ZSK Food Extruder in Hybrid-Version – für TVP und HMMA

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Hochflexible Technologie für die Verarbeitung von pflanzenbasierten Proteinen

Der ZSK Food Extruder in Hybrid-Version ermöglicht es Herstellern von pflanzlichen Fleischersatzprodukten, schnell zwischen der Produktion von TVP (texturiertes Pflanzenprotein, Texturized Vegetable Protein) und HMMA (Fleischanaloga mit hohem Wasseranteil, High Moisture Meat Analogues) zu wechseln. Die Anlage bietet ein Höchstmaß an Flexibilität, um auch kurzfristig auf die sich ändernde Marktnachfrage nach Fleischanaloga gewinnbringend reagieren zu können.

Für beide Verfahren wird derselbe ZSK Food Extruder verwendet. Die endgültige Struktur wird dem Produkt jedoch entweder über die zentrische Granulierung ZGF für TVP oder über eine Kühldüse für HMMA verliehen.

Mit Hilfe einer Adapterlösung kann der Austrag des ZSK Food Extruders in nur ein bis zwei Stunden von der zentrischen Granulierung ZGF auf die Kühldüse umgestellt werden. Das gleiche Prinzip funktioniert in umgekehrter Weise ebenso schnell bei der Produktumstellung von HMMA auf TVP. Das Bedienpersonal der Maschine kann den Umbau ohne Unterstützung durch eine Elektrofachkraft durchführen.

Die Reinigung des ZSK Food Extruders in Hybrid-Version ist bei einem Wechsel der pflanzenbasierten Protein-Produkte wegen der Kontaminationsgefahr sehr wichtig. Die Doppelschnecken des ZSK besitzen ein selbstreinigendes Profil. Die Schnecken greifen dicht ineinander. So werden über die gesamte Länge des Verfahrensteils stagnierende Zonen vermieden.

Die ZSK Food Extruder in Hybrid-Version eröffnen insbesondere kleineren Unternehmen, Forschungseinheiten und Start-ups eine sehr gute Möglichkeit, in den schnell wachsenden Markt für pflanzliche Produkte einzusteigen. Bislang waren für die Herstellung von TPV und HMMA unterschiedliche Extrusionslinien erforderlich - und damit waren hohe Investitionen verbunden. Mit dem ZSK Food Extruder in Hybrid-Version können TVP und HMMA mit nur einer Produktionslinie hergestellt werden.

Coperion Whitepaper zur Verarbeitung von pflanzenbasierten Proteinen

WHITEPAPER:
PRODUCTION OF PLANT-BASED MEAT SUBSTITUTES

Wir haben wertvolles Know-how und hilfreiche Tipps rund um die Herstellung von TVP und HMMA in diesem Whitepaper für Sie zusammengestellt. (Sprache: Englisch)
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Coperion ZSK Food Extruder in Hybrid-Version für die Produktion von TVP und HMMA
Der ZSK Food Extruder in Hybrid-Version ermöglicht schnelle Wechsel zwischen TVP und HMMA bei der Herstellung von Fleischersatzprodukten.

Schnelle Wechsel zwischen TVP und HMMA

Obwohl TVP und HMMA mit dem ZSK Food Extruder hergestellt werden, variieren die Prozessbedingungen im Extruder beträchtlich. Zudem muss der Extruderaustrag bei der Umstellung zwischen TVP und HMMA geändert werden. Während bei der Herstellung von TVP die Zentrische Granulierung ZGF an das Verfahrensteil des ZSK anschließt, um das Produkt direkt an der Düsenplatte zu schneiden, wird HMMA über eine Kühldüse ausgetragen. Diese erzeugt einen Produktstrang, der eine fleischähnliche Textur besitzt.

Der Coperion ZSK Food-Extruder in Hybrid-Version berücksichtigt all diese Unterschiede und ermöglicht die Produktion von TVP und HMMA auf ein und derselben Linie.

Mit Hilfe einer Adapterlösung kann der Austrag des ZSK Food Extruders in kurzer Zeit von der ZGF auf die Kühldüse umgestellt werden. Dieser Wechsel kann durch das Bedienpersonal der Maschine erfolgen. Eine Elektrofachkraft ist nicht dafür erforderlich. Der Prozessaufbau mit Schüttgut-Handling, Dosierung und Verfahrensteil des ZSK Food Extruders bleibt unverändert. In Kombination mit dem selbstreinigenden Profil der Doppelschnecken des ZSK Food Extruders ist die Produktumstellung in kurzer Zeit abgeschlossen.

