragen mit „Ja" beantwortet haben, bietet Ihnen unsere Datenlogger-Systeme ideale Validierungslösungen!

Echtzeitvalidierung mittels Autoklavenloggern

Mesa Laboratories, Inc, hat in der Tat eine vollkommen drahtlose Lösung gefunden, die eine Verwendung von Thermoelementen in der Validierung von Autoklaven überflüssig macht.
Wie kann man erfolgreich ein ununterbrochenes Funksignal aus einem kaskadierenden Wasserfall-Autoklaven während der Sterilisation von Infusionsbeuteln (Pouch, Pouchbeutel) oder in Dosen verpackten Lebensmitteln senden?

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  Echtzeitvalidierung mittels Funk-Autoklavenloggern eliminiert Thermoelemente in der großvolumigen Industriesterilisation von Parenteralia (Infusionsbeutelüberwachung, Plasmabeutelüberwachung, Pouchüberwachung)

  Mesa Laboratories, Inc, hat in der Tat eine vollkommen drahtlose Lösung gefunden, die eine Verwendung von Thermoelementen in der Validierung von Autoklaven überflüssig macht. Wie kann man erfolgreich ein ununterbrochenes Funksignal aus einem kaskadierenden Wasserfall-Autoklaven während der Sterilisation von Infusionsbeuteln oder in Dosen verpackten Lebensmitteln senden? Mesa Labs hat einen Prototyp für eine interne Funkantenne* entwickelt, die kinderleicht mittels eines Tri-Clamp Verbinders an bereits vorhandenen Sanitäreinrichtungen angebracht werden kann. Dies ermöglicht es dem Bedienpersonal die Antenne schnell und unkompliziert ohne Zuhilfenahme spezieller Werkzeuge von einem Autoklaven zum anderen umzurüsten. Sobald die Antenne montiert ist, können Daten über die DataTrace Pro Software auf einem Laptop in der Nähe des Autoklaven ausgewertet werden, in der Kontrollstelle mittels eines RF Repeaters oder bei Nutzung von DataTrace Pro LAN sogar überall dort, wo ein PC mit Netzwerkanschluss vorhanden ist.

  

  

  Verbesserte Report-Optionen

  

  Erhöhte grafische Kontrolle

  
  
  DataTrace Pro verwendet eine SQL Datenbank, die auch von anderen Programmen aus zugänglich ist, und wird bald Thermoschreiber und andere auf Thermoelementen basierende Systeme ersetzen. Mesa Labs stellen mit dem DataTrace MPRF ein komplett neues Konzept im Bereich der Datenlogger vor. Selbst wenn der Funkkontakt doch einmal verlorengehen sollte, Ihre Daten werden es nicht, und DataTrace Pro wird diese automatisch wiederherstellen.

  DataTrace Pro Software wurde speziell für die Ingenieure und Techniker in der Validierungsbranche hergestellt, die in Lebensmittel- und Pharmaindustrie arbeiten. Einige herausragende Merkmale sind:

  • Drahtlose, voll-automatische Verfizierung durch Vor- und Nachkalibrierung mit unbegrenzter Anzahl von Kalibrierpunkten, unter Verwendung Ihrer hauseigenen Kalibriereinrichtungen
  • Komplett konfigurierbare und kundenspezifische Reports
  • Benutzerkonfigurierbare statistische Auswertung; Benutzer können eigene Akzeptanzkriterien vergeben
  • Komplett CFR Part 11 konform – in einer GmP Umgebung für GxP Anwendungen entwickelt
  • Alarmierung in Echtzeit mit benutzerdefinierbaren Optionen und e-mail Versand von Alarmbedingungen
  • Kinderleichte Konfigurierung im LAN