Hausarbeit

im

Pflichtmodul:

Lebensmittelverarbeitung und Qualitätsmanagement des

Fachbereichs Oecotrophologie

der Hochschule Fulda

Thema:

Die Tiefkühlkette

Von der Produktion bis zum Verbrauch

vorgelegt von:

Michael Schulze

6. Semester Oecotrophologie

Fulda, August 2007

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Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis 2

Abbildungsverzeichnis 4

Tabellenverzeichnis 5

Abkürzungsverzeichnis 6

Einleitung 7

1.

Die logistische Kette 8

1.1

Grundsätze der Kühl- und Tiefkühllogistik 8

1.1.1 Einleitung 8

1.1.1.1 Efficient Consumer Response 8

1.1.1.2 Supply Chain Management 8

1.1.2 Grundsätzliches 9

1.1.3 Rahmenbedingungen 10

1.2

Die Gliederung der Tiefkühlkette 10

1.2.1 Transport 10

1.2.2 Umschlagpunkte 10

1.2.3 Lagerhaltung 11

1.3

Strukturen und Prozesse 11

1.3.1 Ablauforganisation 11

1.3.2 Struktur 11

1.3.3 Kommunikation 12

2.

Elemente der Kühl- / Tiefkühllogistik 14

2.1

Die Kältetechnik 14

2.1.1 Anlagen

und Technik 14

2.1.2 Aufbau

und Funktion 15

2.1.3 Besondere

technische Einrichtungen 16

2.1.4 Ökonomie 17

2.1.5 Ökologie 17

2.2

Das Kühlhaus 18

2.2.1 Grundlagen 18

2.2.2 Bauweise 18

2.2.3 Isolierung 18

2

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2.2.4 Lagertechnik 19

2.2.5 Lagerorganisation 19

2.2.6 Kühlung 20

2.2.7 Investitionen 20

2.2.8 Betriebskosten 20

2.2.9 Auswahlkriterien 20

2.3

Transportkälte 20

2.3.1 Straße,

Schiene, Luft 20

2.3.2 Technik 21

2.3.3 Energiebedarf 21

3.

Qualitätsanforderungen 22

3.1

Lebensmittel 22

3.1.1 Gefrieren

und Lagerung 22

3.1.2 Qualitätsveränderungen 28

3.1.2.1 Chemische Veränderungen 28

3.1.2.2 Physikalische Veränderungen 30

3.1.2.3 Verhalten von Mikroorganismen 31

3.1.2.4 Sensorische Veränderungen 31

3.1.3 Auftauen 33

3.2

Hygiene und Qualitätssicherung 34

3.2.1 HACCP 35

3.2.2 Temperaturaufzeichnung 36

3.2.2.1 Temperaturmessung 37

4.

Umwelt 38

4.1

Kältemittel und Kennzahlen 38

4.2

Klimarelevanz von gefrorenen Lebensmitteln 39

5.

Resümee 42

6.

Literaturverzeichnis 43

3

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Umsatzentwicklung Tiefkühlkost in Deutschland (DTI 06. Juni 2007) 9

Abbildung 2 Die Beteiligten am Markt (Peilnsteiner/Truszkiewitz 2002) 13

Abbildung 3 Thermoschleuse (Peilnsteiner/Truszkiewitz 2002) 17

Abbildung 4 Belegungsverteilung in Kühlhäusern (Peilnsteiner/Truszkiewitz 2002) 18

Abbildung 5 Lagerorganisation (Peilnsteiner/Truszkiewitz 2002) 19

Abbildung 6 Temperaturverlauf bei unterschiedlichen Gefriergeschwindigkeiten

(Heiss/Eichner 2002) 23

Abbildung 7 Vergleich der Geschwindigkeit der Kristallbildung u. d. Kristallwachstums

(Heiss/Eichner 2002) 25

Abbildung 8 Das Prinzip des Schockfrostens (DTI 01. August 2007) 26

Abbildung 9 Vitamin C Bestimmung an frischen und unter verschiedenen

Bedingungen gefrorenen grünen Bohnen. 1. frisch; 2. ultraschnell-

gefroren in flüssig Stickstoff; 3. schnell gefroren bei -40°C; 4. langsam

gefroren bei -18°C (Gutschmidt 1969; aus Heiss/Eichner 2002) 27

Abbildung 10 Vitamin C im Vergleich (DTI 25. Juli 2007) 27

Abbildung 11 Geschwindigkeit des Zähwerdens v. Kabeljaumuskeln bei verschie-

denen Temperaturen (Connel 1971, aus Heiss/Eichner 2002) 28

Abbildung 12 Abnahme von Vitamin C gefrorener Erdbeeren während der

Gefrierlagerung bei verschiedenen Temperaturen (Guadagni et al.,

aus Heiss/Eichner 2002) 29

Abbildung 13 Gefrierbrand bei Spargel infolge von Temperaturschwankungen

(eigene

Quelle) 31

Abbildung 14 Verlauf der Geschmacksbewertung verschiedener tiefgefrorener

Lebensmittel während der Gefrierlagerung bei -18°C (Gutschmidt 1969;

