Chemische Prozesse spielen eine wichtige Rolle in der Lebensmitteltechnologie – von den Grundstoffen bis zum Lebensmittel. In diesem Modul lernst Du die Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie kennen. Du erfährst, wie chemische Reaktionen ablaufen, wie Stoffe zusammengesetzt sind und wie diese Eigenschaften für lebensmitteltechnische Anwendungen genutzt werden können. Hier werden chemische Reaktions-Systeme (Säure-Basen-Reaktionen, pH-Wert, Redox-Reaktionen) diskutiert und du erhältst einen Einblick in anorganische Verbindungen, die in der Lebensmittelverarbeitung eine Rolle spielen: vom Backtriebmittel bis zu Spurenstoffen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf den Auswirkungen chemischer Prozesse auf Herstellung, Transport und Haltbarkeit von Lebensmitteln.
Mathematik ist die Grundlage jeglicher Ingenieurwissenschaften und somit auch in der Energietechnik, Lebensmitteltechnologie und Umwelttechnik. Ihre Anwendungen ziehen sich durch das gesamte Studium.
Du beginnst in diesem Kurs mit Algebra, Analysis und Linearen Gleichungssystemen, bevor Du dich mit komplexeren Themen wie Differentialgleichungen, Fourier-Analysen und Statistik beschäftigen. Dieses Wissen ist essenziell, um technische Prozesse zu modellieren, Strömungen zu berechnen oder thermodynamische Prozesse zu analysieren.
Das Modul Physik vermittelt der Lebensmitteltechnologie die grundlegenden physikalischen Prinzipien, die für die Entwicklung und Optimierung von Lebensmittelprozessen von Bedeutung sind. Im Fokus stehen die Themen Mechanik, Schwingungen und Elektromagnetismus. Diese Grundlagen helfen das Verhalten von festen und flüssigen Stoffen bei der Verarbeitung und Lagerung von Lebensmitteln zu verstehen, etwa bei der Analyse von Druck, Viskosität oder Strömungsverhalten, sowie der Untersuchung von Kräften und Bewegungen, die in verschiedenen Prozessen wie Mischvorgängen, Fördertechnik oder der Wärmeübertragung in Lebensmittelsystemen auftreten.
Das Modul verzahnt sich mit späteren Kursen wie Strömungsmechanik, Physikalischer Chemie und Wärmeübertragung.
Das Modul kombiniert theoretische Grundlagen mit praktischen Anwendungen und mathematischen Modellen, um physikalische Konzepte auf die Technologie der Lebensmittelproduktion und -verarbeitung anzuwenden.
Wie kann die Ernährung für eine steigende Weltbevölkerung nachhaltig sichergestellt werden? Dieses Modul zeigt Dir, wie Systeme der Lebensmitteltechnologie zur Senkung des Ressourcenverbrauchs und der Umweltauswirkungen eingesetzt und entwickelt werden, um eine sichere, wirtschaftliche und nachhaltige Lebensmittelversorgung zu gewährleisten. Du analysiert die Lebensmittelerzeugung und Produktionsverfahren und lernen, nachhaltige Konzepte für den Energie- und Ressourceneinsatz kennen. Dieses Modul ist eng mit den Modulen Lebensmitteltechnologie, Erneuerbare Energien und Investitionsrechnung und Anlagenauslegung verknüpft.
Ein wichtiger Bestandteil dieses Modul ist das dreitägige Seminar "Teamorientiertes Lernen und Arbeiten" (TLA), welches in der Exkursionswoche stattfindet. In diesem Seminar lernst Du die anderen Erstsemester besser kennen und bauen soziale Kompetenzen und Soft Skills auf. Hierzu lernst Du in Teams zentrale Konzepte aus den Bereichen „Kommunikation“, „Team“ und „Persönlichkeit“ kennen und präsentierst hierzu gemeinsam ein Thema. Neben Kenntnisse zu Soft Skills baust Du hierbei auch Deine Präsentations- und Kommunikationsfähigkeiten aus.
