Effiziente Anlagentechnik für Proteinhydrolysate

Mit innovativen verfahrenstechnischen Lösungen lassen sich Proteine und Proteinhydrolysate aus pflanzlichen und tierischen Quellen ressourcenschonend gewinnen, verarbeiten und veredeln. Dabei kommen speziell entwickelte Anlagenkomponenten und Prozesse zum Einsatz, darunter Dekanter, Separatoren, Filtrationsanlagen sowie Reinigungs- und CIP-Systeme (Cleaning in Place). Durch den gezielten Einsatz dieser Technologien können Proteine in höchster Qualität extrahiert und auf die spezifischen Anforderungen verschiedener Branchen zugeschnitten werden.

Schon im sogenannten Vorprozess ist spezielles Know-how erforderlich: Die einzelnen Komponenten werden mittels Dekanter und Separatoren aus der Lösung aus Fett, Wasser und Protein getrennt und aufgereinigt. Feststoffe und Fette werden entfernt. Neben den Prozessparametern muss auch das Equipment wie die Auswahl der Filter perfekt auf die Produkte abgestimmt sein – bei Membranen ist die optimale Porengröße entscheidend. Durch diese Vorab-Reinigung entstehen besonders reine Proteinfraktionen, die eine ideale Grundlage für weiterführende Verarbeitungsschritte bieten. Zudem wird die Prozessstabilität verbessert und das Endprodukt gewinnt an Konsistenz und Reinheit.

Für bestimmte Produkte und Qualitäten ist eine Teilentsalzung notwendig. Hierbei kommen Ultra- oder Nanofiltrationsmembranen zum Einsatz, die neben Salzen auch unerwünschte Geschmacks- und Geruchsstoffe entfernen. Eine zusätzliche Diafiltrationsstufe ermöglicht das Auswaschen weiterer Salze, um die gewünschten Produkteigenschaften zu erreichen. Dieser Prozess verbessert nicht nur die sensorischen Eigenschaften des Proteins, sondern auch seine Funktionalität in der Weiterverarbeitung, insbesondere in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Durch gezielte Entsalzung können Proteine mit optimalen funktionellen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften gewonnen werden.

Reicht die Konzentration über Membranen nicht aus, empfiehlt sich die Kombination mit Eindampftechniken. Dies entlastet die Membranen und ermöglicht eine kompaktere Auslegung des Eindampfers, was zu einer optimalen Ressourcenschonung bei höchster Produktqualität führt. Durch die effiziente Abstimmung der einzelnen Prozessstufen lassen sich sowohl Energieverbrauch als auch Betriebskosten reduzieren. Zudem ermöglicht der kombinierte Einsatz von Membranen und Verdampfern eine verlustfreie Verarbeitung, die eine gleichbleibend hohe Produktqualität sicherstellt.

Um Proteinhydrolysate mit spezifischen Kettenlängen zu erhalten, ist eine präzise Fraktionierung erforderlich. In einem mehrstufigen Prozess filtern offene Membranen zunächst die großen, langkettigen Moleküle heraus, während engere Membranen die kurzkettigen Proteine trennen. So stehen unterschiedliche Kettenlängen für verschiedene Anwendungsbereiche zur Verfügung. Diese gezielte Steuerung ermöglicht es, Proteinhydrolysate mit spezifischen funktionellen Eigenschaften herzustellen, die u. a. in Lebensmitteln, Sportnahrung oder medizinischen Anwendungen genutzt werden können.

In wasserintensiven Prozessen ist eine effektive Aufbereitung des Prozesswassers essenziell. Wir optimieren die Aufbereitung mittels geeigneter Filter- und Membrantechnologien, wodurch weniger organisch belastetes Abwasser entsteht und eine Recycling-Quote von bis zu  80 Prozent der Zulaufmenge erreicht werden kann. Diese nachhaltige Wasserwirtschaft trägt zur Reduktion von Kosten und Umweltbelastung bei und schont wertvolle Ressourcen.

Proteine und Proteinhydrolysate werden aus verschiedenen tierischen und pflanzlichen Quellen gewonnen, darunter Rind, Schwein, Geflügel, Eier, Fisch, Milchprodukte und Pflanzen. Neben der Proteinquelle unterscheidet der man in aufgeschlossene, hydrolysierte oder nicht aufgeschlossene Proteine. Oftmals finden die bei einer Hydrolyse und nachfolgenden Aufbereitung erhaltenen Aminosäuren Verwendung in der Kosmetik bzw. Pflegeindustrie oder werden in Form von Proteinpulver und Proteinriegeln als Nahrungsergänzung für Sportler eingesetzt. Proteinhydrolysat, wie zum Beispiel Fischproteinhydrolysat und Collagenhydrolysat, besteht aus Proteinen tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, die mit Hilfe von geeigneten Enzymen in ihre Einzelbestandteile Poly-Peptide, Peptide und Aminosäuren zerlegt werden. Proteinlösungen in ihrer ganzen, nahezu unveränderten Form behalten ihre funktionellen Eigenschaften wie Gelbildung, Schaumbildung und Wasserbindefähigkeit. Solche Proteinisolate oder Proteinkonzentrate bestehen oft aus Erbsenprotein, Kartoffelprotein, Fischprotein, Gelatine oder Molkeprotein. Vergleichbare Prozesse zur Proteinaufbereitung werden in vielen Branchen eingesetzt und für die Protein-Herstellung genutzt, zum Beispiel bei Herstellung von Molkeproteinisolaten, der Klarfiltration und Konzentration von Proteinlösungen, der isoelektrischen Fällung über pH-Anpassung von Proteinlösungen, zur Aufreinigung und Aufkonzentration von Proteinen mit höchsten pharmazeutischen Ansprüchen und zur Proteinherstellung in Fermentern.

Die Verarbeitung von Proteinen erfordert individuelle Anlagenlösungen, die über Standardprozesse hinausgehen. Bei Ruland arbeiten wir eng mit unseren Kunden zusammen, um alle Anlagenkomponenten optimal aufeinander und den Prozess abzustimmen. Damit entwickeln wir Anlagen, die Effizienz und kontinuierliche Produktqualität gewährleisten. Wenn Sie Hersteller von Proteinen und Proteinlösungen sind und spezifische Anforderungen an Ihre Verfahren haben, stehen wir Ihnen mit unserer Expertise und langjährigen Erfahrung zur Seite, um gemeinsam die optimale Lösung zu erarbeiten. Melden Sie sich jederzeit bei uns.