Verarbeitung von Insektenproteinmehl und -lipiden – Nassschmelzverfahren

Übersicht über das Verfahren

Nassschmelzsysteme von Alfa Laval – die Fakten

Die Hauptverarbeitungsschritte des Nassschmelzverfahrens:  

• Aufbereitung des Ausgangsmaterials 
• Erhitzung des Ausgangsmaterials 
• Separation von Lipiden, Proteinen und Leimwasser in einer Dekanterzentrifuge 
• Reinigung der Lipide in einem Zentrifugalseparator 
• Rückgewinnung löslicher Proteine aus dem Leimwasser in einem Verdampfungssystem  
• Endtrocknung von löslichen und unlöslichen Proteinen in einem Trockner

• Verarbeitungskapazität: ab 400 kg/h 
• Reinheit der Lipide: >99 % 
• Insektenmehl: weniger als 10 % Lipide und geringer Feuchtigkeitsgehalt   
• Maximale Verarbeitungstemperatur: 95 °C (203 °F) 
• Retentionszeit: ≥ 2 Min.  
• Benötigte Grundfläche: 260 m2 (1–5 t/h) 

Aufbereiten und Erhitzen des Ausgangsmaterials

Als Ausgangsmaterial eignen sich verschiedene Insekten. Dabei kommen die Larven der schwarzen Soldatenfliege, Grillen und Mehlwürmer am häufigsten zum Einsatz. Im ersten Verarbeitungsschritt wird das Ausgangsmaterial in kleine Stücke geschnitten, um die Pumpfähigkeit zu verbessern und die Verarbeitung in den nachfolgenden Erhitzungs- und Separationsstufen zu erleichtern. 

Anschließend wird das Ausgangsmaterial mit einer von zwei Methoden erhitzt: 

1. Dampfinjektion 

Hierbei wird der Dampf in einem DSI-Erhitzer direkt in das Ausgangsmaterial injiziert. Das Produkt wird dabei auf seinem Weg durch die Anlage fortwährend umgerührt.  

Die Dampfinjektion ist eine effiziente Methode zum Erhitzen des Ausgangsmaterials und dauert nur wenige Minuten. Die kurze Erhitzungsdauer minimiert die thermische Belastung des Produkts. Dies wirkt sich positiv auf die Qualität des Endprodukts aus. Darüber hinaus trägt der injizierte Dampf dazu bei, Ablagerungen zu reduzieren und die Lipide aus dem Larvenpüree auszuwaschen. Das senkt den Lipidgehalt im fertigen Mehl. 

2. Indirektes Erhitzen  

Beim indirekten Erhitzen wird das Larvenpüree ohne direkten Kontakt mit dem Dampf in einem Alfa Laval Contherm-Wärmetauscher mit geschabter Oberfläche erhitzt. Der Vorgang ist nach nur wenigen Minuten abgeschlossen. Dabei rühren rotierende Schaufeln das Püree im Wärmetauscher kontinuierlich um, um eine hohe thermische Effizienz zu gewährleisten. Die rotierenden Schaufeln minimieren zudem die Ablagerungen an der Innenfläche, was die Betriebszeit verlängert. 

Vergleich zwischen Dampfinjektion mit indirektem Erhitzen 

Der Hauptunterschied zwischen der Dampfinjektion und dem indirekten Erhitzen besteht darin, dass der Dampf beim indirekten Erhitzen zu keiner Zeit mit dem Produkt in Berührung kommt. Bei der Dampfinjektion wird zusätzliches Wasser hinzugefügt, das in der Verdampfungsstufe wieder entfernt werden muss. Hierdurch erhöhen sich sowohl der Wasserverbrauch als auch die Energiekosten. Das wird beim indirekten Erhitzen vermieden. 

Ein zweiter entscheidender Vorteil ist, dass eine Contherm-Einheit hygienischer ist als ein Erhitzer mit Direktdampfinjektion. Damit können Sie auch die Anforderungen der strengsten Normen erfüllen.  

Bei der Dampfinjektion ist von Vorteil, dass die Investitionskosten niedriger sind und die Separation der Lipidfraktion effizienter verläuft, was wiederum einen erhöhten Lipidertrag und einen niedrigeren Lipidgehalt im Insektenmehl zur Folge hat. 

Beide Methoden erzielen im Vergleich zum Trockenverfahren eine deutlich höhere Produktqualität, da das Produkt auf eine geringere Temperatur erhitzt wird und der Hitze deutlich kürzer ausgesetzt ist. Kontaktieren Sie uns für ein Beratungsgespräch und erfahren Sie, welche Methode sich für Ihre Anforderungen am besten eignet. 

Contherm-Wärmetauscher 

Separation von Lipiden, Protein und Leimwasser 

Nach dem Erhitzen wird das Püree in einer oder zwei Dekanterzentrifugen in drei Fraktionen separiert: 

• Protein (Feststoffe) 
• Lipide (Flüssigkeit) 
• Leimwasser (Wasser mit löslichen Proteinen) 

Eine spezielle Konfiguration des Dekanters ermöglicht den Betrieb mit einer großen Teichtiefe. Dadurch ist die Separationsleistung der Alfa Laval Foodec-Dekanter sehr hoch. Der geringe Wassergehalt in der Feststofffraktion nach der Separation senkt den Energieverbrauch in der nachfolgenden Trocknungsstufe und damit die Energiekosten sowie die Investitionskosten für Trockner und Kocher. Der niedrige Lipidgehalt im Insektenmehl erhöht den Marktwert – die Rentabilität steigt.  

