Kantelpunt voor nieuw voedsel

21 juli 2025

Een voorbeeld is Novonesis, een wereldwijd bedrijf dat met enzymen en micro-organismen werkt. In Nebraska, VS, leverde GEA de bioprocessing-systemen achter een nieuwe locatie voor de productie van plantaardige eiwitten die is ontworpen voor efficiëntie, hygiëne en continubedrijf.
 
Een ander voorbeeld is Solar Foods, die Soleïne produceert – een microbieel eiwit gemaakt met gebruik van lucht en hernieuwbare elektriciteit. Het bedrijf breidde met succes zijn unieke gasfermentatieproductie uit, ondersteund door procesontwerp en integratie van downstream-technologie van GEA.

Betere bioreactoren: De doorbraak in perfusie

Terwijl bedrijven werken aan schaalvergroting van de kweekvleesproductie, blijft één uitdaging centraal staan: hoe vergroten we de celopbrengst en garanderen we tegelijkertijd dat processen stabiel en kosteneffectief zijn? Bioreactorfunctionaliteit vormt de kern van die vergelijking.

Bij GEA boekt een team ingenieurs vooruitgangen met op perfusie gebaseerde verwerking – een alternatief op batch- en fed-batch-methoden waarmee hogere celdichtheden en productiviteit, en continue celoogst mogelijk worden gemaakt. “Onze onderzoeken en modelleringen tonen dat perfusie de manier is om productiecapaciteit te behalen”, aldus Tatjana Krampitz, Head of Technology Management bij GEA’s New Food-unit. “Om continubedrijf te behalen, combineren we slimme procesregeling met optimale perfusieprestaties, voor goed getimede (gedeeltelijke of continue) oogst- en toevoerstrategieën”.
 
Deze inzichten bewogen GEA er in 2024 toe om een perfusieplatform op instapniveau voor aseptische pilootprojecten te lanceren, inclusief de Axenic P-bioreactor en Kytero-separator voor eenmalig gebruik. Deze unieke combinatie maakt celkweek met hoge densiteit mogelijk, terwijl de centrifuge ook continue celoogst stroomlijnt en reinigings- en sterilisatie-inspanningen reduceert.

GEA’s R&D in new food boekt ook vooruitgangen op gebieden zoals procesregeling (beter mengen bijvoorbeeld), machineleren (voor betere opbrengsten door efficiëntere planning en programmering) en verbeteringen in operationele efficiëntie (door stilstandtijd te reduceren en de beschikbaarheid van productiemedia te garanderen).

Circulaire processen voor new food zijn de volgende innovatie

Met technische expertise in de gehele productieketen bezorgt GEA new food een holistische benadering. Het bedrijf gaat tot het uiterste om opnieuw uit te vinden hoe voedingsmiddelen worden gemaakt – van uitdagende producenten tot (her)structurering van hun productie voor efficiëntie en duurzaamheid op de lange termijn.

Deze holistische benadering doet een beroep op GEA’s diepgaande kennis van verwarming, koeling, bioprocessing en optimalisering van installaties. GEA biedt niet zomaar standaard schaalvergroting, maar helpt bedrijven gespecialiseerd in voedingsmiddelen en biotechnologie om slimmere fabrieken te ontwerpen – gebouwd voor energie-efficiëntie, circulariteit en praktijkprestaties.

“Efficiëntie draait niet alleen om opbrengst”, aldus Tatjana Krampitz. “Het gaat om het bouwen van systemen die van begin af aan slimmer werken – met energieterugwinning, automatisering en flexibele platforms die zich aanpassen aan de ontwikkelingen van de markt. Dat betekent ook een slim gebruik van grondstoffen, zonder in te leveren aan kwaliteit of opbrengst”.

Een voorbeeld van deze holistische benadering: GEA’s samenwerking met innocent drinks, de eerste koolstofneutrale productiefaciliteit voor sap en smoothies ter wereld in Rotterdam. In plaats dat eerst de installatie werd ontworpen en daarna pas de energievraag werd berekend, ontwikkelde GEA’s team de fabriek vanaf dag één rondom diens energievereisten. Het resultaat is een volledig hernieuwbare faciliteit aangedreven door groene elektriciteit, waar afvalwarmte uit koeling wordt opgevangen en elders in het proces wordt hergebruikt.

Een ander voorbeeld van het decarboniseren van de drankenwereld: in 2026 zal een groot drankenbedrijf zijn eerste brouwproces creëren in wat Europa’s eerste koolstofneutrale brouwerij zal worden – ook aangedreven door circulaire energiesystemen van GEA. Ondanks de zware verwarmings- en koelvereisten van het brouwen, verlagen GEA warmtepompen en mechanische damprecompressiesystemen het gebruik van thermische energie met maar liefst 90% door afvalwarmte van koeling en het koken van wort terug te winnen.

