Neuland

Der Aufwand im Essen

Fruchtgummi, Limonade, Müsliriegel, Ketchup und Tütensuppen schmecken komplett unterschiedlich, haben jedoch vieles gemeinsam. Einige Nahrungsmittelkomponenten wie zum Beispiel Stärken oder Süßungsmittel kommen in ganz verschiedenen Nahrungsmitteln vor.Das internationale Unternehmen Cargill stellt solche Grundstoffe für eine Vielzahl von Firmen der Lebensmittelindustrie her. Gemeinsam mit dem KIT entwickelt Cargill eine Anlage, die die Produktion einiger dieser Grundstoffe schlanker, energieeffizienter und kontinuierlich macht.

Eine Herausforderung dabei ist, eine flüssige Mischung aus einzelnen Molekülen zu größeren Molekülen zu vernetzen. Vergleichbar ist das mit der Herstellung von Kunststoffprodukten. Um zum Beispiel eine Strumpfhose herzustellen, wird aus einer monomeren Flüssigkeit eine feste Masse aus langkettigen Polymeren entwickelt – Nylon. zum Garn gedreht, lässt sich Nylon zu Stoffteilen verstricken und vernähen.

Der Prozess von flüssig zu fest, von Molekül zu Molekülkette, ist aufwändig, verbraucht viel Energie und dauert lange. Der größte Nachteil ist jedoch die stapelweise Verarbeitung, der sogenannte Batch-Betrieb. diese Verfahrensweise erschwert einen hohen Produktionsdurchsatz, der für ein Unternehmen wie Cargill von großer Bedeutung ist. „Wir haben einen Weg mit immens hohem Potential zur kontinuierlichen Produktion gefunden“, sagt Jürgen Brandner. Mit seinem Team am KIT optimiert der Mikroverfahrenstechniker nun einen relevanten Produktionsprozess in dem Großunternehmen.

„Innovation heißt, unkonventionelle Ideen zu haben und diese dann auch umzusetzen.“

Dr.-Ing. habil. Jürgen Brandner

Ihren Anfang hat die Kooperation in einem Seminarraum genommen. Auf einer Fachfortbildung hat Jürgen Brandner 2005 einen Vortrag zum Thema Mikroverfahrenstechnik und Prozessintensivierung gehalten und erinnert sich: „Wir hatten die Technologie und einer der Workshop-Teilnehmer von Cargill erkannte das Potential für das eigene Unternehmen.“ Die gemeinsamen Ideen, was aus der Forschung im Einsatz werden könnte, haben 2011 zum Technologietransferprojekt geführt. Nun beteiligen sich KIT und Cargill drei Jahre gleichermaßen an der Entwicklung bis zur Kommerzialisierungsreife.

Die Grundlagen sind geschaffen: Während der Industriestandardprozess im Batch-Betrieb mehrere Stunden dauert, brauchen Jürgen Brandner und sein Projektteam dafür im kontinuierlichen Betrieb gerade mal ein paar Sekunden. Zusätzlich erlaubt die kontinuierliche Produktion auch eine verbesserte Qualitätskontrolle und verhindert so, dass Tonnen von mangelhaften Nahrungsmittelgrundstoffen entsorgt werden müssen.

Bruno Stengel, Projektleiter für Cargill erklärt: „Durch die Zusammenarbeit mit Jürgen Brandner und seinem Team während der vergangenen Jahre, konnte Cargill ein tiefes Verständnis über die Möglichkeiten der Mikroverfahrenstechnik erlangen. Dieses Wissen trägt dazu bei, neue Prozesse zu entwickeln, die nicht nur effizienter, sondern auch sicherer und ressourcenschonender zu betreiben sind.“