Wie funktioniert Gefriertrocknung?

Ein Erklärungsversuch für jedermann

Die Grundlage dieser Art der Gefriertrocknung ist die Tatsache, dass eine Druckveränderung Auswirkung auf die Wassertemperatur hat. Zum einen können die Übergänge der Aggregatzustände Einfrieren, Verdampfen in der Temperaturskala verschoben, zum anderen kann die Temperatur über den Druck gesteuert/verändert werden.

Beispiel „Überdruck im Schnellkochtopf“

Unser Betrieb in der Stadt Osterode am Harz liegt auf 214m üNN und der atmosphärische Druck beträgt knapp 1000mbar. Wenn wir nun Wasser für unsere Kartoffeln „offen“ im Schnellkochtopf erhitzen, fängt es bei knapp 100°C an zu kochen. Nun verschließen wir den Schnellkochtopf mit dem Deckel und man kann hören, wie das Wasser aufhört zu kochen. Es entsteht ein Überdruck im Topf, so dass der Siedepunkt nach oben, schätzungsweise auf max. 110°C, verschoben wird. Was ist aber, wenn wir den atmosphärischen Druck verringern? Hierzu besuchen wir einen Yeti am Mount Everest. Es ist eisig kalt und der Luftdruck beträgt nur 300mbar. Wir holen unseren Schnellkochtopf mit den Kartoffeln raus und erhitzen in auf dem Lagerfeuer. Schon bei 70°C fängt das Wasser an zu kochen. 2 Stunden später sind die Kartoffeln endlich gar. Wir schenken dem Yeti unseren Schnellkopftopf, damit auch er seine Kartoffeln schneller und vor allem mit höherer Temperatur kochen kann.

Wieder zurück zu Hause verbinden wir nun eine Vakuumpumpe mit unserem Schnellkopftopf (der Yeti wollte ihn dann doch nicht). Was ist, wenn wir noch weiter runter mit dem Druck gehen? Bei 25mbar fängt das Wasser an zu kochen, ohne dass ich den Herd einschalte. Wir pumpen weiter Luft aus dem Kochtopf und erreichen 6mbar. Das Wasser gefriert plötzlich. Anstatt Wasser legen wir nun eine Handvoll Kartoffeln in den Topf und evakuieren wieder die Luft. Bei 25mbar fängt das Wasser in den Kartoffeln an zu kochen und die Frucht schlägt blasen. Nächster Versuch. Wir frieren vorab die Kartoffeln in einer Gefriertruhe mit -18°C ein und evakuieren erst dann die Luft bis 6mbar. Die Struktur des Gemüses bleibt erhalten, denn Eis kann nicht kochen. Wir sind der Gefriertrocknung nun recht nahe.

Beispiel „Wäsche trocknen im Winter“

Wir haben Januar und der sonnige Wintertag begrüßt uns mit satten -10°C. Wir schauen aus dem Fenster und die Nachbarin hängt draussen im Schnee die Wäsche auf. Spinnt die? Nein, die Frau spinnt nicht. Zuerst gefriert das Wasser in der Jeans und dann bringen die Sonnenstrahlen das Eis zum Dampfen. Diese Eigenschaft des Wassers nennt man Sublimation, d.h. der Vorgang des Auftauens von gefroren in flüssig wird förmlich übersprungen. Sublimation ist übrigens ein anderes Wort für Gefriertrocknung bzw. der wichtigste Teil der Gefriertrocknung.

Gehen wir zurück zu unserem Kochtopf. Wir senken das Vakuum weiter auf 1mbar und die Kartoffeln frieren nun durch den Unterdruck / das Vakuum bei -18°C. Wie die Sonne der Wäsche Wärmeenergie zugeführt hat, ist es nun unsere Raumtemperatur, die mit +20°C auf den Topf einwirkt und auch hier das Eis in den Kartoffeln zum Verdampfen bringt. Doch was passiert mit dem Dampf … wie kommt der aus dem Topf raus? Über die Vakuumpumpe? Nein, das würde die Pumpe auf Dauer zerstören.

Beispiel „Die Brille im Winter“

Es ist immer noch Januar und eisig kalt. Gegen 22:00Uhr gehen wir in einen Club, in dem seit 2 Stunden 200 Leute tanzen. Es ist dicke Luft. Wir betreten das Tanzlokal und sofort beschlägt unsere Brille. Der Wasserdampf aus dem Raum kondensiert auf der kalten Brille. Der Wasserdampf mag kalte Orte und wandert förmlich in deren Richtung.

