Pflanzenbasierte Proteine: TVP und HMMA

Erstklassige Technologien und Prozesslösungen für die Herstellung von texturierten Proteinen

Pflanzliche Fleischersatzprodukte sind Produkte aus Pflanzen, die so hergestellt werden, dass sie wie ihre Fleischäquivalente aussehen. Die Nachfrage nach solchen Produkten wird von Verbrauchern angetrieben, die ihren Fleischkonsum aus gesundheitlichen Gründen, aus Sorge um den Tierschutz oder aus dem Wunsch nach mehr Umweltverträglichkeit reduzieren wollen.

Die wichtigsten Produkte aus pflanzenbasierten Proteinen sind TVP (texturiertes Pflanzenprotein, Texturized Vegetable Protein) und HMMA (Fleischanaloga mit hohem Wasseranteil, High Moisture Meat Analogues). TVP-Produkte sind getrocknete Pellets, kleine Flakes oder Chunks und müssen vor der Weiterverarbeitung und dem Verzehr mit Wasser angereichert werden. HMMA-Produkte enthalten viel Feuchtigkeit und weisen eine Textur auf, die der von Fleisch sehr ähnelt.

Soja-, Erbsen- und Weizenproteine gehören zu den gängigsten Ausgangsprodukten für pflanzliche Fleischanaloga, aber es gibt noch eine ganze Reihe weiterer pflanzlicher Alternativen, die möglich sind.

Wir bieten neben unseren Technologielösungen zahlreiche Standardrezepturen für TVP und HMMA auf Basis verschiedenster Proteine an. Darüber hinaus unterstützen wir Unternehmen bei der Entwicklung neuer Rezepturen mit jeglichen Proteinen. Hierfür nützen wir unsere umfangreich eingerichteten Test Centers.

Bei der Herstellung von pflanzlichen Proteinen spielt die Technologie eine wichtige Rolle. Coperion bietet erstklassige Technologielösungen und umfassendes Prozess-Know-how für die Produktion hochwertiger pflanzlicher Fleischersatzprodukte.

Der ZSK Food Extruder von Coperion mit zentrischer Granulierung ZGF oder spezieller Kühldüse, Coperion K-Trons hochgenaue Loss-In-Weight (LIW)-Dosierer sowie unsere Lösungen für das Schüttgut-Handling und die Zuführung der Zutaten sind so ausgelegt, dass sie zuverlässig hochwertige TVP- und HMMA-Produkte herstellen - mit höchster Effizienz und Flexibilität.

In Schulungen in unseren Test Centers oder bei Ihnen vor Ort vermitteln wir das gesamte relevante Know-how für die Herstellung von TVP und HMMA.

Technologien für die Herstellung hochwertiger, pflanzenbasierter Proteine

  • Die hochgenau arbeitenden Lösungen für das Schüttgut-Handling, die Dosierer und Komponten von Coperion und Coperion K-Tron erfüllen höchste Hygiene-Standards, sind einfach zu reinigen und leicht zu warten.

  • ZSK Food Extruder für höchste TVP- und HMMA-Produktqualität und maximale Flexibilität in der Produktion

  • Umfassendes Prozess-Know-how für die reibungslose Integration aller Technologien und Komponenten in den Produktionsablauf

  • Hochgenaue und sichere Förderung der Rohstoffe zum Extruder

  • Rezepturentwicklung

  • Sehr hohe Wirtschaftlichkeit des Produktionsverfahrens

  • Umfassend ausgestattete Food Test Center für die Entwicklung und Konfiguration von Dosierung, Förderung und Extrusion – mit den jeweiligen Zutaten und unter realen Produktionsbedingungen, noch bevor eine Investition getätigt wird

  • Schulungen

Coperion Prozess für die Herstellung pflanzenbasierter Proteine
Coperion Prozess für die Herstellung pflanzenbasierter Proteine

Produktion von TVP (texturiertes Pflanzenprotein, Texturized Vegetable Protein) und HMMA (Fleischanaloga mit hohem Wasseranteil, High Moisture Meat Analogues)

Das Herzstück bei der Herstellung von TVP- und HMMA-Produkten ist der ZSK Food Extruder von Coperion. Beide Produkte werden aus Proteinpulvern und Wasser als Hauptzutaten hergestellt. Die Prozessparameter im Extruder sind jedoch sehr unterschiedlich.

