Trendwende New food

21. Juli 2025

Beispiele sind Novonesis, ein Spezialist für Enzyme und Mikroorganismen, der im US-Bundesstaat Nebraska  eine neue Fermentationsanlage aufgebaut hat. Dorthin lieferte GEA die Bioprozesssysteme zur Aufbereitung von pflanzlichen Proteinen, die auf Effizienz, Hygiene und kontinuierlichen Betrieb ausgelegt sind. 

Oder Solar Foods, das mit Strom aus erneuerbaren Energien und CO₂ ein mikrobielles Protein namens Solein herstellt. Auch hier war GEA Teil der Prozessentwicklung – von der Gasfermentation bis zur Integration nachgelagerter Prozesse nach dem Bioreaktor, wie dem Zentrifugieren, Filtrieren und Trocknen.

Bessere Bioreaktoren

Während Unternehmen daran arbeiten, die Produktion von kultiviertem Fleisch zu skalieren, bleibt eine zentrale Herausforderung bestehen: Wie lassen sich die Zellausbeute erhöhen und gleichzeitig die Prozesse stabil und kosteneffizient halten? Eine Schlüsselrolle hierbei spielt die Funktionsweise der Bioreaktoren.

Bei GEA arbeitet ein Team derzeit daran, Perfusionsverfahren als Alternative zu Batch- und Fed-Batch-Methoden weiterzuentwickeln. Das Ziel: höhere Zelldichten, mehr Produktivität – und die Möglichkeit, Zellen kontinuierlich zu ernten. 

„Unsere Modellierungen zeigen: Perfusion ist aktuell der Weg zur Skalierung, also einer besseren Produktionskapazität“, sagt Tatjana Krampitz, Head of Technology Management New Food bei GEA. „Um den kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten, kombinieren wir intelligente Prozesssteuerung mit optimaler Perfusionsleistung. Auf diese Weise können wir zeitlich gut abgestimmte (teilweise oder kontinuierliche) Entnahme- und Fütterungsstrategien schaffen.“

Auf Basis dessen brachte GEA 2024 eine modulare, aseptische Perfusionsplattform auf den Markt: Die Einsteigervariante kombiniert zum Beispiel den Axenic-P-Bioreaktor mit dem Einwegseparator Kytero – und schafft damit die Voraussetzung für stabile Prozesse mit hoher Zelldichte bei einem überschaubaren Reinigungs- und Sterilisationsaufwand.

Zugleich arbeitet GEA an neuen Steuerungskonzepten (etwa dem intelligenten Mischen), maschinellem Lernen (zum Steigern der Ausbeute durch effizientere Planung) und an der besseren Verfügbarkeit von Produktionsmitteln durch geringere Stillstandszeiten für New-Food-Anlagen.

Zirkuläre New-Food-Prozesse – die nächste Innovationsstufe

Mit Engineering-Kompetenz entlang der gesamten Produktionskette bringt GEA eine ganzheitliche Perspektive in die New-Food-Welt. Kunden werden zum Umdenken angeregt: Wie und woraus entstehen Lebensmittel? Und wie könnte eine Produktion aufgebaut sein, um langfristig effizienter und nachhaltiger zu sein.

Diese ganzheitliche Sicht stützt sich auf GEAs fundiertes Know-how in der Wärme- und Kältetechnik, Bioprozessplanung und Anlagenoptimierung. Statt ausschließlich dem klassischen Ansatz zu verfolgen, Kosten durch größere Anlagen zu senken, entwirft GEA smartere Anlagen für Lebensmittel- und Biotechunternehmen – getrimmt auf Energieeffizienz, Zirkularität und Praxistauglichkeit.

„Effizienz bedeutet nicht nur Leistung“, sagt Tatjana Krampitz. „Es geht darum, Systeme von Grund auf intelligenter zu bauen – mit Energierückgewinnung, Automatisierung und flexiblen Plattformen, die sich an Marktveränderungen anpassen lassen. Dazu gehört auch: Ressourcen effizient zu nutzen, ohne bei Qualität oder Ausbeute Abstriche zu machen.“

Ein gutes Beispiel für die holistische Herangehensweise ist die Zusammenarbeit mit innocent drinks: In Rotterdam entstand die weltweit erste klimaneutrale Smoothie- und Saftfabrik – geplant und gebaut mit GEA. Statt wie üblich zuerst die Anlage zu konzipieren und danach den Energiebedarf zu berechnen, entwickelte das GEA-Team die gesamten Prozesse und Technologien um die energetischen Anforderungen herum. Das Ergebnis: eine mit Grünstrom betriebene Produktionsstätte, in der Abwärme aus der Kältegewinnung aufgefangen und an anderer Stelle im Prozess wiederverwendet wird.

Ein weiteres Beispiel für eine Dekarbonisierung der Getränkewelt: Im Jahr 2026 wird ein großes Getränkeunternehmen sein erstes Bier in Europas erster CO2-neutraler Brauerei produzieren – ebenfalls mit GEA-Technologie. Obwohl Brauereien besonders hohe Anforderungen an Heiz- und Kühltechnik stellen, können die Wärmepumpen von GEA und mechanischen Dampfkompressionssysteme den thermischen Energiebedarf um bis zu 90 Prozent senken – durch gezielte Rückführung von Abwärme aus Kühlung und Würzekochung.

