Der Markt für Lebensmittelzutaten hat in den letzten Jahren sowohl ein stetiges Wachstum als auch einen signifikanten Wandel erlebt. Neben dem Agrarsektor, der die Grundrohstoffe für die Lebensmittelerzeugung bereitstellt, kommt den Unternehmen für Lebensmittelzutaten eine immer größere Bedeutung zu, sie liefern der weiterverarbeitenden Industrie wichtige Bausteine für den Produktionsprozess. Aufgrund des immensen Preisdrucks am Markt sind Produktlösungen gefragt, welche die Effizienz steigern und gleichzeitig die Kosten in den Unternehmen senken.

Fast-Moving-Consumer-Goods

Auch wird das Thema Sicherheit dank schärferer Richtlinien immer wichtiger. Die Produzenten der Fast-Moving-Consumer-Goods (FMCG) stehen zudem vor der Aufgabe, stets dem aktuellen Lifestyle entsprechende Produkte anzubieten. Ein derzeit zentrales Thema in der Lebensmittelindustrie ist der Trend hin zur bewussten Ernährung: Nahrungsergänzungsmittel und Functional Food sollen die Gesundheit stärken, Krankheiten vorbeugen und sportliche Höchstleistungen ermöglichen. Die Zielgruppe ist groß, die Produktpalette entsprechend breit gefächert. In beiden Fällen sind Zutaten mit einer neuen, besonderen Funktionsfähigkeit und Stabilität gefordert – gesund, hochwertig und sicher.

Air Liquide Fat Crystallization Unit

Für diesen vergleichsweise neuen Bereich auf dem Zutatenmarkt werden effektive Produktionsweisen und -anlagen benötigt. Air Liquide bietet mit der Fat Crystallization Unit (FCU) eine Anlage, die es Unternehmen ermöglicht, auf die gegenwärtigen Herausforderungen auf dem Zutatenmarkt angemessen zu reagieren und qualitativ hochwertige Zutaten zu produzieren. Durch die Fettkristallisation mit Stickstoff wird eine bis zu sechsfach längere Haltbarkeit im Vergleich zu einem flüssigen Produkt erreicht. Das Verfahren ist flexibel, effizient und schonend.

LVT LEBENSMITTEL Industrie sprach mit Ansgar Rinklake, Market Manager Food, Air Liquide Central Western Europe über das Potential der Pulverisierung mit Stickstoff.

LVT: Functional Food, Clean Eating und Bio-Anbau sind in aller Munde – was bedeutet das für die Zutatenhersteller?

A. Rinklake: Der moderne Endverbraucher möchte gesunde Produkte, die oft aus natürlichen oder Bio-Rohstoffen hergestellt werden. Diese nicht chemischen Zutaten verändern die Textur, den Geschmack sowie die Haltbarkeit der Produkte. Die Entwicklung von neuen Rezepturen, die den gegenwärtigen Foodtrends entsprechen, zählt zu den größten Herausforderungen, denen sich Zutatenhersteller stellen müssen.

LVT: Für welche Zielzutaten ist das Verfahren der Fettkristallisation anwendbar?

A. Rinklake: Die Technologie mit der Fat Crystallization Unit (FCU) und Stickstoff kann bei allen zu pulverisierenden Produkten mit mittleren bis hohen Schmelzpunkten angewendet werden. Bei den Zielzutaten kann es sich um reine Produkte – Emulgatoren und Fette etwa – oder um zusammengesetzte Produkte – z.B. Backzutaten, pharmazeutische Wirkstoffe oder Nahrungsergänzungsmittel – handeln. Die Fettkristallisation findet in einem vollständig geschlossenen, isolierten Körper statt. Durch den Einsatz von Stickstoff wird eine Umgebung mit sehr geringem Sauerstoffgehalt hergestellt, was ein ranzig werden von Ölen und Fetten sowie Staubexplosionen verhindert.

LVT: Wie sehen Zutaten mit „optimalen Produkteigenschaften“ aus?

A. Rinklake: Diese Zutaten werden den Anforderungen von Industrie und Endverbrauchern gleichermaßen gerecht, d.h. sie sind gut halt-, dosier- und verarbeitbar. Insbesondere bei der Verarbeitung von flüssigen Fetten oder fettbasierten Flüssigkeiten, die nach dem Versprühen durch Kühlung kristallisiert werden, macht die Fettkristallisation als eine Variante der Pulverisierung daher Sinn.

LVT: Wie läuft die Pulverisierung mit der Fat Crystallization Unit (FCU) ab?

A. Rinklake: Das flüssige Produkt wird bei einer Temperatur von bis zu 90 °C in das FCU-System eingespeist und in der Anlage zerstäubt. Die so entstandenen Tröpfchen werden mit flüssigem Stickstoff, der direkt in die Anlage eingebracht wird, so schnell gekühlt, dass sie in Pulver umgewandelt werden. Sind Kühlung und Pulverisierung abgeschlossen, sammelt sich das Fett in Pulverform oder als sehr kleine Kügelchen am Boden der FCU, mit einer Durchschnittsgröße von 60 - 300 μm. Der Prozess ist sehr effizient mit einer guten Ausnutzung der Enthalpie des Stickstoffs. Dadurch verlässt der verbrauchte Stickstoff die Anlage als relativ warmes Abgas.

LVT: Folgt eine anschließende Kühlung des jeweiligen Produkts?

A. Rinklake: Nein. Bevor das rieselfähige Pulver die Anlage verlässt, wird es von einer Zellenradschleuse gebündelt. Ein weiterer Kühlschritt ist nicht nötig, da das Produkt eine stabile Kristallstruktur aufweist und somit sofort gelagert werden kann, wenn man unterhalb des eigenen Schmelzpunktes bleibt. Das Zielprodukt liegt als rieselfähiges Pulver oder fließfähige Kugeln vor und ist damit bestens geeignet für die Anwendung im Fast-Moving-Consumer-Goods (FMCG)-Sektor.

LVT: Wie kann ein Zutatenhersteller die FCU in seinem Betrieb integrieren und was kommt an Wartungsaufwand auf ihn zu?

A. Rinklake: Mit einer Größe von zwei mal vier mal drei Metern ist die FCU eine platzsparende und kostengünstige Alternative zur Produktverfeinerung in den herkömmlichen Kühltürmen und übrigens auch zu einer Outsourcing-Lösung. Die Integration in einen bestehenden Betrieb ist daher unkompliziert. Das Handling der Anlage ist ebenfalls vergleichsweise simpel, die alltägliche Reinigung kann durch das Betriebspersonal übernommen werden, eine Wartung durch einen qualifizierten Techniker ist lediglich einmal pro Jahr erforderlich.

LVT: Wo liegt der Verbrauch von flüssigem Stickstoff und was für eine Kapazität hat die FCU?

A. Rinklake: Der durchschnittliche Verbrauch von flüssigem Stickstoff in der FCU liegt zwischen 0,9 und 1,1 kg pro kg des zu pulverisierenden Produkts; die Nennkapazität liegt bei 1.000 kg/Stunde des Produkts pro Einheit. Im Ergebnis erhält man Pulver mit einer Größe von 60-300 μm. Wenn bei einem Produzenten andere Partikelgrößen oder Kapazitäten benötigt werden, kann die Anlage kundenspezifisch modifiziert werden.

LVT: Herr Rinklake, vielen Dank für das interessante Gespräch.