Das Temperaturprofil im Extruder, die Schneckendrehzahl, der Feuchtigkeitsgehalt und die Art des Auftrags unterscheiden sich deutlich und spielen eine wichtige Rolle im Herstellungsprozess und für die Produktqualität von TVP und HMMA.

Die Extrusion ist ein kontinuierlicher Prozess. Das bedeutet, dass die Förderanlagen und Dosierer die Rohstoffe automatisch in der erforderlichen Menge der Produktion zuführen. Die gravimetrischen Dosierer von Coperion K-Tron sorgen für eine gleichmäßige Zugabe der Proteinpulver, während das Wasser über Flüssigdosierer in den Prozess gegeben wird. Nach intensivem Mischen und Kochen im Verfahrensteil des ZSK Food Extruders, wird die Schmelze für TVP über eine Lochplatte ausgetragen und mit der zentrischen Granulierung ZGF geschnitten. Für HMMA schließt sich an der ZSK Food Extruder eine spezielle Kühldüse an.

Sowohl TVP als auch HMMA gelten als Zwischenprodukte. Bevor sie für den Verzehr bereit sind, müssen sie weiterverarbeitet werden. HMMA-Produkte haben eine dichte, faserige Struktur, ähnlich wie Muskelfleisch. Sie enthalten 50 bis 70 % Feuchtigkeit und sollten gekühlt oder gefroren gelagert werden. HMMA wird häufig für Fertiggerichte verwendet. TVP-Produkte besitzen aufgrund der Verdampfung des Wassers bei hohen Temperaturen eine poröse Faserstruktur. Sie enthalten 10 bis 30 % Feuchtigkeit und können sehr gut gelagert werden. Vor der weiteren Verwendung in Produkten wie Burgern, Hähnchenstreifen, Hackfleisch oder Würstchen muss TVP in Wasser eingeweicht werden.

Video: Extrusion von direkt expandierten Produkten, wie dem pflanzlischen Fleischersatz TVP

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In diesem Video bekommen Sie einen Einblick in den Herstellungsprozess von direkt expandierten Produkten wie TVP (texturiertes Pflanzenprotein, Texturized Vegetable Protein)

ZSK Food Extruder in Hybrid-Version

Mit dem ZSK Food Extruder in Hybrid-Version bietet Coperion eine Lösung, TVP und HMMA auf ein und derselben Anlage herzustellen. Bisher waren für die Herstellung der beiden Fleischanaloga unterschiedliche Extrusionslinien erforderlich - und damit hohe Investitionen. Der ZSK Food Extruder in Hybrid-Version gibt insbesondere kleineren Unternehmen, Forschungseinheiten und Start-ups eine bisher nicht gekannte Flexibilität beim Einstieg in die Produktion von pflanzenbasiertem Fleischersatz.

Coperion Whitepaper zur Verarbeitung von pflanzenbasierten Proteinen

WHITEPAPER:
PRODUKTION VON PFLANZLICHEN FLEISCHERSATZPRODUKTEN

Wertvolles Know-how und hilfreiche Tipps rund um die TVP- und HMMA-Produktion haben wir in diesem Whitepaper für Sie zusammengestellt. (Sprache: Englisch)
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Video: Extrusion von HMMA (High Moisture Meat Analogues)

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In diesem Video zeigen wir Ihnen, wie wir HMMA (High Moisture Meat Analogues) auf einem ZSK Food Extruder in unserem Food Test Center hergestellt haben.
Coperion Food Test Center in Stuttgart

FOOD TEST CENTER, REZEPTURENTWICKLUNG UND SCHULUNGEN

Coperion besitzt weltweit mehrere Food Test Centers, in denen wir mit Kunden Rezepturen oder unsere Technologien für die Dosierung, Förderung und Extrusion mit verschiedensten, auch schwer zu handhabenden Zutaten testen können.

Unsere Experten unterstützen bei der Entwicklung neuer Rezepturen, testen Materialeigenschaften und vermitteln in umfassenden Schulungen das notwenidge Know-how für die Herstellung von TVP und HMMA.
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Unsere Produkte

Food Extruder

Extrusion VON FLEISCHERSATZ

Der ZSK Food Extruder von Coperion besitzt einen Schneckendurchmesser von 1,8 und ist damit der Extruder mit dem größten freien Volumen auf dem Markt. Dieser Schneckendurchmesser ist für alle Extruderbaugrößen konstant. So ist ein sicheres Scale-up möglich. ZSK Food Extruder ermöglichen sehr hohe Durchsätze bei geringem Platzbedarf und Energieverbrauch. Grund dafür ist u.a. die hohe Schneckendrehzahl von 1800 min-1.

