Ziel der Entwicklung

Das Ziel des Vorhabens war die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von farbintensiven Malz- bzw. Getreideprodukten, sowie eben dieses Produkt für verschiedene Anwendungen im Lebensmittelbereich (z. B. Frühstückscerealien und Müslikompositionen, Riegel und andere Süßwaren). Als neues, innovatives Verfahren wird die Planetwalzenextrusion (PW-Extrusion) angewendet. Darüber hinaus sollte dieses Verfahren durch den Einsatz der Inline-Farbmessung in seiner Effektivität gesteigert und um ein daraus hervorgehendes Prozessleitsystem ergänzt werden. Die Ergebnisse aus dem Einsatz der Inline-Messtechnik können im Anschluss genutzt werden, um diese Technologie auch auf andere Extrusionsanwendungen im Lebensmittelbereich übertragen zu können. Im Gegensatz zur konventionellen Malzverarbeitung  werden mit diesem Verfahren zugeführte Getreiderohstoffe, bzw. auf Getreide oder Malz basierende Rezepturen in einem Prozessschritt unter thermischer und mechanischer Energieeinwirkung aufgeschlossen, getrocknet, gebräunt / geröstet und beim Austrag expandiert. Das so herstellbare malzartige, farbintensive Produkt kann als expandiertes Granulat oder in gemahlener Form in unterschiedlichen Lebensmittelprodukten verwendet werden. Durch das anzuwendende PW-Verfahren sind Abstufungen hinsichtlich Geschmack, Aroma und Farbe der Malzprodukte möglich und führen so zu einem neuen Produktspektrum, das vielseitig für die Lebensmittelherstellung genutzt werden kann.
Die Bräunung des Produkts stellt hierbei ein entscheidendes Qualitätsmerkmal dar und wird sowohl von Prozess- als auch von Rohstoffparametern bestimmt. In den Prozess zu integrieren ist daher die direkte Inline-Messung von Farbwerten, die bereits während der Produktion Aussagen über die Produktqualität zulassen und ein gezieltes Eingreifen bzw. Anpassen von Prozessparametern ermöglichen.

Vorteile und Lösungen

Das in den Prozess zu integrierende Inline-Messen von Farbwerten, die bereits während der Produktion Aussagen über die Produktqualität zulassen und ggf. ein gezieltes Eingreifen bzw. Anpassen von Prozessparametern ermöglichen, bedeutet für die Praxis eine effektive Qualitätsmaßnahme in der Produktion ohne zeitraubende Laboruntersuchungen. Es bedeutet auch die Anlagen unabhängiger von visuellen Eindrücken der Bediener zu machen und externe Eingriffe zu verringern, um die Produktqualität zu vereinheitlichen.
Über die Produktentwicklung hinaus wird somit eine erweiterte Prozessentwicklung mit integrierbarer Qualitätskontrolle erzielt. Potenziellen Herstellern dieser Erzeugnis ist die Möglichkeit gegeben, äußerst kurzfristig und direkt in den Produktionsprozess einzugreifen und damit Qualitätsabfälle und Fehlchargen zu vermeiden.
Als Ergebnis dieses Teils des Vorhabens steht neben der Möglichkeit zur unmittelbaren Inline-Qualitätskontrolle, die Basis eines Prozessleitsystems zur Verfügung, welche auf weitere Anwendungen in der Lebensmittelindustrie übertragbar ist und somit diversen Anwendern angeboten werden kann. Die direkte Verarbeitung von Malzzwischenstufen ermöglicht bisher vom Einkauf von Malzen abhängigen Produktionen eine selbstständige Entwicklung von malzbasierten Produkten. Auch für typische Malzhersteller sind kurzfristige Herstellungsprozesse von Spezialmalzen entsprechend Kundenanforderungen möglich. Eine Produktumstellung kann ohne Umbau mit der gleichen Anlage von 10 bis 600 EBC innerhalb von wenigen Minuten vorgenommen werden und bietet dadurch eine höhere Flexibilität.

Zielgruppe und Zielmarkt

In Zusammenarbeit mit den Herstellern des Planetwalzenreaktors und des Inline-Farbmesssystems werden die erforderlichen Massnahmen getroffen, um in einem Zeitraum von zwei bis drei Jahren die erforderlichen konstruktiven Änderungen am Granuliersystem und an einer direkterer Messung der Farbe im Materialaustritt vorzunehmen. Unabhängig von diesen Arbeiten können bereits direkt expandierte Malze und deren Applikationen am Markt über eine im ILU e. V. vorhandene Pilotproduktion von bis zu 150 Tonnen pro Jahr (Umsatzvolumina zirka 130.000 Euro pro Jahr) eingeführt und Applikationen daraus initiiert werden. Die wirtschaftliche Verwertung der Malzapplikationen (Mehle und Pulver) erfolgt weiterführend im Auftrag des ILU e. V. durch die gewerblich aktive IGV GmbH (Lizenzeinnahmen von zirka 10.000 Euro pro Jahr). Mit einer Fertigung von beispielsweise 100 Tonnen jährlich kann bereits ein Warenwert bei den Anwendern von etwa 1,8 bis 2,1 Millionen Euro jährlich erreicht werden.
Der Schwerpunkt der Umsetzung der Ergebnisse liegt im Anlagenbau. Marktziele sind die Konzipierung, technologische Projektierung und Projektbegleitung bei der Errichtung von Planetwalzenreaktoren mit dem Inline-Farbmessytem für die Herstellung von Malzprodukten aus Basisprodukten der Malzherstellung (Grün- und Schwelkmalz). Es ist von Fertigungsanlagen im Bereich von 800 bis 1.500 Kilogramm pro Stunde auszugehen. Betriebsabhängig betrifft es dann Investitionen von 2 bis 3,5 Millionen Euro pro Anlage. Das Marktpotenzial in Europa beträgt zirka vier bis fünf Anlagen pro Jahr. Eine gesonderte Nachrüstung mit der Inline-Farbmessung an vorhandene Systeme ist bereits mit 75.000 bis 90.000 Euro realisierbar.
Zusätzlicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf entsteht aus der regelungstechnischen Umsetzung der Ergebnisse in Softwareprogramme für die Anwender, aber auch für Simulationsprofile, um zukünftige Produktentwicklungen kostensparender zu ermöglichen. Ein weiters Entwicklungsgebiet ist die nun durchführbare Auslegung von Malzen für die Extrakthersteller mit angepassten Farbnuancen von gelborange bis rotorange, z. B. Zuckerkulöraustausch in Backwaren-, Nährmittel- und Fleischprodukten). Die Entwicklung von direkt extrahierten Inhaltsstoffen steht dabei ebenfalls im Fokus, mit dem Ziel Produkte ohne aufwendiges Maischen energetisch günstiger zu entwickeln.
Die ILU e. V. nutzt die Erkenntnisse zum Ausbau von Beratungs- und Schulungsleistungen in der gesamten Ernährungsindustrie und für die Entwicklung von technologischen Erfordernissen beim Einsatz dieser Produkte in spezifischen Einsatzgebieten wie der milchverarbeitenden Industrie, für die Herstellung Backwarenadditiven oder Füllungen zur Herstellung von Snacks und Co-Extrudaten.
Ein spezielles Anliegen ist die Nutzbarmachung von Re-Work aus der Lebensmittelbranche für die Herstellung kombinierter Erzeugnisse (gezielte natürliche Aromabildung ohne E-Klassen-Produkte) mit konstanten Qualitätsmerkmalen.