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04 Feb 2020

Wärmebehandlung macht’s möglich: Clean Labelling

Immer mehr Verbraucher entscheiden sich für Lebensmittel, die keine E-Nummern enthalten - Zusatzstoffe, die von der Verarbeitungsindustrie zur Herstellung von Lebensmitteln mit den gewünschten Eigenschaften verwendet werden. Mit dem CPD Trockner/Mischer bietet Hosokawa Micron einen Reaktor an, der pulverförmigen Lebensmitteln durch eine spezielle Wärmebehandlung die gewünschten Eigenschaften verleihen kann, ohne dass Zusatzstoffe benötigt werden.

Alle Additive, die in Europa als E-Nummern zugelassen sind, werden sorgfältig geprüft, bevor sie in den Verkehr gebracht werden. Eine solche E-Nummer ist beispielsweise auch Sauerstoff, weshalb es quasi unmöglich ist, E-Nummern gänzlich zu vermeiden...! Dennoch gibt es bei Verbrauchern einen eindeutigen Trend hin zu sogenannten Clean Label Produkten, d.h. Lebensmitteln, die keine E-Nummern enthalten. Wenn die Verbraucher zwischen zwei Produkten gleicher Qualität wählen können, von denen eines E-Nummern enthält und das andere keine, entscheiden sie sich definitiv für dasjenige ohne.

„Wenn Hersteller den Zusatz von E-Nummern vermeiden oder reduzieren wollen, müssen sie die Eigenschaften ihrer Inhaltsstoffe ändern, um das gewünschte Endergebnis zu erzielen“, so Daan Goris, Team Manager Food bei Hosokawa Micron in Doetinchem. „Zu diesen Produktmerkmalen zählen Quellung, Viskosität, Farbe, Geschmack, Haltbarkeit und alle möglichen anderen Aspekte. Mit Additiven kann ein Hersteller eine Reaktion in einem Produkt erzeugen, aber ein thermischer Prozess in Kombination mit Druck oder Vakuum kann in vielen Fällen genauso gut funktionieren. Das Ergebnis ist das gleiche, nur der Ansatz ist ein anderer.“

Ein Nachteil ist, dass ein thermischer Prozess mehr Energie verbraucht als der Einsatz von Additiven. Goris führt aus: „Der CPD verbraucht jedoch weniger Energie als viele konventionelle Technologien, und der Prozess lässt sich relativ einfach und sehr effektiv steuern. Zwar kann es bei einem Prozess unter Verwendung von Vakuum, Hochdruck und Dampf recht „lebhaft“ zugehen, aber der CPD Reaktor ist äußerst robust ausgelegt und die Wartungsrisiken sind minimal. Wenn also Investitionen in neue Anlagen anstehen, entscheiden sich heutzutage viele Kunden für eine Lösung, mit der sie Clean Label Produkte herstellen können.”

Konischer Paddeltrockner
Im Mittelpunkt eines solchen Prozesses steht die Auswahl der richtigen Kombination fein abgestimmter Verarbeitungsparameter wie Temperatur, Druck, Mischgeschwindigkeit, Mischzeit, Sauerstoffgehalt und Luftfeuchtigkeit. Goris erklärt: „Die richtigen Einstellungen sind äußerst wichtig, da Abweichungen die Produktqualität beeinflussen. Sobald der Kunde die optimalen Einstellungen gefunden hat, kann er im Reaktor eine ganze Reihe verschiedener Pulver in verschiedenen Phasen behandeln und verarbeiten.“ Goris möchte an dieser Stelle keine spezifischen Produkte oder Anwendungen benennen, da sonst einige der Hersteller und Lieferanten identifiziert werden könnten, die mit Hosokawa an dieser Entwicklung zusammengearbeitet haben.