Die effektive Separation sorgt außerdem für eine sehr saubere Lipidfraktion direkt nach dem Dekantieren. Somit kann der nachgeschaltete Zentrifugalseparator kleiner gewählt werden, was wiederum geringere Investitions- und Betriebskosten zur Folge hat. 

Der Dekanter kann mit einem vollautomatischen CIP-Reinigungssystem zur schnellen und einfachen Innen- und Außenreinigung ausgestattet werden. 

Foodec-Dekanter

Reinigung der Insektenlipide 

Die Reinigung der Lipidfraktion erfolgt in einem Separator. Dabei werden dem Produkt feine Feststoffe und Restwasser entzogen.    

Unsere Clara- und AFPX-Separatoren reinigen die Insektenlipide auf höchstem Niveau und senken auch den Lipidgehalt im Leimwasser, so dass der Wert der Nebenprodukte steigt. Dank der außergewöhnlichen Separationsleistung enthalten die verarbeiteten Lipide nur ein Minimum an Feuchtigkeit, was sich in einem höheren Marktwert und langer Haltbarkeit niederschlägt. 

Die Alfa Laval Separatoren zeichnen sich durch eine schonende Produktbehandlung, hervorragende Korrosionsbeständigkeit, ausgezeichnete Hygiene und niedrige Betriebskosten aus.   

Informationen zu unseren Separatoren für die Lebensmittelproduktion 

Rückgewinnung von Protein aus dem Leimwasser

Das Leimwasser wird zu einem Verdampfungssystem geleitet, wo das Wasser entfernt und das lösliche Protein aufkonzentriert wird. Da sich 10–15 % des gesamten Proteingehalts im Leimwasser befinden, wirkt sich seine Rückgewinnung erheblich auf den Gesamtertrag des Verfahrens aus. Die löslichen Proteine sind leichter verdaulich als die Proteine im Feststoffstrom. Das bedeutet, ihre Rückgewinnung verbessert die Verdaulichkeit des fertigen Mehls. 

Durch das Aufkonzentrieren des Leimwassers muss außerdem weniger Abwasser verarbeitet werden, und das separierte Wasser lässt sich recyceln und wiederverwenden. Das senkt den Gesamtwasserverbrauch. 

Die Alfa Laval Plattenverdampfungssysteme AlfaVap und AlfaFlash eignen sich optimal zum Aufkonzentrieren des Leimwassers. AlfaVap ist für Verfahren mit geringen bis mittleren Ablagerungen vorgesehen und AlfaFlash für Anwendungen mit starken Ablagerungen. 

Beide Systeme sind in mehreren Konfigurationen verfügbar und können betrieben werden mit: 

• Dampf. 
• Dampf mit einem thermischen Brüdenverdichter,  
• Strom mit einem mechanischem Brüdenverdichter. 
• Abwärme aus dem Trockner, was Einsparungen von bis zu 100 % beim Kocher ermöglicht. 

Für eine effiziente Wiederverwendung von Energie umfasst das Alfa Laval Verdampfungssystem häufig mehrere Verdampfungsstufen (oder Effekte) und minimiert dadurch den Energieverbrauch. 

AlfaVap- und AlfaFlash-Verdampfer können Produktströme mit einer höheren Konzentration verarbeiten als die meisten anderen Verdampfungssysteme. Dadurch können Sie das Leimwasser stärker aufkonzentrieren und so die Belastung des Trockners verringern, was erhebliche Energieeinsparungen bedeutet. 

AlfaVap und AlfaFlash sind überaus flexible Systeme, die sich problemlos erweitern lassen – durch das Hinzufügen neuer Kassetten im Plattenwärmetauscher oder ganzer Effekte. Darüber hinaus macht der hohe thermische Wirkungsgrad die Systeme sehr kompakt. Das verringert die Installationskosten.  

Informationen zum AlfaVap-Verdampfungssystem   Informationen zum AlfaFlash-Verdampfungssystem 

Endtrocknung des Insektenmehls 

Die Feststoffe aus dem Dekanter und das aufkonzentrierte Leimwasser aus dem Verdampfer werden vermischt und im Trockner getrocknet. 

Hierbei können verschiedene Trocknungstechnologien zum Einsatz kommen. Üblicherweise werden in dieser Anwendung Scheibentrockner, Wirbelschichttrockner oder Lufttrockner verwendet. 

Bei Verwendung eines Scheibentrockners ist es möglich, die Abwärme im Verdampfer wiederzuverwenden und auf diese Weise die Betriebskosten zu senken. Scheibentrockner sind jedoch keine lebensmitteltauglichen Anlagen. 

Verarbeitungssysteme für Insektenmehl 

Wir haben vollständige Nassschmelzsysteme für alle Arten von Insekten und in allen Größen im Angebot, von Pilot- bis zu Komplettanlagen. 

Unsere Proteinverarbeitungsexperten verfügen über langjährige Erfahrung bei der Entwicklung von Proteinverarbeitungssystemen und deren Optimierung auf Komponenten-, Modul- und Systemebene. Kontaktieren Sie uns bereits in der Frühphase Ihres Projekts und erhalten Sie wertvolle Ratschläge bezüglich der Ausrüstungswahl oder der Gestaltung Ihrer Prozesslinie.

Jetzt einsteigen 

Kontaktformular

Wir möchten Sie bestmöglich unterstützen. Füllen Sie deshalb bitte alle Pflichtangaben aus, damit wir Ihnen schnellstmöglich auf direktem Weg antworten können.

Wichtige Information

Private Anfragen werden von uns nicht bearbeitet. Unsere Vertriebspartner helfen Ihnen gern, einen Installateur in Ihrer Nähe zu finden.