Innovative Lösungen für die Verarbeitung alternativer Proteine

Was sind die Herausforderungen bei der Verarbeitung von alternativen Proteinen?

Die Produktion alternativer Proteine erfordert eine präzise Steuerung und kontinuierliche Optimierung der Herstellungsprozesse, um eine gleichbleibend hohe Qualität und Sicherheit der Produkte zu gewährleisten. Schon geringe Abweichungen in der Fermentationsumgebung oder in den Rezepturen können die Textur, den Geschmack und den Nährwert der Endprodukte beeinträchtigen und somit zu Produktionsausfällen oder finanziellen Verlusten führen. Eine Echtzeitüberwachung der Produktionsanlagen und eine frühzeitige Erkennung von Abweichungen sind daher entscheidend, um die Effizienz und Zuverlässigkeit des gesamten Prozesses sicherzustellen.

Ebenso stellt die Skalierung von Produktionen auf industrielle Produktionsmengen eine erhebliche Herausforderung dar. Faktoren wie die stabile Versorgung mit Nährmedien, die Kontrolle von Temperatur, Druck und weiteren Werten sowie die hygienische Trennung verschiedener Produktionslinien müssen exakt aufeinander abgestimmt sein. Durch intelligente Prozesssteuerung und energieeffiziente Technologien kann der Ressourcenverbrauch reduziert und die Wirtschaftlichkeit der alternativen Proteinproduktion deutlich verbessert werden.

Automatisierung von Extrudern

Extruder spielen eine zentrale Rolle bei der Produktion alternativer Proteine, insbesondere bei der Herstellung pflanzlicher Fleisch- und Milchalternativen. In einem Extruder werden die Proteinquellen unter hohem Druck und erhöhter Temperatur durch eine Düse gepresst. Druck und Hitze bewirken eine Umstrukturierung der Proteine, wodurch eine fleischähnliche Textur entsteht. Dies ermöglicht es, pflanzliche Proteine so zu verarbeiten, dass sie tierischen Produkten in Geschmack und Konsistenz ähneln.

Automatisierung von Mixern

Mischer spielen eine wichtige Rolle bei der Herstellung alternativer Proteine, da sie verschiedene Zutaten gleichmäßig vermischen. Bei pflanzlichen Fleischalternativen sorgt der Mischer dafür, dass Proteine, Stärke, Fette und Gewürze zu einer Masse homogenisiert werden. Dieser Schritt ist entscheidend, um eine gleichmäßige Textur, einen ausgewogenen Geschmack und die richtige Feuchtigkeitsverteilung im Endprodukt zu gewährleisten. Durch präzises Mischen können Qualität und Konsistenz der alternativen Proteine optimiert werden.

Automatisierung von Emulsifikatoren

Eine Emulsion ist für die Herstellung von Fleischersatzprodukten unerlässlich, da sie Wasser, pflanzliche Fette und Proteine zu einer stabilen, homogenen Masse verbindet. Sie sorgt für die charakteristische Textur, Saftigkeit und das fleischähnliche Mundgefühl, das Verbraucher erwarten. Darüber hinaus ermöglicht die Emulsion eine gleichmäßige Verteilung der Zutaten und trägt entscheidend zur Bindung und Formbarkeit des Produkts bei – insbesondere bei pflanzlichen Burgern, Würstchen oder Aufschnitt. Ohne eine stabile Emulsion wäre die Konsistenz krümelig, trocken und weniger ansprechend.

Automatisierung von Formern

Beim Formungsprozess werden die Rohproteinmassen in bestimmte Formen gebracht, die Fleischprodukten wie Burgern, Würstchen oder Filets ähneln. Das Formen gewährleistet zudem eine gleichmäßige Portionierung und erleichtert die Weiterverarbeitung und Zubereitung der Produkte.

Automatisierung von Coatern

Das Beschichten erfolgt oft nach der Formung und umfasst das Umhüllen der Proteine mit Marinaden, Panaden oder Gewürzmischungen. Dieser Schritt verbessert Geschmack und Mundgefühl und verleiht dem Produkt eine knusprige Textur oder aromatische Kruste, ähnlich wie panierte Fleischprodukte.