Die Technische Mechanik vermittelt die Grundlagen für den Bau und die Stabilität technischer Systeme. Du lernst, wie Kräfte auf Strukturen wirken und wie diese konstruiert werden müssen, um sicher und effizient zu funktionieren. In der Statik analysierst Du beispielsweise die Stabilität von Behältern und Anlagen. Diese Module sind eng mit Werkstoffkunde sowie Fluide und Strömungen verbunden. Ihr Wissen wird später bei der Planung von Herstellungs- und Transportapparaten oder der Stabilitätsbeurteilung von Lebensmitteln angewendet. Hier lernst Du, Festigkeiten von Lebensmitteln zu beurteilen, und dass der Bisswiderstand der Schokolade kleiner als die Bruchkraft des Zahns sein sollte.
Dieses Modul vermittelt den Studierenden grundlegende Informatikkenntnisse, die speziell auf Anwendungen in der Lebensmitteltechnologie ausgerichtet sind. Die Studierenden lernen, wie sie computergestützte Werkzeuge und Techniken zur Lösung lebensmitteltechnologischer Probleme einsetzen können.
Grundlagen der Informatik: Einführung in die wesentlichen Konzepte und Prinzipien der Informatik, einschließlich Datenstrukturen und Algorithmen.
Dieses Modul bietet eine umfassende Einführung in die Nutzung von Computer-Aided Design (CAD) Software, speziell ausgerichtet auf Anwendungen in der Lebensmitteltechnologie. Ziel ist es, den Studierenden die Fähigkeit zu vermitteln, sowohl 2D- als auch 3D-Modelle zu erstellen, die für die Planung und Optimierung von Produktionsanlagen und -prozessen in der Lebensmittelindustrie notwendig sind.
Die Inhalte des Moduls decken die Grundlagen der CAD-Technologie ab, einschließlich der Bedienung und Anwendung der gängigen CAD-Software. Ein besonderer Fokus liegt auf der Modellierung und Simulation von Produktionsprozessen, um Effizienzsteigerungen und Optimierungen zu ermöglichen. Praxisbeispiele aus der Lebensmittelindustrie veranschaulichen den praktischen Nutzen und die Anwendungsmöglichkeiten der CAD-Technologie.
Der Unterricht besteht aus einer Kombination von Vorlesungen und praktischen Übungen, die den Studierenden ermöglichen, das theoretisch Erlernte direkt anzuwenden. Darüber hinaus wird eine Projektarbeit durchgeführt, bei der die Studierenden ein eigenes CAD-Projekt entwickeln und präsentieren. Dieses Modul ist eng mit den Bereichen Technische Mechanik und Strömungsmechanik verzahnt. Dein Wissen aus CAD und Werkstoffkunde wird in späteren Projekten angewendet, z.B. bei der Planung von Windkraftanlagen oder energieeffizienten Gebäuden.
Fluid ist der Sammelbegriff für Flüssigkeiten und Gase. Die meisten Lebensmittel werden als Fluide verarbeitet: Hierzu zählen alle flüssigen Getränke. Lebensmittel wie Quark oder Joghurt, aber auch Materialien wie Mehl, Cerealien oder Kaffeepulver, die als Feststoff in der Gasphase transportiert und verarbeitet werden. In der Vorlesung lernen Sie, welche Kräfte auf Festkörper in Fluiden wirken und welche Kräfte Fluide auf angrenzende Bauteile (z.B. Rohrleitungswände) ausüben. Es geht jedoch auch darum, die Stoffeigenschaften von Fluiden und ihr Strömungsverhalten zu beschreiben. Dies ist wichtig, wenn es um die Auslegung von Rührern oder Pumpen geht.
Mathematik ist die Grundlage jeglicher Ingenieurwissenschaften und somit auch in der Energietechnik, Lebensmitteltechnologie und Umwelttechnik. Ihre Anwendungen ziehen sich durch das gesamte Studium. Du beginnst mit Algebra, Analysis und Linearen Gleichungssystemen, bevor Du dich mit komplexeren Themen wie Differentialgleichungen, Fourier-Analysen und Statistik beschäftigst. Dieses Wissen ist essenziell, um technische Prozesse zu modellieren, Strömungen zu berechnen oder thermodynamische Prozesse zu analysieren.
