Erst testen, dann kaufen

GEA Versuchsanlage zur Flüssigstickstoff-Gefriertrocknung (Bild: GEA)

 

GEA hat eine neue Versuchsanlage zur Gefriertrocknung von Bakterien mit Stickstoff auf den Markt gebracht. Damit können Nahrungsmittel- und Milchverarbeiter die neue Technologie vorab am eigenen Standort erproben, ehe sie im großen Stil in Produktionsanlagen investieren. Durch die Möglichkeit, Bakterien vor der Trocknung zu Pellets einzufrieren, bietet GEA Verarbeitern künftig mehr Flexibilität bei einer gleichzeitig höheren Anzahl aktiver Zellen sowie Kosteneinsparungen dank besserer Ausnutzung ihrer Fermentationsanlagen und Gefriertrockner.

Viele milch- und lebensmittelverarbeitenden Betriebe sowie Hersteller probiotischer Produkte setzen in ihren Produktionsprozessen lebende Bakterien ein (etwa bei Joghurt oder Käse). Traditionell haben sie dafür ihre eigenen Bakterienstämme verwendet und diese von einer Charge zur nächsten übertragen. Mit dem Aufkommen zunehmend spezialisierter Bakterienstämme nahm jedoch auch die Notwendigkeit zu, diese auf breiterer Ebene verfügbar zu machen. Dazu werden die Bakterien üblicherweise auf -50 °C eingefroren und dann unter temperaturgeführten Bedingungen bis zu ihrem Einsatz gelagert. Dafür ist jedoch eine lückenlose Kühlkette erforderlich, die zwar in Industrieländern problemlos realisierbar sein mag, anderswo hingegen nicht.

Aus diesem Grund sind gefriergetrocknete Bakterien inzwischen eine beliebte Option, denn sie können bei Raumtemperatur transportiert und gelagert sowie nach Bedarf rehydriert werden. Das Gefriertrocknen von Bakterien ist jedoch ein aufwändiger Prozess: Auf das mehrstündige Einfrieren folgen weitere 48 bis 72 Stunden, bis die Lyophilisation abgeschlossen ist. Das bindet die kostenintensiven Systeme zur Gefriertrocknung und schränkt das Produktionsvolumen ein.

Mit seiner Versuchsanlage schlägt GEA einen neuen Weg ein. Die Bakterien werden in einem Bad aus flüssigem Stickstoff außerhalb des Gefriertrockners zu Pellets gefroren und anschließend nach dem üblichen Verfahren getrocknet. Diese Methode birgt eine Reihe klarer Vorteile: Statt die Bakterien immer nur chargenweise einzufrieren, können sie beispielsweise einem kontinuierlichen Strom entnommen werden, was sowohl die Flexibilität und als auch die Anlagenauslastung verbessert. Da Fermentation und Gefriertrocknung in getrennten Schritten erfolgen, muss der Gefriertrockner nach dem Einfrieren des Produkts nicht verfügbar bleiben: Die Bakterien können bis zum nächsten Schritt bei -50 °C gelagert werden. Zudem ist die Überlebensrate der Bakterien fast doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Gefriertrocknungsmethoden. Und schließlich trocknen gefrorene Pellets viel schneller als Bakterien in Scheibenform, wodurch sich der Lyophilisationsprozess von bis zu 72 Stunden auf durchschnittlich nur 24 bis 36 Stunden verkürzt.

„Natürlich entstehen für den Flüssigstickstoff auch Kosten, doch durch die optimierte Auslastung des Gefriertrockners werden diese mehr als wettgemacht“, erläutert Morten Pedersen, Area Sales Manager bei GEA Process Engineering. „Gefriertrockner sind teuer. Deshalb müssen wir dafür sorgen, dass unsere Kunden den bestmöglichen Output erhalten.“

Pedersen verweist auch auf die höhere Zellenzahl bei dieser Methode: „Bakterien, die mittels flüssigem Stickstoff schnell eingefroren und auf diese Weise getrocknet werden, weisen doppelt so viele lebensfähige Zellen auf als dies bei anderen Methoden der Fall ist. Dieses Produkt ist effektiver als andere Optionen, was für unsere Kunden letztendlich niedrigere Kosten bedeutet.“

Die neue Pilotanlage kommt mit einem klaren Design, ist einfach zu benutzen und kann vor Ort gereinigt werden. „Wir sind von dieser Technologie absolut überzeugt und möchten unseren Kunden die Möglichkeit bieten, sie am eigenen Standort selbst auszuprobieren“, so Morten Pedersen weiter. „Die bereits mit der neuen Pilotanlage erzielten Ergebnisse können sich sehen lassen und werden sicher auch unsere Kunden begeistern.“

Vom 3. bis 5. Dezember 2019 wird GEA seine Pilotanlage zur Stickstoff-Gefriertrocknung auf der Fi Europe – der Food ingredients Europe – in Paris vorstellen.