Brouwerijlogica toepassen op new food

Adam Mincher, GEA’s Technical Director Engineering for Beer & Alcoholic Beverages, ziet dezelfde logica vertaald naar alternatieve eiwitten. “New food biedt een alternatief voor datgene wat velen zien als onhoudbare industriële landbouw”, vertelt hij. “Maar er zijn nog veel vragen over hoeveel klimaatvoordeel het oplevert – vooral gezien de energie die nodig is om deze installaties draaiende te houden. Als we ze zo ontwerpen dat ze in hun eigen energie voorzien en van het begin af aan circulair zijn, ontketenen we een geheel nieuwe laag van efficiëntie. Dus, als we brouwerijen koolstofneutraal kunnen maken, kunnen we dat ook met precisiefermentatie”.

Hij voegt daaraan toe dat in tegenstelling tot brouwerijen, new food-systemen vaak een stabielere energiebelasting hebben, waardoor ze beter geschikt zijn voor warmteterugwinning.

Schaal heroverwegen: waarom proces het wint van grootte

Voor GEA-ingenieurs is het doel niet alleen om de voetafdruk van voedingsmiddelen te verkleinen, maar ook om de voedselproductie te verschuiven naar gebruik van de logica van de natuur zelf. Zoals Morten Holm Christensen, Application Manager for Biotechnology, uitlegt: “Het metabolisme van micro-organismen produceert product; maar stoot ook water en CO2 uit – en beide kunnen worden opgevangen en hergebruikt. Dat klinkt misschien als sciencefiction, maar dat is exact hoe de natuur altijd heeft gewerkt”.

Slechts enkele jaren geleden, was al het enthousiasme rondom alternatieve eiwitten hoofdzakelijk gericht op schaal – overgaan van laboratoriumexperimenten op industriële opbrengst. Schaal is nog steeds belangrijk. Maar tegenwoordig stellen veel experts dat procesefficiëntie nog belangrijker zou kunnen zijn: continubedrijf, slim energieverbruik en beter bioreactorontwerp blijken krachtiger te zijn dan alleen grootte.

“In gevestigde productiesectoren heeft de verfijning van procesefficiëntie vaak een veel grotere impact op kosten en duurzaamheid dan eenvoudigweg grotere faciliteiten bouwen”, legt Christensen uit. “New food heeft meer nodig dan alleen staal. Het heeft slimmere systemen nodig”. 

Een recente analyse door McKinsey ondersteunt deze verschuiving in de manier van denken. Volgens hun bevindingen kunnen procesverbeteringen de kosten van de goederen die voor gefermenteerde ingrediënten worden verkocht meer verbeteren dan alleen schaalvergroting – met wel 60%. Hoewel een verdubbeling van de schaal van de installatie de eenheidskosten met 20 tot 50% kan verlagen, kan het verbeteren van procesparameters – zoals productconcentratie, fermentatieprestaties en stamstabiliteit – de eenheidskosten met wel 60% verlagen.

Voor precisiefermentatie wijst Christensen op drie gebieden waar slimmere processen essentieel zijn: 

Eén bioreactor of 25.000 koeien

Naarmate de prestaties in al deze drie dimensies verbeteren, kan de productiviteit exponentieel toenemen. “Vandaag de dag kan één grote bioreactor 2.500 melkkoeien vervangen voor wat betreft het vermogen om eiwitten te produceren. Maar als stam-engineering, -stabiliteit en bioreactortechnologie, volgens verwachting, gelijk oplopen, kan diezelfde reactor 25.000 koeien vervangen”.

Wat het optimisme van Christensen aanwakkert, is dat veel van de infrastructuur voor commerciële precisiefermentatie al aanwezig is. “Of het nu de voorbereiding van media, sterilisatie, scheiding, filtratie, zuivering, sproeidrogen of poederverwerking betreft, het portfolio van GEA beslaat al wat nodig is, vooral downstream”, legt hij uit. “En bioreactoren produceren nettowarmte. Voeg daar GEA’s energieterugwinningssystemen aan toe en ze staan nog steviger in hun schoenen”.

Het kantelpunt nadert

Technologie, economie en sociale druk lijnen zich uit. Voor Christensen is het kantelpunt voor new food, en daarmee ook een verschuiving in de macht van de industrie, binnen handbereik. “De laatste knelpunten worden opgelost. De bedrijven die robuuste productiestammen beheersen, zullen de toon aanvoeren. Vooral diegene met stabiele stammen die voorbereid zijn op schaalvergroting, hebben een enorme voorsprong”.

Zijn mededeling draait niet om voorzichtigheid, maar om timing. “De new food-trein heeft het station nog niet verlaten. Maar zodra die dat doet, gaat hij met hoge snelheid”.