Menu
Plantaardige eiwitten, hoe produceer je deze?
Vraag aan

Plantaardige eiwitten, hoe produceer je deze?

Alternatieve eiwitten zijn hot. Om uiteenlopende redenen is er een groeiende vraag naar plantaardige eiwitten voor de voedings- en diervoederindustrie. In dit artikel beschrijven we in 6 stappen hoe plantaardige eiwitten geproduceerd worden.
Grondstoffen plantaardige eiwitten

In een eerder artikel is uiteengezet waarom je als bedrijf in de voedingsmiddelenindustrie plantaardige eiwitten zou kunnen overwegen. In dit artikel richten we ons op de productie van eiwitten. Hoe verloopt zo’n proces? We beschrijven het voor je in 6 stappen.

Belangrijk is om je te realiseren dat vrijwel geen enkel proces in de voedingsmiddelenindustrie exact hetzelfde is. Dat geldt dus ook voor de productie of verwerking van plantaardige eiwitten. Wel omvat dat proces grofweg de volgende vaste stappen:

  • Stap 1 - Grondstof selectie en voorbehandeling 
  • Stap 2 - Eiwitextractie 
  • Stap 3 - Zuivering- eiwitisolatie
  • Stap 4 - Drogen 
  • Stap 5 - Zetmeelbereiding
  • Stap 6 - Effluentbehandeling 

Stap 1: Grondstofselectie en voorbehandeling

De grondstof voor eiwitextractie is vaak een bloem, verkregen uit peulvruchten of granen. Deze bloem wordt met een vooraf bepaalde hoeveelheid water gemengd, afhankelijk van de gewenste eiwitzuiverheid en opbrengst. De pH-waarde van het mengsel wordt vervolgens aangepast met zuur of alkali, afhankelijk van het eindproduct dat wordt vervaardigd. Het eindproduct van deze stap noemen we voor het gemak even de basisgrondstof. Winning van eiwitten gebeurt natuurlijk ook als gevolg van het feit dat ze als component voorkomen in grondstoffen die voor andere doeleinden worden verwerkt. Een voorbeeld is bijvoorbeeld bij de zetmeel winning.

Decanter Centrifuge | Centrifuges & Separation Equipment
Decanter Centrifuge | Centrifuges & Separation Equipment

Stap 2: Eiwitextractie

De volgende stap is de extractie van het eiwitconcentraat uit de basisgrondstof. We scheiden hier een vast en vloeibaar extract van elkaar met behulp van een decanter. De vloeibare extractie van een eiwitconcentraat begint met eiwit coagulatie en scheiding van de neergeslagen eiwitten en onoplosbare vezels. Coaguleren (m.b.t. eiwitten) betekent dat eiwitten die opgelost zijn in een colloïdale oplossing (lees: opgelost in een vloeistof), onder invloed van een externe invloed (temperatuur, pH, druk...) samenklonteren en niet meer in oplossing blijven. Coagulatie gebeurt bij een pH rond het iso-elektrisch punt of wanneer het extract tot een bepaalde temperatuur verhoogd wordt. Uiteindelijk resulteert deze stap in een plantaardig concentraat met een eiwit niveau van minimaal 50%.

Stap 3: Zuivering & Eiwitisolatie

De volgende stap is om het concentraat uit de vorige stap verder te zuiveren met als doel een eiwitisolaat te maken met een eiwitgehalte van ten minste 80%. Ook in dit proces speelt de decanter een rol, want onder alkalische omstandigheden, lost de eiwitfractie voor een groot deel op in de waterige fase. De waterfase die verkregen wordt uit alkalische extractie, bevat het grootste deel van de opgeloste eiwitten; deze worden op hun beurt neergeslagen uit de vloeibare-fase en gescheiden in een decanter. De waterfase uit de decanter - de weifractie - bestaat voornamelijk uit zouten en oplosbare koolhydraten. De vaste fase die overblijft is de massa van de samengeklonterde eiwitten, in het Engels ook wel met “protein curd” aangeduid. 