Der ZSK Food Extruder in Hybrid-Version ermöglicht die Produktion von TVP und HMMA auf ein und der selben Produktionsanlage.

 

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Dosiergeräte

Zugabe von flüssigen und pulverförmigen Inhaltsstoffen mit unübertroffener Genauigkeit

Die beiden Coperion K-Tron-Produktlinien von gravimetrischen Dosierern für Trockenpulver und Flüssigkeiten bilden die ideale Kombination für die Extrudierung von Fleischanalogen und texturiertem Protein. Dosierwaagen für Flüssigkeiten sind herkömmlichen Durchflussmessern weit überlegen, denn sie bieten eine höhere Genauigkeit sowie bessere Dosierungssteuerung und können leichter kalibriert werden. Die äusserst zuverlässigen Dosier- und Nachfüllsysteme verhindern Ungenauigkeiten bei der Dosierung, welche zur Abschaltung der kompletten Extrusionslinie führen könnten, was wiederum die Prozesszeit erhöhen und eine Reinigung erforderlich machen würde.

Volumetrische und gravimetrische Dosierer
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Schüttgut-Handling

Hygienegerechte und schnell zu reinigende Systeme

Die von Coperion und Coperion K-Tron angebotenen Systeme zum Schüttgut-Handling und zur Dosiererbeschickung ermöglichen die Aufnahme der Inhaltsstoffe aus einer Vielzahl verschiedener Quellen und den direkten Transport zum gravimetrischen Dosierer. Unabhängig davon, ob die einzelnen Dosierer direkt beschickt oder die Inhaltsstoffe vor der Extrusion einem Chargenmischer zugeführt werden - sämtliche Förder- und Transfersysteme sind so ausgelegt, dass sie leicht zugänglich sind und ohne viel Aufwand gereinigt und umgerüstet werden können.

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Anlagen & Systeme

Innovative Designs für eine schnelle Reinigung von Fleischersatz-Extrusionssystemen

Die sehr erfahrenen Systemingenieure von Coperion und Coperion K-Tron haben umfangreiches Knowhow in der Entwicklung von hygienegerechten Schüttgut-Handling- und Extrusionssystemen zur Herstellung von texturiertem Pflanzenprotein und Fleischanalogen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt. Die integrierten Systeme sind mit den modernsten SPS- und Rezeptursteuerungstechnologien ausgestattet.

Anlagen und Systeme
Coperion Service Techniker

Service

Exzellenter weltweiter Kundendienst

Unsere kompetenten Kundendienstmitarbeiter verfügen über ein umfangreiches Wissen in Schüttgut-Handling und Prozessdesign für diese speziellen, hygienegerechten Anwendungen und unterstützen Sie gerne bei Ihren Prozessen zur Herstellung von texturiertem Pflanzenprotein und Fleischanalogen – rund um die Uhr.

After-Sales-Service

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Häufig gestellte Fragen

Wie unterscheidet sich der Extrusionsprozess von TVP (texturiertes Pflanzenprotein, Texturized Vegetable Protein) von dem von HMMA (Fleischanaloga mit hohem Wasseranteil, High Moisture Meat Analogues)?

Sowohl zur Herstellung von TVP als auch von HMMA werden gleichsinnig drehende Doppelschneckenextruder eingesetzt, wobei sich die Konfiguration der Extruder grundlegend unterscheidet. Das Verfahrensteil des hoch effizienten ZSK Food Extruders von Coperion ist modular aufgebaut. Es besteht aus mehreren Gehäusen, in denen die Doppelschnecken rotieren. Diese Schnecken bestehen aus verschiedenen, individuell kombinierbaren Schneckenelementen. Der große Vorteil dieses modularen Prinzips ist die große Flexibilität im Extrusionsprozess.

Der ZSK Food Extruder von Coperion besitzt ein Verhältnis zwischen Außendurchmesser und Innendurchmesser der Schnecken (Do/Di) von 1,8. Er ist damit der Food-Extruder mit dem höchsten freien Schneckenvolumen auf dem Markt. Der ZSK Food Extruder erzielt sehr hohe Durchsätze, bei geringem Platzbedarf und niedrigem Energieverbrauch. Die maximale Schneckendrehzahl des ZSK Food Extruders beträgt 1.800 min-1. Das ist ebenfalls am Markt einmalig und eröffnet viele Möglichkeiten, zum Beispiel bei der Extrusion von HMMA.