Was Brauereien können, kann New Food auch

Adam Mincher, Technischer Direktor Engineering für Bier und alkoholische Getränke, GEA, sieht großes Potenzial, diese Logik auch auf alternative Proteine zu übertragen. „New Food ist eine Alternative zu dem, was viele als nicht nachhaltige industrielle Landwirtschaft empfinden“, sagt er. „Aber es gibt berechtigte Fragen zum tatsächlichen Klimavorteil – vor allem, wenn man den Energiebedarf der Produktionsanlagen berücksichtigt. Wenn wir diese Anlagen von Anfang an energieautark und zirkulär planen, erschließen wir eine ganz neue Effizienzebene. Wenn wir Brauereien auf Netto-Null bringen, schaffen wir das auch bei der Präzisionsfermentation.“

Ein Vorteil: Im Gegensatz zu Brauereien laufen New-Food-Prozesse oft mit konstanteren Lastprofilen. Das macht sie noch besser für Wärmerückgewinnung geeignet.

Skalieren neu gedacht: Prozess schlägt Größe

Für die Ingenieure bei GEA liegt die große Chance nicht nur darin, den Fußabdruck der Lebensmittelindustrie zu verringern – sondern sie näher an natürliche Stoffkreisläufe heranzuführen. Morten Holm Christensen, Application Manager Biotechnology bei GEA, erklärt: „Mikrobieller Stoffwechsel produziert neben dem gewünschten Produkt auch Wasser und CO2. Beides lässt sich auffangen und wiederverwenden – zum Beispiel als Kohlenstoffquelle für weiteres Zellwachstum. Klingt nach Science-Fiction, ist aber genau das, was die Natur seit jeher macht.“

Noch vor wenigen Jahren war das Augenmerk bei alternativen Proteinen vor allem auf die Skalierung gerichtet – vom Labor zur industriellen Fertigung. Und auch heute spielt Größe eine Rolle. Doch viele Fachleute sind sich einig: Entscheidend für Wirtschaftlichkeit und Marktreife ist vor allem die Effizienz der Prozesse: durch kontinuierliche Betriebsmodi, intelligente Energienutzung und neue Bioreaktorkonzepte.

„In vielen etablierten Produktionsbranchen hat die Feinabstimmung der Prozesseffizienz deutlich mehr Einfluss auf Kosten und Nachhaltigkeit als die bloße Vergrößerung der Anlagen“, erklärt Christensen. „New Food braucht mehr als nur Stahl, es braucht intelligentere Systeme.“ 

Eine aktuelle McKinsey-Analyse bestätigt diesen Trend: Prozessverbesserungen senken die Stückkosten fermentierter Zutaten stärker als die reine Skalierung – um bis zu 60 Prozent. Eine Verdopplung der Anlagengröße reduziert die Kosten um 20 bis 50 Prozent. Werden hingegen gleichzeitig Produktkonzentration, Fermentationsleistung und Zellstabilität verbessert, sind Einsparungen von 50 bis 60 Prozent möglich.

Für die Präzisionsfermentation nennt Christensen drei Hebel, bei denen intelligentere Prozesse unerlässlich sind: 

25.000 Kühe pro Bioreaktor?

Da sich die Leistung entlang aller drei Achsen verbessert, rechnet Christensen mit enormen Produktivitätssteigerungen: „Nehmen wir an, ein großer Bioreaktor ersetzt heute die Proteinleistung von 2.500 Milchkühen“, sagt Christensen. „Wenn Bioreaktortechnik, Zellstabilität und Strain Engineering weiter Hand in Hand gehen, wie wir erwarten, könnte ein einziger Reaktor durch Synergien die Leistung von 25.000 Kühen ersetzen.“

Christensens Optimismus speist sich auch aus dem Umstand, dass viele der Voraussetzungen für industrielle Skalierung bereits gegeben sind – insbesondere für die Präzisionsfermentation. „Ob Medienaufbereitung, Sterilisation, Separation, Filtration, Reinigung, Sprühtrocknung oder Pulverhandling – allein das Portfolio von GEA bietet hier umfassende Lösungen, gerade im Downstream-Bereich“, so Christensen. „Und nicht vergessen: Diese Bioreaktoren sind Netto-Wärmeerzeuger. Wenn wir GEAs Fähigkeit zur Energierückgewinnung einbeziehen, wird das Argument noch überzeugender.“ 

Der Wendepunkt ist nah

Technologie, Wirtschaftlichkeit und gesellschaftliche Dringlichkeit kommen nun zusammen – und könnten sich auch die Kraftverhältnisse verschieben. „Die letzten Engpässe werden gerade gelöst. Die Akteure, die robuste Zellstämme beherrschen, werden den Markt dominieren. Vor allem große Unternehmen mit stabilen Produktionsstämmen haben hier einen klaren Vorteil.“

Seine Botschaft ist keine Warnung, sondern ein Weckruf zum richtigen Zeitpunkt: „Noch hat der New-Food-Zug den Bahnhof nicht verlassen – aber wenn er abfährt, dann mit Tempo.“