Dieses Modul bildet die Grundlage für das Verständnis energetischer und chemischer Prozesse in technischen Systemen. Du lernst, wie Energie in chemischen Reaktionen gespeichert und umgewandelt wird, und untersuchen die thermodynamischen Prinzipien, die in der Lebensmitteltechnik von entscheidender Bedeutung sind. Ein Schwerpunkt liegt auf den Gesetzen der Thermodynamik: Sie erfahren, wie Energie als Wärme und Arbeit in Systemen übertragen wird und wie diese Prozesse effizient gestaltet werden können. Themen wie Enthalpie, Entropie und freie Energie helfen Dir, chemische und physikalische Vorgänge zu analysieren.
In der physikalischen Chemie tauchst Du in die molekularen Grundlagen ein und untersuchst Phasengleichgewichte, chemische Reaktionen und die Wechselwirkung von Stoffen ein. Du erfährst, wie man die verschiedenen Energiearten berechnet und bilanziert, wie man Wirkungsgrade definiert und welche Aussagen sich daraus ergeben. Du bekommst einen Eindruck, welche Wärmemengen für Lebensmittelprozesse (bspw. die UHT-Erhitzung von Milch oder der Einsatz von Dampf zur Desinfektion) notwendig sind und wie ein Kühlraum funktioniert. Hier lernst Du Größen wie Wärme, Kälte, Arbeit und Leistung kennen und berechnen. Eine wichtige Grundlage für Vorlesungen wie Wärmeübertragung oder Thermische und Chemische Verfahren.
Die Technische Mechanik vermittelt die Grundlagen für den Bau und die Stabilität technischer Systeme. Du lernst, wie Kräfte auf Strukturen wirken und wie diese konstruiert werden müssen, um sicher und effizient zu funktionieren. In der Statik analysierst Du beispielsweise die Stabilität von Behältern und Anlagen. Diese Module sind eng mit Werkstoffkunde sowie Fluide und Strömungen verbunden. Dein Wissen wird später bei der Planung von Herstellungs- und Transportapparaten oder der Stabilitätsbeurteilung von Lebensmitteln angewendet. Hier lernst Du, Festigkeiten von Lebensmitteln zu beurteilen, und dass der Bisswiderstand der Schokolade kleiner als die Bruchkraft des Zahns sein sollte.
Die organische Chemie ist ein wichtiges Grundlagenfach, das Dir ein tiefes Verständnis der Eigenschaften, Strukturen und Reaktionen von organischen Verbindungen vermittelt. Diese Verbindungen spielen eine entscheidende Rolle in der Verarbeitung und Herstellung von Lebensmitteln.
Du lernst die Grundlagen der Kohlenstoffchemie kennen, darunter Molekülstrukturen, funktionelle Gruppen und Reaktionsmechanismen. Ein Schwerpunkt liegt auf den organischen Verbindungen, die in der Lebensmitteltechnik relevant sind, wie Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ester oder Polymere. Zudem erfährst Du, wie organische Substanzen in biochemischen Prozessen oder in der Herstellung, Verarbeitung und Haltbarkeit von Lebensmitten genutzt werden können.
Durch Laborübungen erprobst Du die Synthese und Analyse organischer Verbindungen. Du untersuchst beispielsweise die Eigenschaften von Grundstoffen in der Lebensmittelindustrie, die chemische Umwandlung in Lebensmitteln. Dieses Modul legt die Grundlage für die Entwicklung umweltfreundlicher und nachhaltiger Lebensmittel und deren Herstellungsprozessen.
Speziell bei einem Naturprodukt wie Lebensmitteln unterliegt jeder Messwert Schwankungen – nichts kann wirklich auf den Punkt genau gemessen und festgelegt werden. Keine Konzentrationsangabe bezüglich Inhaltsstoffe kann bei zig Packungen immer exakt erreicht werden.