Automatisierung von Heatern & Freezern

Produkte, die sich zum Wiedererhitzen eignen (und nur minimale Vorbereitung durch den Verbraucher erfordern), werden nach dem Formen und Panieren gegart. Zum Garen kommen verschiedene thermische Verfahren wie Braten, Backen, Kochen und/oder Dämpfen zum Einsatz. Außerdem ist es wichtig, Produkte möglichst lange haltbar zu machen. Das Verfahren zur Verlängerung der Haltbarkeit wird als „Extended Shelf-Life Processes (ESLP)“ bezeichnet. Ziel von ESLP ist es, die Produkte vor Mikrobakterien zu schützen. Dies wird erreicht, indem die Produkte auf eine Temperatur gekühlt werden, bei der Mikroorganismen und Bakterien abgetötet werden. Die Kühltemperatur variiert je nach Produkt und Rohstoff.

Automatisierung von Homogenisierern

Die Fett- und Eiweißmoleküle werden durch eine Homogenisierungsmaschine gleichmäßig verteilt, um eine glatte Konsistenz zu erreichen. Die Milchmasse wird ständig gerührt, damit sich die verschiedenen Schichten vermischen. Ohne Homogenisierung würden sich Fett und Wasser trennen, was zu einer ungleichmäßigen Konsistenz und Phasentrennung führen würde. Das Verfahren verbessert die Textur, das Mundgefühl und die Haltbarkeit der Milch. Es verhindert außerdem Ablagerungen in der Verpackung, sodass die Milch homogener bleibt. Dadurch wird das Produkt ansprechender und ähnelt herkömmlicher Milch stärker.

Automatisierung von Dekantern

Dekanter werden in der pflanzenbasierten Milchindustrie eingesetzt, um die festen Bestandteile – beispielsweise Schalen, Fasern oder Zellreste aus Rohstoffen wie Hafer, Soja, Mandeln oder Erbsen – präzise von der Flüssigphase zu trennen. Durch die kontinuierliche Zentrifugation wird eine gleichmäßige, cremige Pflanzenmilch mit stabiler Qualität und verbesserter Haltbarkeit erzeugt. Außerdem ermöglichen Dekanter eine effiziente Verarbeitung großer Produktmengen und tragen zur Reduzierung von Abfall sowie zur besseren Nutzung der Rohstoffe bei.

Automatisierung im Fermentationsprozess

Die Automatisierung des Fermentationsprozesses gewährleistet eine gleichbleibende Produktqualität und optimiert die Effizienz durch Echtzeitüberwachung von Temperatur, Dichte und Nährstoffgehalt. Sie ersetzt manuelle Probenahmen und Labortests, minimiert Qualitätsrisiken und ermöglicht eine sofortige Reaktion auf Abweichungen. Darüber hinaus trägt die präzise Temperaturregelung zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei.

Automatisierung von Pasteurisierungsanlagen

Die Pasteurisierung mit Ultrahocherhitzern (UHT) ist wichtig, um die Sicherheit und Qualität pflanzlicher Milch zu gewährleisten. Ein solches System erfordert robuste und zuverlässige Komponenten, die extremen Temperaturschwankungen standhalten. Denn bei der Sterilisation flüssiger Produkte werden schädliche Bakterien durch schnelles Erhitzen und Abkühlen unmittelbar vor der aseptischen Verpackung abgetötet. Der Prozess verlängert die Haltbarkeit und sichert die Produktqualität bis zum Öffnen.

Automatisierung von CIP-Anlagen

Der CIP-Prozess ist besonders wichtig, um sicherzustellen, dass die Produktionsanlagen vor Beginn eines neuen Produktionslaufs gründlich gereinigt und gespült wurden. Ein sauberes System gewährleistet die Lebensmittelverträglichkeit und den guten Geschmack. Die Gesamteffektivität des Reinigungsprozesses (CIP) hängt von vier Grundprinzipien ab: Zeit, Mechanik, Chemikalien und Temperatur. Das bedeutet: die richtige Chemikalienkonzentration bei der richtigen Temperatur und Durchflussrate für die richtige Dauer. Der Reinigungsprozess muss außerdem der richtigen Reihenfolge folgen, die Vorspülen, Reinigen (Lauge), Zwischenspülen, Reinigen (Säure) und Spülen umfasst. Der Einsatz von ifm-Lösungen für CIP-Systeme verbessert sowohl die Produktqualität als auch die Lebensmittelsicherheit.

Automatisierung von aseptischen Abfüllmaschinen

Aseptische Abfüllmaschinen dienen der sterilen Abfüllung. Während des Verpackungsprozesses ist es wichtig, die Produktqualität bei gleichzeitig hohen Abfüllraten zu erhalten. Der effiziente Betrieb einer aseptischen Abfüllmaschine ist wichtig, um Produktionspläne einzuhalten und kontaminierte Chargen zu vermeiden, die zu Produktverlusten führen.