aus Heiss/Eichner 2002) 32

Abbildung 15 HACCP (Peilnsteiner/Truszkiewitz 2002) 35

Abbildung 16 Die Tiefkühlkette (Kaufmann et al. 1992) 36

Abbildung 17 GWP- Werte einiger Kältemittel (Schwab et al. 2004) 39

Abbildung 18 Treibhausgasemissionen verschiedener Fleischprodukte (von der

Tierhaltung bis zum Handel) bezogen auf 1kg Endprodukt

(Wiegmann et al. 2005) 41

Abbildung 19 Treibhausgasemissionen von Gemüseprodukten (vom Anbau bis zum

Handel) bezogen auf 1kg Endprodukt (Wiegmann et al. 2005) 41

4

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Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 halogenierte Fluorkohlenwasserstoffe 14

Tabelle 2 Kompressionskältemaschine vereinfachte Darstellung

(wikipedia 2. Juli 2007 [Vergleichbar mit Abbildung IUTA e.V 2. Juli 2007])... 16

Tabelle 3 Gefrierpunkte verschiedener Lebensmittel (Heiss/Eichner 2002) 23

Tabelle 4 Kurvenbeschreibung zur obigen Grafik 32

Tabelle 5 Haltbarkeitszeit v. Kabeljau im Temperaturbereich -50 bis -18°C unter

Zugrundelegung unterschiedlicher Qualitätsanforderungen (p=Punktezahl

nach der Lagerung (Gutschmidt 1969, aus Heiss/Eichner 2002) 33

Tabelle 6 Spezifischer Nahrungsmittelverbrauch in Deutschland im Jahr 2000

(Fritsche/Eberle 2007) 40

Tabelle 7 Klimabilanz für Nahrungsmittel aus konventioneller und ökologischer

Landwirtschaft beim Einkauf im Handel (Fritsche/Eberle 2007) 40

5

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Abkürzungsverzeichnis

BVL

=

Bundesvereinigung Logistik e.V

CO2

=

Kohlendioxid

DIN

=

Deutsche

Industrienorm

DTI

= Deutsches

Tiefkühlinstitut

ECR

=

Efficient Consumer Response

EAN

=

International Article Number, früher European Article Number

EDV

=

elektronische

Datenverarbeitung

EG

= Europäische

Gemeinschaft

EN

= Europäische

Norm

et al.

=

et alii, und andere

etc

=

et cetera, und so weiter

EWG

=

Europäische Wirtschaftsgemeinschaft

GWP

=

Treibhauseffekt

HACCP

=

Hazard Analysis Critical Control Point

HFKW

=

halogenierte Fluorkohlenwasserstoffe

ILN

= Lokationsnummer

IPPC

=

Intergovernmental Panel on Climate Change

IUTA

=

Instituts für Energie- und Umwelttechnik

KKM

=

Kompressionskältemaschine

LMHV

=

Lebensmittelhygieneverordnung

NH3

=

Ammoniak

MO

= Mikroorganismen

ODP

=

Ozonabbaupotential

rd = Rund

SCM

=

Supply Chain Management

TEWI

=

Total Equivalent Warming Impact

TKM

=

Transportkältemaschine

TK

= Tiefkühl

vgl.

= Vergleich

z.B.

=

zum

Beispiel

6

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Einleitung

Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Betrachtung der Tiefkühlkette von der

Produktion bis zum Verbrauch. Am Anfang einer Tiefkühlkette steht natürlich das Produkt,

dass es einzufrieren gilt. Welche enorme logistische Leistung es ist, das Produkt vom

Hersteller bis zum Verbraucher, auch international, zu begleiten und zu kontrollieren wird

im ersten Kapitel dargestellt. Die großen technischen Leistungen werden im Kapitel 2.

erläutert. Schwerpunkt der Hausarbeit ist die Qualitätssicherung von Nahrungsmitteln

während des Gefrierprozesses, der Lagerung und beim Auftauen. Im 3. Abschnitt wird

deshalb beschrieben, wie verschiedene Faktoren die Qualität des Lebensmittels

beeinflussen und welche Vor- und Nachteile gegenüber anderen

Konservierungsmethoden bestehen. Die Arbeit erklärt ebenfalls wie wichtig die Einhaltung

der Tiefkühlkette von der Produktion bis zum Verbrauch ist. Ferner erfolgt die Betrachtung

der benötigten Energie zur Erzeugung und Aufrechterhaltung gefrorener Speisen.

7

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