Wir nehmen nun einen zweiten Schnellkochtopf und stellen diesen in eine -20°C kalte Gefriertruhe. Anschließlich bohren wir ein Loch in die Seitenwand und verbinden beide Töpfe mit einem Schlauch. In beiden herrscht nun der gleiche Luftdruck bzw Unterdruck. In einem Topf die Kartoffeln, die durch die Raumtemperatur Wasser verdampfen. Der andere Topf mit -20°C zieht den Wasserdampf förmlich an und an dessen Wand wird der Wasserdampf wieder zu Eis. Das nennt man Resublimation. Und wir sind nun bei der Gefriertrocknung angelangt. Am Ende ist das Wasser komplett aus den Kartoffeln verdampft und sie nähern sich der Raumtemperatur an. Auf der anderen Seite haben wir dann die 85% Eis aus den Erdäfeln.

Wieso Gefriertrocknung?

Grundsätzlich ist die Gefriertrocknung eine Art der Konservierung, die man einsetzt, wenn das Produkt bei größerer Wärmeeinwirkung seine Eigenschaften verliert. Hierzu gehört z.B. Geschmacksverlust, Farbveränderungen, Verlust von Inhaltsstoffen (Vitamine, Eiweiß, Schärfe…). Man könnte hier schon sagen, dass die Gefriertruhe eher eine Alternative ist, als z.B. ein Dörrofen.
Weiterhin verwendet man diese Art der Trocknung, wenn man ein Produkt bzw. dessen vollen Geschmack an eine bestimmte Stelle haben möchte. Hierbei kommt auch ein großer Vorteil der Gefriertrocknung zu tage, denn gefriergetrocknete Produkte sind im Prinzip wieder regenerierbar. Wir werfen also unseren gefriergetrockneten Kartoffeln in lauwarmes Wasser und innerhalb von 5min haben wir wieder eine „frische“ Kartoffeln. Nein, sie ist nicht knackig. So ein Stück Möhre in der 5-Minuten-Terrine ist i.d.R. auch gefriergetrocknet. Über ein Pulver kann ich dann die „Produktfrische“ gleichmäßig verteilen (Brot, Mettwurst …) und dies ohne zusätzliche Feuchtigkeit zu produzieren … man könnte ja auch ein frisches Produkt nehmen.

Wie bei jeder Trocknungsart hat man auch hier natürlich eine Konzentration der Geschmacks- und Inhaltsstoffe. Aktuell werden besonders die „Superfoods“ gefriergetrocknet, zu Pulver und dann zu Kaspeln verarbeitet. Im Sommer haben wir 5 Liter Bier getrocknet und das Pulver als Geschmacksnuance in einem Trockenrub verwendet. Es wurde ein regelrechter Bierbraten, der mit einem „aus“ Biermarinade nicht zu vergleichen war.

Was kostet die Gefriertrocknung?

Lohnt sich ein Gefriertrockner im Haushalt

Die Gefriertrocknung hat auch Nachteile. Sie ist TEUER. Zuerst die Anschaffung des Gerätes. Ein kleiner Laborgefriertrockner mit Vakuumpumpe und etwas Zubehör starte ab 7.500,00€. Nach oben hin gibt es dann aber keine Grenzen. Was aber auf Dauer kostenintensiver ist, ist der Energieverrbrauch, denn in der Gefriertrocknung wird gleichzeitig gekühlt und geheizt. Ein absoluter Energievernichter. Je kleiner die Kapazität des Gerätes um so höher der Energieverbrauch. Da ist dann die Frage, ob ein Gefriertrockner im Haushalt überhaupt Sinn macht. An erster Stelle sollte ja der Verzerr des frischen Produktes sein. Es gibt nichts besseres. Die Globalisierung hat auch die Gemüsesaison weggewischt. Viele Produkte sind ganzjährig verfügbar, so dass hier die Gefriertrocknung als Konservierung keinen Nutzen hat, zumal eine Gefriertruhe mittlerweile in jedem Haushalt vorhanden ist. Wer natürlich seine Produkte ohne Kühlung lagern möchte, um sich nach einem Blackout möglichst lange versorgen zu können (Prepper), der könnte sich mit einem Gefriertrockner gut vorbereiten bzw. einen schönen Vorrat anlegen.

Wer natürlich als Hobbykoch oder Griller neue Gerichte entwickeln möchte, der kann natürlich auf ein solches Gerät zurückgreifen. Aber auch dies ist bei dem hohen Anschaffungspreis eher fraglich, zumal das Angebot an gefriergetrockneten Produkte stetig steigt.