Die weltweite Nahrungsmittelversorgung steht vor einem Wandel. So führt einerseits das starke Wachstum der Weltbevölkerung zu einem steigenden Bedarf an Lebensmitteln und damit auch an Proteinen. Dieser kann aufgrund der Flächen, die zur Versorgung des Viehs benötigt werden, nicht mehr nur mit tierischen Proteinen bzw. Produkten gedeckt werden. Zum anderen fordern die Verbraucher immer stärker eine nachhaltige Erzeugung von Lebensmitteln, und hier stehen tierische Produkte zunehmend in der Kritik: Der Land- und Wasserverbrauch und die Emission von Treibhausgasen sind bei der Produktion von tierischen Produkten um ein Vielfaches höher als beim Anbau von Feldfrüchten. Alternative Eiweißquellen werden daher stärker nachgefragt. Sie spielen eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, den künftigen Proteinbedarf in der Bevölkerung zu decken. Neben pflanzlichen Produkten gehören zu den alternativen Eiweißquellen auch Pilze, Algen und Insekten.
Trockenfraktionierung für Soja & Co.
Für Fleischersatzprodukte auf Pflanzenbasis werden Feld- und Hülsenfrüchte – aktuell zumeist Soja – verwendet. Hier werden in der Regel Isolate mit hohen Proteingehalten von über 80 % verarbeitet. Das übliche Verfahren hierfür ist die Nassextraktion. Durch den Einsatz von hohen Mengen an Wasser, Chemikalien und Energie zur Trocknung ist dieses Verfahren aufwendig und kostspielig und verbraucht viele Ressourcen. Ein Alternativprozess ist die Trockenfraktionierung – seit Langem bekannt bei der Mehlverarbeitung. Die Erfahrungen aus diesem Prozess wurden von Netzsch auf die Anforderungen bei der Aufarbeitung von Feldfrüchten für die Proteingewinnung übertragen. Das Verfahrensziel liegt darin, durch Zerkleinerung und anschließender Trennung eine proteinreiche Fraktion zu gewinnen, in der der Proteinanteil deutlich höher als im Ausgangsmaterial ist.
Zerkleinerung in Sichtermühle
Die Feldfrucht wird zuerst gereinigt und geschält und gelangt anschließend in die trockene Vermahlung, deren Ziel das Aufbrechen der Zellen und die Separierung der Stärkekörner von den Proteinen und faserhaltigen Zellbestandteilen ist. Ökonomisch wird dies mittels Prallzerkleinerung in der Sichtermühle CSM von Netzsch erreicht.
Durch den in der Mühle integrierten Sichter wird sichergestellt, dass nur grobe Zellfragmente so lange im Mahlraum verbleiben, bis diese zerstört und die Stärke und Proteinpartikel voneinander getrennt wurden. So kann bei optimalem Energieaufwand eine hohe Ausbeute im nachfolgenden Trennschritt erreicht werden.
Entscheidend für die nachfolgende Trennung ist, dass bei der Vermahlung der Größenunterschied zwischen Protein- und Stärkekörnern möglichst groß bleibt. Abhängig von der Feldfruchtart haben die Proteine eine Korngröße von 3 μm, während Stärkekörner im Bereich von 40 μm erheblich größer voliegen. Die Sichtermühle verarbeitet die Stärke besonders schonend. Dadurch bleibt der Größenunterschied zwischen Protein- und Stärkepartikeln weitestgehend erhalten, was hohe Wirkungsgrade bei der folgenden Trennung ermöglicht.
Trennung mit Feinstsichter
Die Trennung erfolgt mit dem Hochleistungsfeinstsichter CFS/HD-S. Dieser arbeitet mit einem Luftstrom zum Dispergieren der Feststoffpartikel. Nur durch eine effektive Dispergierung werden alle Partikel nach Größe und/oder Gewicht im Luftstrom optimal voneinander getrennt. Hierzu wird das vermahlene Produkt in einen mit der Sichterluft beaufschlagten Ringspalt geführt. Durch den Ringspalt werden das Produkt und die Sichterluft auf eine Kreisbahn beschleunigt und die Partikel durch die zusätzlich wirkenden Zentrifugalkräfte voneinander getrennt. Mit dem Feinstsichter geschieht dies besonders effektiv, wodurch hohe Proteinwerte bei gleichzeitig hoher Ausbeute erzielt werden. Nach Optimierung der Prozessparameter auf die jeweiligen Produkteigenschaften können produktabhängig Proteinwerte von im Mittel über 55 % erzielt werden.
Die Trockenfraktionierung bietet somit Möglichkeiten, hochwertige Produkte mit einem hohen Proteinanteil wirtschaftlich und nachhaltig aufzubereiten. Zudem bietet der von Netzsch entwickelte Prozess den Vorteil, dass unterschiedliche Feldfrüchte nur durch Veränderung der Prozessparameter flexibel verarbeitet werden.
Suchwort: Netzsch
Autor: Frank Maringer
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