Extrusion von TVP

TVP wird als Fleischersatz oder Streckmittel für Fleischprodukte eingesetzt. Es kann in verschiedenen Grössen und Formen hergestellt und für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden, als feineres Granulat oder größere Brocken, gebrochen oder gemahlen. TVP ist ein trockenes, poröses (expandiertes) Produkt, das unter normalen Umgebungsbedingungen lange haltbar ist. Vor der Verwendung muss TVP in Wasser/Flüssigkeit eingeweicht werden.

Zur Herstellung werden Soja-, Leguminosen- und Weizenproteine sowie Baumwollsaat und andere Proteinarten eingesetzt. Proteinfunktionalität und –konzentration im Rohmaterial sind wichtig für gute Resultate. Qualitätsparamter für TVP-Produkte sind unter anderem die Wasseraufnahme des Extrudats, seine Fasertextur und –länge.

Für die Extrusion von TVP werden der ZSK Food Exutruder mit einem Verfahrensteil mittlerer Länge und die zentrische Granulierung ZGF von Coperion eingesetzt. Der Haupteinlauf des Extruders wird kontinuierlich mit dem Proteinrohstoff beschickt. Direkt im Anschluss daran wird mit Flüssigkeitsdosierwaagen von Coperion K-Tron Wasser eingespritzt. In bestimmten Fällen erfolgt auch eine direkte Dampfinjektion in das Verfahrensteil. Die Rohstoffe werden intensiv gemischt und hydriert, dann geknetet, gekocht und denaturiert.

Am Ende des Verfahrensteils tritt das Produkt durch einen Spritzkopf aus dem Extruder aus und wird dabei so verändert, dass eine poröse, schaumartige Struktur mit ausgerichteten Fasern entsteht. Die rotierenden Messerflügel der zentrischen Granulierung ZGF schneiden das Produkt sofort. Das TVP-Granulat wird anschließend getrocknet und somit stabilisiert, um eine lange Haltbarkeit zu sichern. TVP kann mit hohen Durchsätzen und großen Extrudergrößen produziert werden.

Extrusion von HMMA

HMMA wird häufig für hochwertige Fleischersatzprodukte in Fertiggerichten eingesetzt. Mit unterschiedlichsten Rezepturen und Bearbeitungsparametern können die Strukturen verschiedenster Fleischarten (z.B. Schweinefleisch, Geflügel oder Rindfleisch) nachgebildet werden. Dies ist einer der größten Vorteile aus Sicht der Konsumenten und Herstellers: HMMA-Produkte sind in Aussehen und Textur echtem Fleisch erstaunlich ähnlich.

Der Wassergehalt von HMME entspricht in etwa dem von magerem Fleisch, d. h. ungefähr 50 bis 80% Feuchtigkeit. Die Endprodukte sind deshalb sehr empfindlich und müssen im Kühl- oder Gefrierschrank gelagert werden. Die für die Herstellung von hochwertigem HMMA verwendeten Proteinquellen sind vorwiegend Leguminosen wie Soja, Lupinen oder Erbsen. In bestimmten Fällen, z. B. bei der Herstellung von Streckmitteln für Fleischprodukte, werden der Rezeptur geringere Mengen an echtem Fleisch-, Fisch-, Milch- oder Weizenprotein zugesetzt.

Die Extrusion von HMMA erfordert ein verhältnismäßig langes Verfahrensteil des Extruders. Direkt nach dem ZSK Food-Extruder folgt eine spezielle Kühldüse. Der Proteinrohstoff wird über den Extrudereinlauf in das Verfahrensteil des Extruders dosiert. Danach wird Wasser eingespritzt. Im Verfahrensteil des ZSK Food Extruders werden die Rohstoffe intensiv gemischt, hydriert, geknetet und denaturiert. Die Schmelze wird vom Extruder in die Kühldüse gedrückt. Dort wird eine laminare Strömung der Masse erzwungen und diese gleichzeitig verfestigt. Fasern bzw. fleischähnliche Strukturen werden dabei gebildet. Das aus dem Extruder austretende Fleischersatzprodukt hat die Form eines Strangs oder Bands.

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