Multiprozessanlage für Proteinanreicherung

IMPROVE erforscht Proteinanreicherungsverfahren

Die gesamte Verarbeitungskette flexibel mit Multiprozessanlage testen

Die steigende Nachfrage nach pflanzlichem Protein in den letzten Jahren bringt Industrie und Forschung dazu, gemeinsam neue und nachhaltige Lebensmittelsysteme zu entwickeln. Im Fokus stehen dabei Proteine aus Getreide, Hülsenfrüchten, Algen oder Pilzen. Sie haben einen geringeren Einfluss auf die Umwelt, als tierische Proteinquellen und ihre Anwendung ist vielseitig.

IMPROVE arbeitet mit einer Vielzahl an Materialien für Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen.
Unsere Anforderung war ein Verfahren, welches mit herkömmlichen Lebensmittelpraktiken kompatibel ist.
Denis Chereau, CEO von IMPROVE

Eine Stunde nördlich von Paris, in Amiens, befindet sich das Forschungs- und Entwicklungszentrum der Firma IMPROVE Innov. Als Dienstleister unterstützt es über 300 Lebensmittelproduzenten weltweit bei der Entwicklung neuer Lebensmittelsysteme, um wechselnden Kundenanforderungen gerecht zu werden. Die Kernkompetenzen im Bereich Proteine reichen von deren Verarbeitung im Trocken-, über den Nassprozess bis hin zur Analyse der Produkteigenschaften wie Zusammensetzung, Verdauung, Partikelcharakteristika und Funktionalität.

Das Rohstoffportfolio ist dabei groß: Getreide, Hülsenfrüchte, Ölsaaten, Co-Produkte der Futter- und Lebensmittelindustrie, Algen, Insekten und Mikroorganismen. Auf der Suche nach einem Verfahren zur Proteinanreicherung bei diversen pflanzlichen Mehlen bewertete IMPROVE die Trockenfraktionierung durch Vermahlung und Windsichtung mit sehr großem Potenzial.

Hosokawa Alpine Multiprozessanlage ermöglicht Versuche innerhalb der kompletten Verarbeitungskette

„IMPROVE arbeitet mit einer Vielzahl an Materialien für Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen. Unsere Anforderung war ein Verfahren, welches mit herkömmlichen Lebensmittelpraktiken kompatibel ist”, erklärt Denis Chereau, CEO von IMPROVE. Aus diesem Grund fiel die Entscheidung auf die Multiprozessanlage von Hosokawa Alpine. Der im bayrischen Augsburg ansässige Maschinenbauer, mit japanischem Mutterkonzern in Osaka, bietet als Weltmarktführer in Pulverhandling und trockener Pulververarbeitung die verfahrenstechnische Lösung für die Forschung und Entwicklung: Eine Kombination aus Feinstvermahlung und high-end Windsichtung zur Anreicherung von diversen Hülsenfruchtmehlen, beispielsweise aus Ackerbohnen, Erbsen oder Linsen.

Die Produktionsanlage im Labormaßstab stellt die Möglichkeiten der Verarbeitung im gesamten trockenen Prozess dar: Entschälung der Rohstoffe, Grob- bis Feinstvermahlung bis in den µm-Bereich sowie präzise Windsichtung des vermahlenen Mehls. Ergänzt durch einen Zick-Zack Sichter wird die Multiprozessanlage, bestehend aus einer Fließbett-Gegenstrahlmühle, einer Sichtermühle, einer Feinprallmühle und einem hochpräzisen Windsichter, zum Allrounder im Proteinverschiebungsprozess für Forschung und Entwicklung.

Im ersten Schritt der Proteinverschiebung erfolgt eine Schälung der angebrochenen Hülsenfrüchte mit Hilfe des Zick-Zack Sichters durch einfache Windsichtung. Danach werden die geschälten Hülsenfrüchte mit der Feinprallmühle UPZ zu einem feinen Mehl vermahlen.

Die größte Herausforderung im Proteinverschiebungsprozess folgt in den nächsten beiden Schritten: Die im Mehl vorhandenen Agglomerate aus Protein und Stärke müssen durch eine milde Vermahlung so aufgetrennt werden, dass die dabei frei werdenden Stärkepartikel nicht zerstört werden.

Mit der Sichtermühle ZPS, einer Kombination aus Feinprallmühle und dynamischem Sichter, kein Problem mehr. Die Mühle stellt eine klare Oberkorngrenze im Mahlprozess sicher.

Die Auftrennung von Protein und Stärke in Hülsenfruchtmehlen ist durch eine hochpräzise Windsichtertechnologie mit dem Alpine Turboplex Windsichter ATP möglich. Endprodukte sind eine proteinreiche Fraktion und eine stärkereiche Fraktion. Für verschiedenste Materialien können Proteingehalte von bis zu 65% mit 30% Auszug erreicht werden. Das tolle daran: alles in einem nachhaltigen, umweltschonenden Prozess ohne Wasser- und mit geringem Energieverbrauch.

Multiprozessanlage bei IMPROVE — Installierte Multiprozessanlage im Protein Center von IMPROVE.

Die Multiprozessanlage ist das passende Instrument, um die bestmögliche Lösung für nachhaltige,
pflanzenbasierte und proteinreiche Lebensmittelinhaltsstoffe zu entwickeln.
Denis Chereau, CEO von IMPROVE

Die im Labormaßstab gebauten Maschinen können schnell am System-Korpus ausgetauscht werden. Eine große Auswahl an Ausstattungsmöglichkeiten, wie verschiedene Stiftscheiben, Plattenschläger, Düsen und Sichterräder, stellt das Testen verschiedenster Maschineneinstellungen zur Findung kundenspezifischer Prozesslösungen sicher.

Da alle Maschinen von Hosokawa Alpine selbst entwickelt, produziert und montiert werden, gibt die Multiprozessanlage eine gute Einschätzung für den späteren Produktionsprozess.

Sind die richtigen Einstellungen gefunden, präsentiert das Test Center der Hosokawa Alpine in Augsburg einen realisierbaren Scale-up im Industriemaßstab. Dort können Versuche auf größeren Produktionsmaschinen mit einer Durchsatzleistung von bis zu mehreren hundert Kilo pro Stunde durchgeführt werden.

Wissenschaft und Industrie: Zusammenarbeit für zukünftige Herausforderungen

Als Herausforderung in der Zukunft ist die nachhaltige Deckung des weltweiten Bedarfs an Protein eine Hürde, die beidseitig von Industrie und Forschung gemeistert werden muss. Aus diesem Grund werden Kooperationen immer wichtiger, um beispielsweise Wissenschaft und Maschinenbau zu verbinden.

„Hosokawa Alpine ist eine sehr professionelle Organisation und wir sind sicher, dass IMPROVE und Hosokawa Alpine in Zukunft weiter eng zusammenarbeiten werden um mit unseren Kunden neue Prozesse zu entwickeln”, erklärt Denis Chereau. “Die Multiprozessanlage ist das passende Instrument, um die bestmögliche Lösung für nachhaltige, pflanzenbasierte und proteinreiche Lebensmittelinhaltsstoffe zu entwickeln.”