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Impressum
Untersuchungen und Modellierung eines neuartigen Extrusionsprozesses für die Lebensmittelverarbeitung
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 15459 N
Laufzeit: 01.01.2008
- 31.12.2009
Fördersumme: 572.700 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Bei der Verarbeitung von Lebensmitteln werden
Extruder, insbesondere Ein- und Zweiwellenextruder,
für die kontinuierliche Prozessierung
mittels Druck, Temperatur und Scherung seit
vielen Jahren erfolgreich eingesetzt. Allerdings
ist die in diesen Extrudern auftretende hohe
Scherung für einen produktschonenden Prozess
nicht geeignet, so dass z.B. bei hochviskosen
Medien eine exakte Temperaturführung gerade
im mittleren und niedrigen Temperaturbereich
nicht möglich ist. Genau diese Anforderungen
sind aber z.B. für eine kontinuierliche Lösungsmittel-
Extraktion von bioaktiven Inhaltsstoffen
mit Ausnutzung der spezifischen Vorteile des
Extruders (intensive Vermischung und kontinuierliche
Prozessführung) von entscheidender
Bedeutung. Eine relevante Gruppe dafür sind die
Tocopherole, die sowohl einen ernährungsphysiologischen
Nutzen als auch antioxidative
Wirkung haben. Ein Ausgangsprodukt ist z.B.
Rapspresskuchen, der als Reststoff auf diese
Weise besser verwertet werden kann.
In der Kunststoffherstellung existiert mit dem
Planetwalzenextruder (PWE) ein Extrudersystem,
das genau die angestrebte intensive Durchmischung
bei geringen Schergradienten verbunden
mit einer exakten Temperaturführung durch
eine große Wärmeaustauschfläche realisieren
kann. Daher ist es nur mit diesem Extruder
möglich, auch hochviskose Stoffsysteme zu
vermischen, ohne dass die Produkttemperatur im
Extruder zu stark ansteigt und es damit zu
lokalen Erhitzungen kommt. Bisher allerdings ist
in der Lebensmittelindustrie weder ein Gerät in
Food-Grade-Ausführung noch das Know-how,
das für den Betrieb eines solchen komplexen
Systems erforderlich ist, verfügbar.
Ziel des Forschungsvorhabens ist deshalb die
Erarbeitung von Grundlagen für die Implementation
des Planetwalzenextruders im Lebensmittelbereich,
um dessen erheblichen Potentiale
für diese Branche wirtschaftlich nutzbar zu
machen. Diese Implementation soll am Beispiel
der Extraktion von Tocopherolen aus den Reststoffen
der Rapsölgewinnung erfolgen. Dabei
sollen insbesondere Möglichkeiten einer definierten
Temperaturbehandlung in Kombination mit
intensiver Durchmischung bei geringen Schergradienten
zur Konditionierung der Rohstoffe
und zur Verteilung des Lösungsmittels Ethanol
gezielt eingesetzt werden.
Die Erarbeitung der Applikation soll auf der
Grundlage des im Kunststoffbereich vorhandenen
Know-hows zu diesem Extrudersystem
über eine begleitende Modellierung des Extru-
AiF 15459 N
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sionsprozesses erfolgen. Dazu werden sowohl
Mischverhalten und Verweilzeit-verteilung im
Extruder als auch die Extraktionseigenschaften
von Rohstoffen und Lösungsmittelkombinationen
in das Prozessmodell einbezogen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
