Verfahren mit großem Potenzial für die Herstellung neuer Produkte mit funktionellen Eigenschaften
Zu den modernen Schlüsseltechnologien in der Lebensmittelverarbeitung gehört die Extrusion. Sie findet vielfältigen Einsatz, z.B. zur Herstellung von Snackprodukten, Frühstückscerealien, Gesundheitsriegeln, Flachbrot, Speiseeis, Süßwaren oder Tiernahrung. Die Extrudate gelangen in den unterschiedlichsten Formen, Farben und Geschmacksrichtungen in den Handel. Kein anderes Verfahren als die Extrusion bietet ein so großes Potenzial, die Produktmatrix völlig neu zu gestalten und innovative Lebensmittelstrukturen zu entwickeln. Wesentlich sind hierbei die Parameter Druck, Temperatur und Scherung sowie die kontinuierliche Arbeitsweise im geschlossenen System.
Verfahren mit großem Potenzial für die Herstellung neuer Produkte mit funktionellen Eigenschaften
Zu den modernen Schlüsseltechnologien in der Lebensmittelverarbeitung gehört die Extrusion. Sie findet vielfältigen Einsatz, z.B. zur Herstellung von Snackprodukten, Frühstückscerealien, Gesundheitsriegeln, Flachbrot, Speiseeis, Süßwaren oder Tiernahrung. Die Extrudate gelangen in den unterschiedlichsten Formen, Farben und Geschmacksrichtungen in den Handel. Kein anderes Verfahren als die Extrusion bietet ein so großes Potenzial, die Produktmatrix völlig neu zu gestalten und innovative Lebensmittelstrukturen zu entwickeln. Wesentlich sind hierbei die Parameter Druck, Temperatur und Scherung sowie die kontinuierliche Arbeitsweise im geschlossenen System.
Molekulare Lebensmittelgestaltung
Die Extrusion ist ein Werkzeug zur molekularen Gestaltung von Lebensmitteln. Unter Berücksichtigung der technologischen und physikalischen Voraussetzungen von Roh- und Zusatzstoffen lassen sich neue Produkte mit definierten funktionellen Eigenschaften generieren. In letzter Zeit wurden zum Beispiel Projektarbeiten zur Nassextrusion (Fleischtexturate) und zur Gefrierextrusion (Speiseeis) durchgeführt.
Im Grunde genommen ist der Extruder ein kontinuierlicher Hochviskos-Mischer. Für die unterschiedlichen verfahrenstechnischen Aufgaben im Lebensmittelbereich stehen verschiedene Varianten zur Verfügung. Besonders robust und einfach aufgebaut ist der Einschneckenextruder. Mit seinen speziellen Vorzügen kommt in der Praxis häufig auch der Doppelschneckenextruder zum Einsatz. Dieser ermöglicht gegenüber den Einschneckenmaschinen ein enges Verweilzeitspektrum und erlaubt über die Veränderung von Füllgrad, Durchsatz, Drehzahl und Drehrichtung eine flexible Prozessgestaltung. Expansionsgrad und Formgebung werden maßgeblich über die Gestaltung der Austrittsdüse vorgegeben, unter anderem bei kaltextrudierten Kaugummi- oder Lakritzmassen. Ein typisches Beispiel dafür, wie neben der Struktur und der sensorischen Qualität das Produktdesign maßgeblich über den Markterfolg entscheidet, sind Snackartikel. Die Rezepturen dieser Produktgruppe werden relativ trocken mit Feuchtigkeitsgehalten von rund 30 Prozent gefahren.
Flexibler und kontinuierlicher Prozess
Darüber hinaus gibt es eine ganze Reihe weiterer Anwendungslösungen, um Produkte mit bestimmten strukturellen Eigenschaften herzustellen. Jüngst wurde beispielsweise ein flexibler, zeitsparender und kontinuierlicher Prozess entwickelt, der unter Einsatz der Extrusion die Produktion von Paniermehl mit funktionellen Inhaltsstoffen ermöglicht. Nach dem Mischen werden die Zutaten im Extruder in wenigen Sekunden mittels zwei gleichläufigen Schnecken in der Anlage zwangsgefördert und dabei zu einem Teig verknetet. Bedingt durch den Eintrag mechanischer und thermischer Energie und den in der Maschine vorherrschenden Temperatur- und Druckverhältnissen findet im Teig eine Modifikation der Stärkepartikel statt. Am Düsenaustritt erfolgt eine Expansion des Produkts über einen Temperatur-/Druckgradienten. Im Gegensatz zur traditionellen Herstellungsweise vereint die Extrusion also das Kneten und Backen in einem Prozessschritt. Die Phase der Teigruhe bzw. Gärung entfällt komplett. Das Extrudat, welches direkt am Düsenausgang zu Pellets geschnitten wird, kann analog der konventionellen Paniermehlherstellung auf den geforderten Feuchtgehalt getrocknet werden. Die Pellets werden zur gewünschten Granulation vermahlen, dann gesichtet und schließlich verpackt.