Der neueste Reaktor von Hosokawa Micron ist der konische Paddeltrockner (CPD). Wie der Name schon sagt, handelt es sich um einen Trockner mit konisch geformtem Behälter und zentral gelagertem Paddelrotor. Die Rotorblätter sind geometrisch so konstruiert, dass sie das Produkt so schnell wie möglich mischen/erwärmen, nachdem unter hohem Druck Dampf für die Wärmebehandlung eingespritzt wurde. Goris führt aus: „Wir bauen jeden CPD nach Kundenspezifikationen. Das Reaktorvolumen kann nur fünf Liter oder bis zu 20.000 Liter betragen, und auch die Druck- und Temperaturbereiche sind sehr breit gefächert. Unser Maximum lag früher bei 150°C als Standard, aber wir haben dieses Niveau kürzlich noch weiter angehoben. Mit Drücken von bis zu 6 bar und Temperaturen von bis zu 300°C decken wir heute alle denkbaren Prozesse ab.“

Der konische Paddeltrockner eignet sich für vielzählige Batchprozesse. „Eine große Anzahl an Verarbeitungsparametern lässt sich ganz einfach ändern. Die meisten Kunden nutzen den CPD für verschiedene Produkte. Sie verarbeiten manchmal sogar aufeinanderfolgende Chargen desselben Produkts mit unterschiedlichen Formulierungen.“

Erst testen, dann kaufen
„Wenn Hersteller der Meinung sind, dass die Wärmebehandlung eine gute Lösung für ihr Produkt sein könnte, können sie jederzeit eine Charge dieses Produkts in unser Versuchszentrum in den Niederlanden bringen. Unser Motto lautet: Erst testen, dann kaufen. Es ist sehr wichtig, dass der Kunde vorab herausfinden kann, welche Maßstabs- und Verarbeitungsparameter erforderlich sind, um die gewünschte Produktqualität zu erzielen.“

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04 Feb 2020

Lösungen von Hosokawa unterstützen den Trend zur Insektenverarbeitung

Angesichts der zunehmenden Verknappung der natürlichen Ressourcen unseres Planeten sucht die Menschheit dringend nach nachhaltigeren Methoden, um eine langfristige Nahrungsversorgung der stetig wachsenden Weltbevölkerung sicherzustellen. Insekten sind schon seit langem als proteinreiche Nahrungsquelle anerkannt, und sie belasten die Umwelt weit weniger als andere Tiere, die herkömmlicherweise für den Fleischverzehr gezüchtet werden. Nicht umsonst verzeichnet der Verfahrenstechnik-Experte Hosokawa Micron daher schon seit längerem eine zunehmende Nachfrage nach Insektenverarbeitungsanlagen.

So beobachtet auch Ashwin Jagmohan, Anwendungstechniker für Lebensmittel bei Hosokawa Micron, ein steigendes Interesse an den Misch- und Trocknungsanlagen des Unternehmens für insektenspezifische Anwendungen. „Bei einem immer größeren Prozentsatz der bei uns eingehenden Anfragen zu Lebens- und Futtermitteln geht es um die Verarbeitung von Insekten wie zum Beispiel schwarzen Soldatenfliegenlarven, Mehlwürmer und Grillen", erklärt er. „Ein weiterer interessanter Aspekt ist das Trocknen und Mahlen von Abfallströmen wie z.B. Fischköpfen im Sinne der sich immer stärker durchsetzenden Denkweise ‚Cradle-to-Cradle-' (C2C), also ‚von der Wiege zur Wiege'. Bei Hosokawa bieten wir unseren Kunden dank unserer innovativen Pulvertechnologie die ideale Lösung für solche Zwecke. Unser Drymeister (DMR-H) Flash-Trockner wird auf der ganzen Welt eingesetzt, um Produkte wie Maisfasern, Weizengluten, Stärke, Garnelen, Krill usw. in ein hochwertiges Proteinpulver zu verwandeln - und er ist auch bestens geeignet, um Insekten und Nebenprodukte entsprechend zu verarbeiten.

