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Multiprozessanlage So werden Feinstvermahlung und High-End-Windsichtung kombiniert

| Autor / Redakteur: Markus Eggenmüller / Sabine Mühlenkamp

Wenn ein Verfahren nicht genügt, müssen mehrere miteinander kombiniert werden. So geschehen bei einem Prozess, der eine verfahrenstechnische Lösung für die Proteinanreicherung bei pflanzlichen Mehlen bietet. Diese kombiniert Feinstvermahlung und High-End-Windsichtung.

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Die Multiprozessanlage ermöglicht Versuche innerhalb der kompletten Verarbeitungskette.
Die Multiprozessanlage ermöglicht Versuche innerhalb der kompletten Verarbeitungskette.
(Bild: Hosokawa)

Die steigende Nachfrage nach pflanzlichem Protein in den vergangenen 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.

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 das Unternehmen die Trockenfraktionierung durch Vermahlung und Windsichtung mit sehr großem Potenzial. „Wir arbeiten 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.

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Kombination von Vermahlung und Windsichtung

Die Entscheidung fiel auf die Multiprozessanlage von Hosokawa Alpine. Diese kombiniert Feinstvermahlung und High-End-Windsichtung, um aus diversen Hülsenfruchtmehlen, beispielsweise aus Ackerbohnen, Erbsen oder Linsen, Proteine anzureichern.

Die Produktionsanlage im Labormaßstab bietet alle Möglichkeiten der Verarbeitung im gesamten trockenen Prozess: Entschälung der Rohstoffe, Grob- bis Feinstvermahlung bis in den μm-Bereich sowie präzise Windsichtung des vermahlenen Mehls. Ergänzt wird die Multiprozessanlage durch einen Zick-Zack-Sichter. Zusammen mit einer Fließbett-Gegenstrahlmühle, einer Sichtermühle, einer Feinprallmühle und einem hochpräzisen Windsichte wird die Anlage damit zum Allrounder im Proteinverschiebungsprozess.

Im ersten Schritt der Proteinverschiebung erfolgt eine Schälung der angebrochenen Hülsenfrüchte mithilfe 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, stellt dies kein Problem mehr dar. Die Mühle sorgt für eine klare Oberkorngrenze im Mahlprozess. Die Auftrennung von Protein und Stärke in Hülsenfruchtmehlen ist dank 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. Der Prozess benötigt kein Wasser und verbraucht nur wenig Energie.

Breite Auswahl an Prozessequipment

Die im Labormaßstab gebauten Maschinen können schnell am System-Korpus ausgetauscht werden. Eine große Auswahl an Ausstattungen, wie Stiftscheiben, Plattenschläger, Düsen und Sichterräder, stellt das Testen verschiedenster Maschineneinstellungen zur Findung kundenspezifischer Prozesslösungen sicher. Da alle Maschinen des Augsburger Unternehmens selbst entwickelt, produziert und montiert werden, gibt die Multiprozessanlage eine gute Einschätzung für den späteren Produktionsprozess. Sind die richtigen Einstellungen gefunden, präsentiert das Testcenter der Hosokawa Alpine einen realisierbaren Scale-up im Industriemaßstab. Dort können Versuche auf größeren Produktionsmaschinen mit einer Durchsatzleistung von bis zu mehreren hundert Kilogramm pro Stunde durchgeführt werden.

Zusammenarbeit für zukünftige Herausforderungen

Die nachhaltige Deckung des weltweiten Bedarfs an Protein gilt als Herausforderung, die beidseitig von Industrie und Forschung gemeistert werden muss. Aus diesem Grund werden Kooperationen immer wichtiger, um Wissenschaft und Maschinenbau zu verbinden. „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.“

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