Wann ist ein Messwert signifikant? Wann können wir auf der Basis von Laborergebnissen oder Marktdaten wirklich Schlussfolgerungen ziehen und in die Optimierung unserer Prozesse einsteigen?
Mit Hilfe der Statistik können solche Fragestellungen geklärt werden. Die Methodik wird in diesem Modul auf zahlreiche Beispiele im Produktionsumfeld angewandt - eine wichtige Voraussetzung, u.a. für die Module Qualitätsmanagement und Mechanische Verfahren.
Mikroorganismen und ihre Stoffwechselprodukte sind eine Hauptursache für den unerwünschten Verderb von Lebensmitteln. Die Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen führen zu sensorischen Veränderungen (Geruch, Geschmack, Farbe) im Lebensmittel, die wir als unangenehm wahrnehmen. Mikroorganismen produzieren jedoch auch für uns gesundheitlich bedenkliche Toxine (z.B. Aflatoxin bei Schimmelpilzen) oder vermehren sich in unserem Körper weiter, wodurch wir krank werden können (z.B. Salmonellen). Aufgabe der Hygiene ist es, das Wachstum von Mikroorganismen einzudämmen und dem Verderb vorzubeugen. Hierzu können thermische und chemische Verfahren am Produkt selbst eingesetzt werden. Hygiene beinhaltet aber auch die Anwendung von geeigneten Reinigungsverfahren bei Apparaten und Maschinen. Du lernst die verschiedenen Mikroorganismen sowie die Inaktivierungs-, Desinfektion- und Reinigungstechnogien kennen. Im Labor lernst Du, wie man Mikroorganismenkonzentrationen ermittelt und die beteiligten Stämme analysieren kann.
Was ist Milch? Was darf Milch heißen und was wird als Milch wahrgenommen, auch wenn es eigentlich ein Ersatzprodukt ist? Verbraucher haben oft genaue Erwartungshaltungen, was sich hinter Produkten und deren Namen verbirgt. Der Handel muss diese Erwartungen erfüllen. Ebenso definiert der Gesetzgeber aus dieser Erwartungshaltung, welche Produkte wie benannt werden dürfen und welche Qualitätsvorgaben einzuhalten sind. In diesem Modul erhältst Du einen Überblick über die vielfältigen Produkte des Lebensmittelhandels. Du lernst die lebensmittelrechtlichen Vorgaben kennen – von den Produktdefinitionen über die Deklarationsanforderungen auf der Verpackung bis hin zu den Werbeversprechen, die Lebensmittelproduzenten abgeben dürfen (oder auch nicht abgeben dürfen).
Dieses Modul vermittelt Dir die Grundlagen der Steuerung und Regelung technischer Systeme – zwei unverzichtbare Disziplinen für die moderne Lebensmittelproduktion. Du lernst, wie Prozesse in Verarbeitungslinien überwacht, gesteuert und optimiert werden können, um eine effiziente und stabile Funktionsweise zu gewährleisten. In der Steuerungstechnik liegt der Fokus auf der Entwicklung von Steuerungssystemen, die nach festgelegten Regeln arbeiten. Du beschäftigst dich mit speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), Logiksteuerungen und deren Einsatz im Produktionsprozess. Die Regelungstechnik erweitert diesen Ansatz und befasst sich mit dynamischen Prozessen. Du lernst, wie Systeme kontinuierlich auf Veränderungen reagieren, um Sollwerte zu halten – beispielsweise bei der Temperaturregelung in Backöfen, der Drehzahlregelung von Rühren oder der Durchflussregelung in Abfüllanlagen. Themen wie Regelkreis-Analyse, PID-Regler und Stabilität von Systemen sind zentrale Bestandteile.
In der Wärmeübertragung lernst Du, wie thermische Energie in Systemen fließt und wie diese Prozesse optimiert werden können. Du untersuchst, wie Wärme in Lebensmittel hinein- oder heraus transportiert wird und welche Temperaturverteilung sich einstellt. Temperaturprofile sind entscheidend für die sensorische und hygienische Qualität von Lebensmitteln. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der nachhaltigen Nutzung von Wärme, z.B. durch Abwärmenutzung oder die Integration von Solarthermie in die Prozesstechnik.