Trocknen, Mahlen und Sichten in ein- und demselben Gerät
Der Drymeister vereint das Trocknen, Mahlen und Sichten in nur einem effizienten und kontinuierlichen Prozessschritt. Das Ausgangsmaterial wird in den Mahl- und Trocknerbereich im Hauptteil des Trockners eingebracht. Der Drymeister kann verschiedenste Arten von Nassprodukten verarbeiten, angefangen bei Schlämmen über Pasten bis hin zu ganzen Insekten. Der Mahlrotor dispergiert das Nassmaterial in feine Partikel, die in der Mahlkammer durch heißes, temperiertes Gas fluidisiert werden. Das Trocknersystem wird durch den Abluftventilator unter leichtem Unterdruck gehalten und die Produktoberfläche vergrößert, so dass die im Material enthaltene Feuchtigkeit sofort verdampft. Der Gasstrom transportiert die Partikel dann zum oberen Teil des Trockners, wo ein Sichterrad die Partikel nach Größe sortiert. Anschließend werden die Partikel mit der Abluft zu einem Pulver-Luft-Abscheidersystem wie einem Zyklon oder Impuls-Luftfilter befördert.
Neue Herausforderungen bewältigen

Insekten sind in nassem Zustand aufgrund ihrer schlechten Fließeigenschaften und Kohäsionseigenschaften nur schwer zu verarbeiten und zudem temperaturempfindlich. Der DMR-H meistert diese Herausforderungen jedoch spielend. „Der Drymeister wurde entwickelt, um hochfeuchtes Material in Sekundenschnelle effektiv zu trocknen, ohne die enthaltenen empfindlichen Proteine zu schädigen. Das System arbeitet mit einer hohen Lufteintrittstemperatur von bis zu 300°C, wobei die Feststoffe aber tatsächlich auf nicht mehr als 90°C erwärmt werden und die eingebrachte Energie primär zum Verdampfen des Wassers genutzt wird, so dass die Nährstoffe und alle positiven Produkteigenschaften erhalten bleiben", erläutert Ashwin. Der Drymeister besticht außerdem durch seine hohe Flexibilität: „Viele verschiedene Prozessparametereinstellungen können individuell angepasst werden, um die optimale Partikelgröße und den optimalen Feuchtigkeitsgehalt zu erzielen - so z.B. die Drehzahl der Mahlscheibe und des Sichtrads, die Vorschubgeschwindigkeit, die Lufttemperatur und der Luftstrom. Auf Wunsch produzieren wir Feinpulver mit einem Feuchtegehalt von nur 0,5% im Endprodukt".

Energieeffizienz
„Thermische Trocknungsprozesse verbrauchen grundsätzlich viel Energie. Zwar ist unser Drymeister ohnehin äußerst energieeffizient in der Anwendung, aber wir zielen bei allen von uns angebotenen Prozessanlagen auf maximale Energieeinsparung ab", führt der Anwendungstechniker weiter aus. „Durch unsere Methode der Energieeinsparung sind wir zum Beispiel in der Lage, die Zuluft mit Hilfe der Abluft in einem geschlossenen Regelkreis vorzuwärmen. Darüber hinaus verwenden wir effektive Dämmstoffe und können so eine enorme Energierückgewinnung sicherstellen."

Ein weiterer Vorteil des Drymeisters ist seine geringe Stellfläche - er ist rund 75% kleiner als handelsübliche Ringtrockner oder Sprühtrockner. Darüber hinaus zeichnet sich der Drymeister durch seine gute Zugänglichkeit für Reinigungs-, Inspektions- und Wartungszwecke aus.

Mischen
Insektenzüchter müssen bei ihren Produkten bestimmte Qualitätskriterien erfüllen. Die Qualität der Insektenernten schwankt jedoch mitunter z.B. aufgrund saisonaler Einflüsse, so dass jede Ernte über eine andere Größe, Nährstoffqualität usw. verfügt. „Mit unserer Batch-Mischtechnologie können Insektenzüchter daher mehrere Insektenchargen mischen, um ein einheitliches Gesamtqualitätsniveau zu gewährleisten", erläutert Ashwin. „Zudem können alle unsere konischen Paddelmischer (CPM) und Nauta®-Mischer mit einem Flüssigkeitseinspritzsystem ausgestattet werden. Dies ist perfekt für die Zugabe von Aromen, Farbstoffen oder Ölen während des Mischvorgangs. So können unsere Kunden Pulver mit Pulver oder Pulver mit Flüssigkeit für alle Arten von insektenbasierten Produkten mischen, die für die weitere Verarbeitung benötigt werden".

