Getränke! Technologie & Marketing 1/2023

ROH- UND INHALTSSTOFFE | Alternative Proteine
Auf der Anuga FoodTech 2022 hat GEA das Mobile
Test Center vorgestellt, eine Pilotlinie für Zellkultivierung
und Fermentation, die es Kunden ermöglicht,
die Entwicklung der zellulären Landwirtschaft vom
Labor bis zur kommerziellen Produktion zu beschleunigen.
Das Herzstück des Prozesses: die 50-Liter- und
500-Liter-Bioreaktoren/Fermenter-Systeme, die sowohl
für Zellkulturen als auch für mikrobielle Fermentationen
konfiguriert werden können. Foto: GEA
ten für die Flüssig-Fest-Trennung
senken und einen großen Einfluss
auf die Produktqualität und Skalierbarkeit
haben.
Fitnesstest für Bioreaktoren
Bioreaktoren spielen eine entscheidende
Rolle bei der Skalierung der
Produktion, denn viele Unternehmen
weltweit gehen gerade erst
von der Labor- zur Pilotproduk tion
in größerem Maßstab über oder haben
dies erst kürzlich getan. „Um
den Kapazitätsbedarf zu decken,
hat GEA im Jahr 2022 ein Kompetenzzentrum
für Bioreaktoren in Dänemark
gegründet. „Unser Ziel ist
ein zweifaches: erstens, den Kunden
einen Ort zu bieten, an dem
sie Prozesse und Inhaltsstoffe testen
können, und zweitens, Lösungen
zu entwickeln, die zu einer höheren
Kapazität und Leistung von Bioreaktoren
beitragen“, kündigt Heinz
Jürgen Kroner an.
Während die Skalierung auf der
Kapazität der Fermenter basiert,
ist eine effiziente Herstellung mehr
noch von intelligenten Bioreaktoren
abhängig, die auf die Bedürfnisse
von Zellkulturen oder Mikroorganismen
abgestimmt sind: Tatsache ist,
dass sich Zellen im Labor nicht genauso
verhalten wie in Bioreaktoren
auf Industriegröße, die Hunderttausende
von Litern Produkt so kostengünstig
wie möglich erzeugen sollen.
Es gilt, das empfindliche Gleichgewicht
von pH-Wert, Temperatur,
Druck, Zelldichte und anderen Faktoren
aufrechtzuerhalten. Das erfordert
Maschinen und Prozesslinien,
die sehr individuell auf die jeweilige
Mikroflora angepasst sind. Die Bioreaktoren
etwa müssen das Medium
überwachen, anpassen und wiederverwenden
können, indem sie Abfälle
entfernen und Nährstoffe hinzufügen.
Eine der größten Herausforderungen
besteht darin, die
von den Mikroorganismen erzeugte
Stoffwechselwärme abzuführen,
hohe Gasübertragungsraten sowie
minimale Konzentrationsgradienten
innerhalb des Bioreaktors
zu erreichen.
„Die Wahl der richtigen Technologie
ist also für Produzenten entscheidend“,
sagt Daniel Grenov,
Produktentwickler für New Food
bei GEA, und ergänzt: „Die Simulationsmöglichkeiten
von GEA sind
immens. Wir testen nicht nur das
vorgeschlagene Design mit der Laborausrüstung,
bevor wir mit dem
Bau von Bioreaktoren beginnen. Wir
analysieren die vorhandenen kleinen
Anlagen mithilfe von computergestützter
Strömungsdynamik,
sogenannten CFD-Tools (Computational
Fluid Dynamics), um sicherzustellen,
dass die Durchmischung,
die Scherrate und die Temperaturverteilung
gleich oder besser sind
als bei den getesteten Anlagen. Damit
bannen wir die Risiken einer
fehlerhaften Skalierung.“
Land der Möglichkeiten
Die Herstellung neuer Lebensmittel
in industriellem Maßstab ist mit
großen Herausforderungen verbunden,
aber die Branche gewinnt an
Fahrt und konzentriert sich auf die
Frage, wie sich Größenvorteile am
besten erzielen lassen. Im gesamten
Spek trum der alternativen Prote ine
haben sich technologische Innovationen
und effiziente industrielle
Prozesse als die beiden wichtigsten
Hebel zur Steigerung der Qualität
und Quantität der gewünschten
Endprodukte erwiesen.
Die Fermentation eröffnet eine
neue Welt der Möglichkeiten, nicht
nur in der Lebensmittelproduk tion,
sondern auch für die Medizin, die
Schönheitsindustrie und Mode.
Die derzeitige Ernährungsindustrie
ist ressourcenintensiv. Auf unserem
Planeten sind Rohstoffe jedoch
endlich, Land, Wasser und Energie
knapp. Der Bedarf an diesen
Ressourcen wird mit der wachsenden
Weltbevölkerung und dem steigenden
Lebensstandard in der ganzen
Welt weiter zunehmen. Aber
Glukose und andere Kohlenhydrate
sind, genau wie die Mikroflora,
überall und reichlich vorhanden
und können nachhaltig und kostengünstig
angebaut werden. Mikroorganismen
sind Spitzensportler, die
Fermentation ist ein Effizienzwunder.
Könnte sich die Milchindustrie
das zu Nutze machen, um sich ihre
Wichtigkeit im Ernährungssystem
auch in Zukunft zu halten?
GEAs Experte für neue Lebensmittelanwendungen,
Morten Holm
Christensen, fügt eine Perspektive
für Molkereien hinzu: „Neben Kasein
und Lab ist Milchfett ein weiterer
Inhaltsstoff, der eine Renaissance
erlebt und den sich Molkereien zunutze
machen können – zum Beispiel
zum Anreichern von Produkten
auf pflanzlicher Basis. Verbraucher
wünschen sich Genuss, der
sich nicht negativ auf die Gesundheit
auswirkt. Milchfette werden
von ihnen als reichhaltig und cremig
wahrgenommen. Wenn man
bedenkt, dass diese neuen Lebensmittel
und Zutaten auch unseren
ökologischen Fußabdruck verkleinern,
könnte das eine echte Win-
Win- Geschichte werden.“
Mehr Informationen
www.gea.com
Getränke! 01 | 2023 | 21