Prozesstechnik für die fermentative Herstellung von alternativen Proteinen
Um die wachsende Weltbevölkerung weiterhin mit lebenswichtigen Nährstoffen versorgen zu können und gleichzeitig schonend mit den vorhandenen Ressourcen umzugehen, wird sich die Art der Proteinquellen in Zukunft ändern.
Die Lösung? Alternative Proteine. Denn Lebensmittel tierischen Ursprungs können durch pflanzliche Proteine, präzise Fermentation oder Kultivierung von Biomasse ersetzt werden und liefern dabei gleichwertige Produkte. Und durch die gesteigerte Effizienz in der Herstellung werden natürliche Ressourcen sinnvoller genutzt.
Krones unterstützt Lebensmittelhersteller bei der Produktion von alternativen Proteinen – sowohl beim Konzeptionieren der Prozesstechnik als auch bei der Skalierung auf eine höhere Produktionsleistung.
Auf einen Blick
- Prozess- und Markt-Know-how in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie
- Ideal aufeinander abgestimmte Technologielösungen
- Wirtschaftliche Konzeptionierung der Gesamtanlage
- Energieeffizienter Prozess
Ein konkretes Beispiel für das Züchten und Replizieren solcher Proteine ist die Biomasse-Produktion. Hierbei werden Zellen in einen Tank gegeben, wo die Zellvermehrung angestoßen wird. Und genau hier kommt Krones mit einem eigenen Bioreaktor ins Spiel. Der Clou: Er wurde auf Basis der aus der Brautechnologie bewährten Fermentationseinheit Poseidon von Steinecker entwickelt und arbeitet mit einer Umwälzeinheit anstelle eines Rührwerks. Ausgestattet ist die Zirkulationseinrichtung außerdem mit aseptischer Ventiltechnik von Evoguard und einer scherarmen aseptischen Pumpe. Eingebaut in einen Steriltank mit bekannten Dampf- beziehungsweise Kondensatsperren können Zellen kultiviert oder Fermentationen durchgeführt werden.
Anforderungen an einen Bioreaktor
| Homogenisieren |
|
| Mischen |
|
| Belüften |
|
| Befüllen |
|
| Probenahme | |
| Sterile Umgebung |
|
Die Umwälzung des Tankvolumens unter sterilen Bedingungen ist die Kernaufgabe eines effizienten Fermentationsprozesses.
Dynamischen Fermentation
Zirkulation für eine effiziente Fermentation
Flexibilität und Skalierbarkeit
- Verfügbare Tankgrößen: zwischen 500 und 200.000 Liter
- Prototyp im Labormaßstab, Validierung und Testkapazitäten bei Partnern möglich
- Unterschiedliche Auslassgehäuse auf verschiedenen Höhen innerhalb des Behälters: dienen nicht nur als Aus-, sondern auch als Einlass
- verschiedene Strömungsrichtungen möglich (für Homogenisieren, Belüften, Wirbelschichtverfahren oder Sedimentation zur Zellernte)
- Flexibilität durch Auslegung der Rohrdurchmesser und Anpassung der
Volumenströme im Rohrsystem - Fed-Batch oder kontinuierlicher Betrieb möglich
Kosten- und Prozesseffizienz
- Kontinuierliche Durchmischung in einem Zirkulationskreislauf: Einsatz einer Umwälzeinheit anstelle eines Rührwerks
- Nachrüstbarkeit in bestehende Tanks
- Wartungsfreundlich durch leichte Zugänglichkeit von Dichtungen, Feldgeräten und Motoren
- Weniger Sprühschatten während der Reinigung für ein verbessertes Reinigungsergebnis
- Repräsentative Messung von Prozessparametern durch kontinuierliche Durchströmung der Feldgeräte im Kreislauf
Prozessschritte
Tankbau – Vom Tank zum Bioreaktor
Unsere Kompetenzen
- Speziell für den Behälterbau konzipierte Fertigungshallen
- Automatisierte Verfahren zur Behälterdom- und Schalenfertigung
- Genau aufeinander abgestimmte Arbeitsschritte, ausgeführt von qualifizierten Schweißern
- Leistungsstarke und programmgesteuerte Fertigungsmaschinen für Schneid-, Zieh- und Schweißarbeiten
- Höchste Qualität durch ein weltweit anerkanntes und standardisiertes Schweiß- und Prüfverfahren
- Oberflächenbehandlung mit Polier- und Beizlösungen, inklusive keramischem Strahlen der Außenflächen
Ihre Vorteile
Effiziente Lösung für hohe Produktionsleistungen
Durch den Einsatz einer Umwälzeinheit lassen sich auch hohe Produktionsmengen realisieren – und die Kosten bleiben dennoch im Rahmen.
Einsatz von bewährter Technologie
Der Bioreaktor wurde auf Basis der aus der Brautechnologie bewährten Fermentationseinheit Steinecker Poseidon entwickelt, die sich im Praxiseinsatz bei zahlreichen Brauereien bereits erfolgreich bewährt hat.
Langjährige Erfahrung im Anlagenbau
Im Krones Konzern ist jahrzehntelanges Prozesstechnik-Know-how tief verankert. Besonders die Kompetenzen des Tochterunternehmen Steinecker aus der Brauindustrie lassen sich auch auf biotechnologische Anwendungen adaptieren. Von diesem Wissen profitieren nun auch Kunden, die im Bereich veganer Lebensmittel-Alternativen ganz neue Märkte erschließen wollen – und dafür auf die bewährte Technologie von Steinecker zurückgreifen.