Hausinterne Tests
Alle potenziellen insektenbasierten Anwendungen werden im hauseigenen Versuchszentrum von Hosokawa auf Herz und Nieren geprüft, das in Bezug auf Größe und Vielfalt einzigartig in Europa ist. „Um die erforderlichen Leistungsgarantien zu erbringen, testen wir sämtliche insektenbasierten Anwendungen auf unserem kleinsten Drymeister, dem DMR-1, um sicherzustellen, dass in der Praxis alles einwandfrei funktioniert", ergänzt Ashwin. „Wir führen die Versuche immer in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden durch. Im Versuchsverlauf passen wir die verschiedenen Parameter so lange an, bis wir einen Sollwert erreichen, der einen stabilen Betrieb gewährleistet, d.h. einen reibungslosen Prozess mit zuverlässigem, konstantem Ein- und Ausgangsdurchfluss, minimalem Energieverbrauch und einheitlichem Endprodukt. Die Ergebnisse der verschiedenen Testdurchläufe teilen wir unseren Kunden in einem Prüfbericht mit. Wir legen auch dar, was in Bezug auf Feinheit und Feuchtegehalt passiert, wenn wir ein Produkt über dem Sollwert verarbeiten und aufs Ganze gehen. Auch wenn dies vielleicht für das betreffende Projekt nicht relevant ist, können hieraus doch innovative Ideen für zukünftige Anwendungen entstehen."

Zukunftsausblick
„Wir haben in diesem Jahr einen starken Anstieg bei Anfragen zur Verarbeitung von insektenbasierten Produkten erlebt", fährt Ashwin fort. „Wir haben diverse erfolgreiche Versuchsreihen durchgeführt und sind davon überzeugt, dass unsere Maschinen schon bald auch in diesem neuen Sektor in realen Produktionsumgebungen zum Einsatz kommen werden. Insekten werden in anderen Kulturen schon seit Jahrhunderten verzehrt, und der Verzehr von Insekten als nachhaltige Proteinquelle - ob nun im Ganzen oder in verarbeiteter Form - im Rahmen der westlichen Ernährung könnte ein Schritt in die richtige Richtung sein. Erfreulicherweise setzt sich dieser Trend auch bei uns mehr und mehr durch, und Hosokawa Micron ist stolz darauf, Verarbeitungsanlagen anzubieten, die genau auf diese Bedürfnisse zugeschnitten sind", so Ashwin abschließend.

Benötigen Sie Hilfe bei der Prozessgestaltung?
Lassen Sie sich von Hosokawa Micron, dem Spezialisten für Lebensmittelverarbeitung, Trocknungs- und Mischtechnologie, beraten. Profitieren auch Sie von dem enormen Wachstum auf dem Markt für Insektenproteine. Unsere Versuchsanlagen in den Niederlanden bieten großartige Möglichkeiten, Maschinen, Parameter und Prozessabläufe sowohl im Pilot- als auch im Produktionsmaßstab zu testen. Sichern Sie sich und Ihrem Unternehmen eine maximale Kapitalrendite durch höchste Produktqualität und Betriebseffizienz.
Die Durchführung von Tests ist eine Grundvoraussetzung für alle erfolgreichen Produkte und Prozesse. Unser Entwicklungsteam steht Ihnen bei der Konzipierung neuer Prozesse und Anwendungen jederzeit gerne mit Rat und Tat zur Seite. Wir können Tests sowohl im Labor- als auch im Produktionsmaßstab durchführen und verfügen zudem über diverse Leihgeräte.

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