In diesem Aufbau-Modul vertiefst Du Dein Wissen über die physikalisch-chemischen und thermodynamischen Prinzipien aus dem ersten Modul. Der Fokus liegt auf komplexeren Anwendungen in der Lebensmitteltechnik. Die physikalische Chemie beschreibt das thermophysikalische Verhalten von Stoffen. In diesem Modul stehen Stoffmischungen und chemische Reaktionen im Vordergrund. Du lernst die Größe Wasseraktivität kennen, die eine zentrale Rolle in der Haltbarkeit von Lebensmitteln einnimmt. Du erfährst, wann Lebensmittel zum Austrocknen neigen und wie durch Modifikation der Lageratmosphäre die Haltbarkeit gesteigert werden kann. Die physikalische Chemie und Thermodynamik liefert die Grundlagen für das Modul Thermische und Chemische Verfahren, in dem Du Apparate wie Trockner oder Destillationskolonnen näher kennenlernen. Dieses Modul ist eng verzahnt mit Wärmeübertragung und dem Lebensmitteltechnischen Labor. Es bereitet Dich darauf vor, komplexe technische Herausforderungen nachhaltig und effizient zu lösen.
In der Vorlesung BWL erfährst Du, welche Unternehmensformen es gibt und wie diese Unternehmen aufgebaut sind. Du lernst wie die Wirtschaftlichkeit von Investitionen zu bewerten sind, wie man eine Bedarfsplanung macht und wie das Controlling funktioniert. In der Vorlesung Wirtschaftsrecht erfährst Du, welche Verpflichtungen Arbeitgeber und Arbeitnehmer haben, was bei der Produkthaftung zu beachten ist und was ein Kaufvertrag beinhalten sollte. Kenntnisse und Kompetenzen die wichtig sind – vor allem bei Führungsaufgaben in der Firma. Oder vielleicht willst Du auch selbst einmal unternehmerisch aktiv werden!
Viele Verfahren in der Lebensmitteltechnologie basieren auf verfahrenstechnischen Grundoperationen, die in der Vorlesung Mechanische Verfahren und Thermische und Chemische Verfahren erläutert werden. Es gibt aber auch spezielle Technologien, die nicht ganz eindeutig diesen Grundoperationen zuzuordnen sind. Dazu gehört z.B. das Pasteurisieren oder Gefriertrocknen, die Speiseeiserzeugung oder Fleischverarbeitung. Meist werden hier mehrere Verfahrensschritte benötigt oder es laufen mehrere Prozesse (Inaktivierung von Mikroorganismen, Reaktion, Stoffabtrennung) gleichzeitig ab. In diesem Modul werden einzelne ausgewählte und in der Lebensmitteltechnik wichtige Prozesse nochmals vertieft behandelt.
Anlagen im Bereich der Umwelttechnik und Lebensmittelverarbeitung werden aus Einzelprozessen (process units) aufgebaut, die wiederum in unterschiedlichen Kombinationen dann die Gesamtanlage bilden. In der Summe wird so das Gesamtziel der Aufbereitung oder Verarbeitung, z.B. ein sauberes Trinkwasser, ein gereinigtes Abwasser oder ein Lebensmittelprodukt erreicht. Die thermische Verfahrenstechnik stellt Methoden zur Verfügung, um Stoffe und Stoffmischungen durch Temperatur- oder Druckänderungen zu verändern bzw. um Stoffe abzutrennen. Dazu zählen Verfahren wie das Trocknen, das Destillieren, die Adsorption und Absorption sowie einzelne Membranverfahren wie z.B. die Umkehrosmose. Du lernst, wie man die Prozesse zur Herstellung von alkoholfreiem Bier, zur Gewinnung von Aromastoffen oder zur Produktion von Instantkaffeepulver auslegt und betreibt. Die chemische Verfahrenstechnik beschäftigt sich mit der großtechnischen Durchführung von chemischen Reaktionen – diese kommen z.B. bei der Modifizierung von Fetten oder beim Blanchieren von Gemüse zum Einsatz. Häufig nutzt man hierzu auch Enzyme oder Mikroorganismen (Joghurt, Käse).
