Für die Produktion von Fleischalternativen wie pflanzlichen Burgerpatties und Geschnetzeltem bilden überwiegend Hülsenfrüchte, Getreide, Soja oder Ölsaaten die Grundlage. In einem vorgelagerten Prozess wird aus diesen Proteinrohstoffen ein vor-gemischtes Pulver erzeugt, das dann unter Wasserzugabe in den Extrudereinlauf dosiert werden muss. Zuweilen werden die pflanz-lichen Rohstoffe zuvor auch noch bei hohen Wassergehalten gekocht, in manchen Fällen erfolgt auch eine direkte Dampfinjektion. Die Zutaten werden gemischt und geknetet und schließlich extrudiert.
Die Pulver sind teilweise sehr fein, klebrig und somit schwer zu dosieren. Hinzu kommen oft noch gewolfte Produkte mit Lufteinschlüssen. An dieser Stelle unterbrechen viele Produzenten den Prozess, um die Masse zu wiegen: Ein Vorprodukt wird in einem Behälter gesammelt, bis eine bestimmte Masse/Gewicht erreicht ist, und erst dann in den nächsten Prozessschritt gegeben. Dieser muss also warten, der Prozessablauf ist unterbrochen. Diese Unterbrechung lässt sich mit kontinuierlicher Inline-Wiegung mit Coriolis-Massedurchflussmessgeräten vermeiden. Sie lassen sich auch an Messpunkten im Verlauf der nachgeschalteten Extrusionsphase einsetzen, wenn das breiige Protein-gemenge vor der Formgebung zu Bällchen, Patties oder Schnitzeln zu wiegen ist. Solche Extrudate weisen je nach Vorprodukt eine mehr oder weniger faserartige Struktur auf, die der Textur von echtem Fleisch entspricht. Doch der Druckabfall beim Austritt aus dem Extruder hat meist auch eine Expansion des Materials zur Folge. Dabei entsteht ein strukturiertes Produkt, das Lufteinschlüsse enthalten kann, die bei herkömmlichen Coriolis-Massedurchflussmessgeräten zu fehlerhaften Messwerten oder gar zu Unterbrechungen des Messbetriebs führen können, was wiederum einen Ausfall des Messsignals für die Prozesssteuerung zur Folge hat.
Präzise trotz Lufteinschlüssen
Für die Coriolis-Geräte der Optimass-Serie hat Krohne mit EGM (Entrained Gas Management) eine Technologie entwickelt, die auf Basis leistungsstarker Regelalgorithmen stets präzise Messergebnisse liefert. Massedurchfluss- und Dichtemessungen bleiben so stets stabil und kontinuierlich. Durch eine Anpassung an die jeweilige Applikation kann die Messgenauigkeit weiter verbessert werden.
Beispiele für den erfolgreichen Einsatz der EGM-Technologie sind die Herstellung schaumiger Erzeugnisse wie Eiscreme, Joghurt, Mayonnaise, Brotteig oder Margarine, wo etwa trotz eines Stickstoffanteils von
15 % ein sauberes Messergebnis generiert werden muss. Das gilt auch für die hochgenaue Dosierung von Gewürzsoßenmischungen zur Herstellung von Rahmspinat – dem mit dem „Blubb“. Unter realen Betriebsbedingungen konnten mit EGM trotz Luftblasen Messabweichungen von nur 0,5 bis 1,0 % erreicht werden. Dazu trägt auch die fortschrittliche Sensorgeometrie der Einrohr-
geräte bei. Wo der Produktstrom im Messprozess sonst durch zwei Rohre geführt wird, ist bei pastösen Produkten wie Fleischersatz mit reichlich Druckverlusten zu rechnen. Bei Einrohrgeräten hingegen lässt sich nicht nur eine wesentlich präzisere Dosierung der Spinatsoße erreichen, sondern auch die Pumpenleistung dauerhaft reduzieren.
EGM bietet zudem den Vorteil, dass es bei Gasblasen keinen Anlagenstillstand aufgrund von Messwert-Ausfällen gibt, was zudem auch für eine gleichbleibende Qualität sorgt. Kontinuierliche Messungen – anstelle von Batch-Prozess-Messungen etwa mittels Dosierwagen – bedeuten aber auch einen höheren Grad an Prozessautomation mit mehr Durchsatz und stetiger Auslastung der Anlage.
Damit das Mundgefühl stimmt
Im weiteren Verlauf des Verarbeitungsprozesses wird der feste bis zähflüssige Brei aus pflanzlichen Proteinen, Wasser, Öl, Gewürzen und Aromen mit hohem Druck im Extruder mittels rotierender Schneckenwellen durch ein Gehäuse befördert und dabei gründlich gemischt und geknetet. Bei diesem Schritt sollen die Extrudate Pflanzenstoffe, Gewürze sowie Aromen gut aufnehmen können, damit das Geschnetzelte beispielsweise einen Gyros- oder Thai-Curry-Geschmack annehmen kann. Am Ende wird das Ganze bei vorgegebener Temperatur durch eine formgebende Kühldüse gepresst, um die Faserigkeit auszubilden. Das Resultat ist ein länglicher Strang mit fleischähnlicher Textur und Marmorierung, der noch in kleine Stücke geschnitten oder gerissen wird und wie gewöhnliche Fleischprodukte weiterverarbeitet werden kann.
Um die richtige Textur zu erzielen, bedarf es stabiler Prozessbedingungen. Denn die Erzielung des angestrebten Mundgefühls (des Bite feel) ist von diversen Prozessparametern wie Zuführmengen, Druck, Temperatur, Viskosität, Füllständen und Verweildauern im Prozess abhängig. So kommt etwa einer präzisen Erhitzung in der Extrudertrommel eine besondere Bedeutung zu. Und für gleichbleibenden Geschmack sowie Qualität, Form und Farbe der Fleischimitate müssen Gewürze und Aromen genau in die Prozesse dosiert werden, außerdem Kühl- bzw. Kochtemperaturen sowie Drücke überwacht und Dichten gemessen werden.
Mit dem Einsatz passgenauer Messtechnik können pflanzliche Fleischalternativen mit gleichbleibend hoher Qualität in hocheffizienten, unterbrechungsfreien Produktionsprozessen hergestellt werden: Krohne bietet dafür ein breites Spektrum lebensmittel-
erprobter Prozessmesstechnik für die Erfassung von Füllstand, Temperatur, Druck,
Volumen- sowie Massedurchfluss. Dazu gehören schnell ansprechende, extrem genaue und robuste Temperaturfühler sowie ultrakompakte und modular erweiterbare Drucktransmitter für Druck- und Füllstandanwendungen in anspruchsvollen hygienischen Anwendungen.
Krohne Messtechnik GmbH, Duisburg
Autor: Bernd Schumacher
Technical Manager Global Industry Division Food &
Beverage,
Krohne
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