Zunächst muss die Zentrische Granulierung ZGF geöffnet und zur Seite geschwungen werden. Danach wird die Düsenplatte durch Lösen weniger Schrauben geöffnet, ausgetauscht und die Kühldüse angeflanscht. Das gleiche Prinzip funktioniert ebenso schnell umgekehrt bei der Produktumstellung von HMMA auf TVP.

Coperion ZSK Food Extruder in Hybrid-Version für die Produktion von TVP und HMMA
Mit der Adapterlösung des ZSK Food Extruders in Hybrid-Version ist ein schneller Wechsel von der Kühldüse für HMMA auf die Zentrische Granulierung ZGF für TVP möglich.
Coperion ZSK Food Extruder in Hybrid-Version für die Produktion von TVP und HMMA
Für die Herstellung von TVP schließt sich an den ZSK Food Extruder die Zentrische Granulierung ZGF. Dieser Austag kann in kürzster Zeit zu einer Kühldüse für die Herstellung von HMMA geändert werden.
Coperion Texturized Vegetable Proteins (TVP)

Extrusion von TVP

TVP wird sowohl als Fleischersatz als auch als Ergänzung bei Fleischprodukten verwendet. Es kann in verschiedenen Größen und Formen hergestellt werden, als kleinere Pellets oder größere Brocken, zerkleinert oder gemahlen. TVP ist ein trockenes, expandiertes Produkt, das unter normalen Umgebungsbedingungen lange haltbar ist. TVP muss vor der Verwendung in Wasser/Flüssigkeit rehydriert werden.

Bei der Herstellung von TVP finden im ZSK Food Extruder mehrere Prozessschritte statt. Zunächst werden die Rohstoffe gemischt und eine homogene Schmelze gebildet. Danach werden die Zutaten intensiv geknetet und plastifiziert. Schließlich erfolgt die Denaturierung, bei der sich die Eiweißmoleküle entfalten und die für das spezifische Produkt erforderliche Struktur des TVPs ausbildet wird.

Durch Dissipation wird den Zutaten Wärme zugeführt. Das bedeutet, dass die mechanische Energie, die die rotierenden Extruderschnecken in die Masse einbringen, in Wärmeenergie umgewandelt wird. Darüber hinaus benötigte Wärme kann über beheizte Gehäuse in die Schmelze eingebracht werden.

TVP tritt durch eine Düsenplatte aus dem ZSK Food Extruder aus, die die Produktfasern final ausrichtet. Die Düsenplatte erzeugt einen Gegendruck im Verfahrensteil des Extruders. Passiert die Schmelze die Düsenplatte, wird durch den Druckabfall Wasserdampf freigesetzt. Das Produkt expandiert und nimmt die poröse Faserstruktur an.

Im Anschluss schneidet die Zentrische Granulierung ZGF die Schmelzestränge zu Granulaten. Diese werden getrocknet, damit sie langfristig gelagert werden können.

Coperion High Moisture Meat Analogue (HMMA)

Extrusion von HMMA

HMMA wird vor allem als hochwertiges fleischähnliches Produkt in Fertiggerichten eingesetzt. Mit bestimmten Rezeptur- und Prozessparametern lassen sich Strukturen verschiedener Fleischsorten verblüffend nachbilden. Der Feuchtigkeitsgehalt von HMMA liegt zwischen ca. 50-80%. HMMA muss daher für die Lagerung gekühlt werden.

Als Proteinquellen für die Herstellung von hochwertigem HMMA werden vor allem Hülsenfrüchte wie Soja, Lupine oder Erbse verwendet. In bestimmten Fällen, z. B. bei der Herstellung von Streckmitteln für Fleischprodukte, werden der Rezeptur geringere Mengen an echtem Fleisch- oder Fischprotein zugesetzt.

Bei der HMMA-Extrusion laufen im ZSK Food Extruder ähnliche Prozesse ab wie bei der Extrusion von TVP. Allerdings ist der für HMMA-Produkte erforderliche Wassergehalt höher als bei TVP. Die Proteinmoleküle denaturieren und entfalten sich. Proteinagglomerate werden abgetrennt.

Der Austrag erfolgt über eine Kühldüse, in welcher die fleischähnliche Textur ausbildet und diese „eingefroren“ wird. Es entsteht ein fester Strang mit fleischähnlichen Fasern, der dem nächsten Verarbeitungsschritt übergeben werden kann.

MEGAtex

Coperion Kühldüse MEGAtex S7

Kühldüsen für High Moisture Meat Analogues (HMMA)

Der ZSK Food Extruder und die MEGAtex Kühldüse sind die Kerntechnologien des High Moisture Extrusionsverfahrens, das aus pflanzlichen Proteinen Fleischanaloga mit einer dichten, faserigen Struktur erzeugt, die magerem Tierfleisch sehr ähnlich ist.

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