Die Verfahrenstechnik als Ingenieurwissenschaft beschäftigt sich mit der technischen Ausgestaltung von Prozessen, in denen Stoffe verändert werden. Diese Veränderungen können durch mechanische Einwirkungen, thermische Vorgänge oder chemische bzw. biochemische Reaktionen herbeigeführt werden. Die Mechanische Verfahrenstechnik bezieht sich auf jene Verfahren, bei denen mechanische Einflüsse eingesetzt werden, um physische Größen zu ändern. Sie umfasst Trennverfahren wie Filtern, Sieben, Zentrifugieren, aber auch Mischen. Dabei betrachtet man die Veränderung von Stoffeigenschaften (z. B. Partikelgröße) und Stoffzusammensetzung (Konzentration) durch mechanische Einwirkungen.
Managementsysteme werden in der Wirtschaft eingesetzt, um Abläufe zu standardisieren. Sie stellen sicher, dass Reaktionen auf auftretende Probleme nicht willkürlich, sondern nach zuvor durchdachten Prozessen abgearbeitet werden. Im Lebensmittelbereich spielt die Qualität des Produkts eine entscheidende Rolle. Welche Reaktion erzeugt die Überschreitung eines Qualitätsparameters im Labor? Wie wird mit einer Kundenreklamation verfahren? Wie werden Ideen von Mitarbeitern umgesetzt? Für alle diese Fragestellungen müssen Prozeduren definiert werden – ein Qualitätsmanagementsystem legt solche Prozeduren und die Personen, die hierfür verantwortlich sind fest. In ähnlicher Art und Weise gibt es auch Managementsysteme für andere Zielgrößen in einer Firma – z.B. der Reduzierung des Energieverbrauchs oder der Minimierung von schädlichen Umweltauswirkungen.
Lebensmittel müssen vom meist landwirtschaftlichen Erzeuger zum Verarbeiter transportiert werden. Dort wiederum kommen zahlreiche Prozesse zum Einsatz, die wiederum einen betriebsinternen Warentransport (Intralogistik) erforderlich machen. Am Ende erfolgt ein Transport in den Handel und von da zum Verbraucher. Unter all diesen Prozessen darf die Qualität der Produkte nicht leiden, was insbesondere bei den hohen hygienischen Anforderungen im Lebensmittelbereich eine Herausforderung ist. In diesem Modul werden die Transporttechnologien (speziell auch Kühlkette), die Verpackungswerkstoffe und Verpackungstechnologien (z.B. aseptisches Verpacken) behandelt.
Die Projektarbeit ist eine wichtige Etappe im Studium, bei der Du Dein Wissen aus den vorhergehenden Modulen praktisch anwenden können. Du arbeitest an einer konkreten Aufgabenstellung, die oft aus der Praxis stammt, und entwickelst innovative Lösungen im Bereich der Umwelttechnik.
Die Themen der Projektarbeit sind vielfältig und umfassen zum Beispiel:
Lebensmittelsicherheit und -qualität
Verarbeitungstechnologien
Innovative Lebensmittelprodukte
Nachhaltigkeit in der Lebensmittelproduktion
Lebensmittelchemie und -analyse
Ernährung und Gesundheit
Verpackungstechnologien
Während der Projektarbeit lernst Du, in Teams zu arbeiten, technische Probleme zu analysieren und Ihre Ergebnisse professionell zu dokumentieren und zu präsentieren. Die Projektarbeit bereitet Dich ideal auf die Bachelorarbeit vor, da Du hier bereits tiefergehende Forschung und Entwicklungsarbeiten leistest.
Die Wahlpflichtfächer dienen der Profilierung des Lebensmitteltechnologen. Sie müssen aus dem Katalog der im folgenden gelisteten Module gewählt werden. Diese Liste wird um aktuelle Themen laufend erweitert und angepasst!