Voordat we overgaan naar de volgende stap - het drogen tot een eiwit-isolaatpoeder - is er verdunning nodig, de pH moet aangepast en er is een thermische behandeling nodig. Een nog hogere zuiverheid van het eiwit-isolaat kan bereikt worden door extra wassen in een zuiveringscentrifuge. De thermische behandeling werkt daarnaast als een pasteurisatiestap en is van groot belang om de uiteindelijke functionele eigenschappen van het product te bewerkstelligen. 

Meertrapssysteem dat sproeidrogen en wervelbedtechnologie in één installatie combineert
Meertrapssysteem dat sproeidrogen en wervelbedtechnologie in één installatie combineert

Stap 4: Drogen

De laatste stap is het drogen van de uit de protein curd geïsoleerde eiwitten in een sproeidroger tot een eiwit-isolaatpoeder. Eerst wordt de eiwitrijke fractieverdund tot de gewenste concentratie en viscositeit. Vervolgens wordt de oplossing verstoven in een sproeidroger.

Sproeidrogen is in de voedingsmiddelenindustrie het meest gebruikte proces om poeders te produceren, omdat de hittebelasting relatief laag is, de poedereigenschappen zeer goed in te stellen is en er met een grote capaciteit geproduceerd kan worden. Er zijn meerdere type sproeidrogers op de markt. De keuze van de droger is afhankelijk van het niveau van eiwithydrolyse en gewenste uiteindelijke poedereigenschappen, zoals deeltjesgrootte en dichtheid, evenals de vereiste oplosbaarheid en dispersie-eigenschappen. 

Stap 5: Zetmeelbereiding

Tijdens de productie van zetmeel en zetmeelderivaten worden eiwitten teruggewonnen uit de productstroom.  Het zetmeel proces zelf en met name het drogen van zetmeel gebeurt met een zogeheten flashdroger, terwijl ringdrogers meestal gebruikt worden voor vezeligere materialen. Beide typen drogers maken daarbij meestal gebruik van een dubbele paddle-mixer. Deze kan fungeren als bufferhopper, of voor het terugmengen en/of toevoeren van het materiaal voordat het wordt ingevoerd in de luchtstroom van de droger.

Stap 6: Effluentbehandeling

Hoewel het niet de kern is van het productieproces van plantaardige eiwitten, kunnen bijproducten in de effluentstromen - een uitstromende afvalstof van een proces - van water (zoals vezels en oplosbare componenten) verder verwerkt worden. Effluent van het eiwitisolatieproces kan thermisch gescheiden worden met een indamper

Tot slot kan het condensaat uit de verdamper verder worden gezuiverd in een omgekeerde osmose (RO) proces om een geconcentreerd retentaat en een permeaat van een zeer hoge zuiverheid te genereren dat kan worden gerecycled als proceswater. Het RO-permeaat kan ook als CIP-water (cleaning-in-place) worden gebruikt.

GEA logo event

Gratis advies op maat van een expert

Het is natuurlijk wel van belang dat producenten erop kunnen vertrouwen dat plantaardige eiwitten voldoen aan de eisen die een klant stelt op het gebied van productzuiverheid en functionaliteit, tegen een optimale opbrengst. Experts van GEA informeren je daarom graag over de mogelijkheden die alternatieve eiwitten jouw bedrijf kunnen bieden en hoe je deze kunt verwerken in een proces. Het doel daarbij is om samen een kostenefficiënte en optimale productielijn in te richten, uiteraard met hoogwaardige apparatuur en gericht op een hoge doorvoer. 

Interesse? Vul onderstaand formulier in en één van onze experts informeert je over de mogelijkheden van plantaardige eiwitten in een telefonisch consult.

Blijf op de hoogte van GEA’s innovaties en verhalen door u in te schrijven op nieuws van GEA.

Inschrijven

Wij zijn er om u te helpen! Met slechts een paar gegevens kunnen we uw vraag beantwoorden.

Stel uw vraag