Über ein geeignetes Setup kann mit der beschriebenen Verfahrenstechnik jedoch nicht nur Paniermehl verschiedenster Art produziert werden. Auch die Herstellung von anderen Produkten wie Backerbsen und Croutons bis hin zu Brotchips ist auf der gleichen Anlage möglich.
Frühstücksflocken aus Weizenkleie
Ein weiterer Anwendungsschwerpunkt der Extrusionstechnologie ist die Veredelung von Mehlen und Stärken. Die Ausgangsstoffe werden im Prozessreaktor gekocht, wodurch die Stärke gelatiniert und ihre strukturellen Eigenschaften verändert. Das daraus entstehende Extrudat kann als natürliches Bindemittel in zahlreichen Lebensmitteln eingesetzt werden. Selbst Müllereinebenprodukte, die bisher nur als Futtermittel absetzbar waren, lassen sich per Extrusion aufwerten. So kann zum Beispiel Weizenkleie in Frühstücksflocken verwandelt werden.
Eine der modernsten Mehrzweck-Cerealienanlagen Europas, auf der Produkte sowohl direkt als auch indirekt expandiert werden können, steht bei einem Lebensmittelhersteller in Italien. Diese verfügt über einen Output von bis zu 1.600 kg/h. Das Produktspektrum reicht von Multigrainflocken über Cornflakes, Rice Crispies und Maize Balls bis hin zu Schokokugeln. Die Technik ist in einer 200 m langen, 75 m breiten und 17 m hohen Halle untergebracht. Das Besondere an der Anlage ist, dass darauf die Frühstückscerealien sowohl traditionell im Chargenkocher als auch im Extruder hergestellt werden können.
Wenn Extrudate kontinuierlich in verschiedenen Farben auf nur einer Anlage produziert werden sollen, ist sogar das möglich - und vor allem wirtschaftlich. Kern des Prozesses ist ein Zusatzmodul, bestehend aus Farbtanks mit jeweils einer Pumpe sowie dem Anschlusssystem an den Extruder. Der Verfahrensablauf wird in einer Weise angepasst, dass Verschleierungen an den Übergängen zwischen den einzelnen Farben vermieden werden. Die Dosierpumpen erhalten ihr Signal direkt von der Extrudersteuerung.
Verkapselung funktioneller Wirkstoffe
Wie vielseitig die Extrusion darüber hinaus eingesetzt werden kann, zeigt deren Verwendung für die Verkapselung von funktionellen Wirkstoffen. Zuerst wird das pulvrige Basismaterial dem Verfahrensteil zugeführt, zumeist ein Hydrokolloid oder eine geeignete Vormischung mit Film bildenden Eigenschaften. Je nach Bedarf werden stromab Wasser oder Weichmacher zugegeben, später das zu verkapselnde Produkt. Im Extruder wird eine feine Dispersion von Kernmaterial und Hülle erzeugt und unter Druckaufbau durch geeignete Düsen gepresst. Die Kombination aus einer dicken, mechanisch stabilen Hülle und einer quasi uneingeschränkten Rezepturwahl bei der Mikroverkapselung im Zweiwellenextruder ermöglicht eine Vielzahl an Freisetzungsmechanismen.
Ein besonders interessantes Feld für die Umsetzung von kreativen Produktideen ist die Co-Extrusion, mit der sich gefüllte Lebensmittel herstellen lassen. Dabei werden mehrere Materialien gleichzeitig verarbeitet, zumeist Mehle und Proteine für den Mantel und eine pumpbare weiche Masse für die Füllung. Der Experimentierfreude wird auch in diesem Bereich breiter Raum geboten.
Nähere Informationen über die enormen Möglichkeiten, die die Extrusion hinsichtlich Sortimentsdiversifizierung und -differenzierung bietet, sind bei einer ganzen Reihe von Ausstellern auf der diesjährigen Anuga FoodTec erhältlich, die von der Koelnmesse GmbH in Kooperation mit der DLG (Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft) veranstaltet wird - und zwar vom 10. bis 13. März in den Hallen 4 bis 10 des Kölner Messegeländes. Die Anuga FoodTec bietet der internationalen Ernährungswirtschaft eine Informations- und Beschaffungsplattform, die den gesamten Technologie- und Investitionsbedarf für die Produktion aller Bereiche der Lebensmittelindustrie abdeckt. Erwartet werden erneut über 1.100 ausstellende Unternehmen aus rd. 40 Ländern.
Quelle: Köln [ Koe3lnmesse ]
