Amandus Kahl hat eine hydrothermische Anlage entwickelt. Diese Anlage, die zu Versuchszwecken im firmeneigenen Technikum installiert ist, dient zur thermischen Behandlung von Getreide, Zerealien oder Gewürzmischungen. Herzstück der Anlage ist ein kontinuierlich arbeitender Autoklav. Bei einer sehr gleichmäßigen und schonenden Produktbehandlung liegt die Leistung der Technikumsanlage bei 300 kg/h.
Rainer Fuhlbrügge
Folgende drei Funktionsbereiche sind in der hydrothermische Anlage von Kahl zusammengefasst: Einweichen, Kochen und Trocknen. In der Kocheinheit, es handelt sich hierbei um einen kontinuierlich arbeitenden Autoklaven, findet die eigentliche hydrothermische Behandlung statt.
Dem Autoklaven vorgeschaltet
Die Vorbereitung der zu behandelnden Produkte auf den Autoklavierprozess findet in der Einweicheinheit statt. Sie ist dem Autoklaven vorgeschaltet. Falls erforderlich können hier die Produkte mit heißem Wasser, das eine Temperatur von bis zu 98 °C haben kann, behandelt. Um ein gleichmäßig eingeweichtes Produkt zu erhalten, wird das heiße Wasser ständig umgepumpt. Wärmetauscher halten das Wasser auf einer gleichmäßigen Temperatur.
Das auf diese Weise vorbereitete Produkt gelangt über eine Förderrinne in den Autoklaven (Kocher), der auch im Vakuum betrieben werden kann. Einstellbare Taktschieber stellen eine gleichmäßige Beschickung sicher. Während der Autoklavenbeschickung findet jeweils ein Druckausgleich in der Taktschieberschleuse statt.
Im Autoklaven können Temperaturen von bis zu 150 °C gefahren werden. Dies entspricht einem absoluten Druck von etwa 5 bar. Je nach Produkt liegt die Verweilzeit im Autoklaven zwischen 2 bis 30 min. Die Verweilzeit lässt sich über einen Umrichter einstellen bzw. regeln. Ebenfalls produktabhängig sind die Schichthöhen im Autoklaven, sie können zwischen 20 und 100 mm variieren. Diese niedrigen Schichthöhen stellen eine gleichmäßige Behandlung der Produkte sicher. Ein weiterer Vorteil für den Anwender ist, dass der Autoklav auch separat betrieben werden kann.
Nach dem Autoklavieren durchläuft das Produkt die Trocknungseinheit, in der Temperaturen bis zu 140 °C herrschen.
Die hydrostatische Versuchsanlage kann kontinuierlich und diskontinuierlich betrieben werden. Ihre Leistung reicht bis zu 300 kg/h. Eine SPS steuert und visualisiert sämtliche Prozessparameter wie Druck, Temperatur oder Verweilzeiten. Über sie lassen sich auch alle Parameter schnell und problemlos veränderten Prozessbedingungen anpassen.
Hygienisches Anlagendesign
Alle produktberührten Teile der hydrostatischen Anlage sind aus Edelstahl gefertigt, so dass sie die hohen hygienischen Ansprüche der Lebensmittelindustrie erfüllt.
In der im Technikum von Kahl installierten Anlage werden Produkte behandelt, bei denen eine komplette Verkleisterung mit gleichzeitiger Stärkekornauflösung gewünscht ist. Es entsteht ein Stärkegel, wobei alle intermolekularen Strukturen in der Stärke aufgelöst werden. Während des Einweichprozesses nimmt das Produkt genügend Wasser auf, so dass im Autoklaven unter Dampfeinfluss eine vollständige Verkleisterung stattfindet. Den beschriebenen Effekt nutzt man beispielsweise bei der Herstellung von Parboiled Reis aus Paddy oder Braunreis aus.
Ein anderes Einsatzgebiet der Kahl-Anlage ist die Herstellung von Bulgur aus Hartweizen. Andere Getreidesorten wie Roggen, Gerste, Hirse, Dinkel, Grünkern, Buchweizen oder Mais können ebenfalls auf der Anlage verarbeitet werden.Bei der Herstellung von Getreideerzeugnissen, die eine partielle Stärkeverkleisterung aufweisen, beispielsweise Haferflocken, kommt nur der Autoklav zum Einsatz.
Die in der hydrothermischen Anlage von Kahl erzeugten Produkte, wurden umfangreichen Untersuchungen unterzogen. Diese zeigten, dass diese Art der Behandlung zum Beispiel bei Sojabohnen zu einer wesentlich besseren Inaktivierung der Tryp- sininhibitoren führt. Dies gilt insbesondere im Vergleich zur Verarbeitung des Soja auf einem Extruder, bei der das Produkt außerdem auch hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist.
Ferner ergaben die Untersuchungen, dass sich der UDP-Wert (undegradable protein or ruminally undegraded protein) von Proteinen in Lebensmitteln durch den Einsatz des Autoklaven erheblich steigern lässt. In Abhängigkeit von der Temperatur und Verweilzeit verringert sich der Ureasewert bei der Autoklavierung der Sojabohnen deutlich. Ein ähnlicher Effekt ist bei der Proteinlöslichkeit zu beobachten: Auch sie nimmt deutlich ab.
Abtötung von Mikroorganismen
Die Abtötung von Mikroorganismen ist ein weiteres Anwendungsgebiet der hydrothermischen Anlage, wobei der Autoklav kontinuierlich betrieben wird. Als Beispiel seien hier Gewürzmischungen genannt. Die Anlage ermöglicht Sterilisationsprozesse, beispielsweise bei 133 °C über 20 min. Außerdem können mit der hydrothermischen Anlage auch Hygienisierungsbehandlungen bei Temperaturen unter 100 °C durchgeführt werden.
Halle 9, Stand 336
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