De traditionele productiemethode voor plantaardige eiwitten vraagt veel energie, waardoor het proces niet zo milieuvriendelijk is als het zou moeten zijn. In lijn met de focus van Hosokawa Micron op duurzaamheid én samenwerking neemt het bedrijf deel aan het ECONEXT-projectconsortium, wat staat voor Enabling protein CONcentrates for EXTrusion. Binnen dit project werken de partners samen aan een andere productiemethode, die de CO₂-voetafdruk van plantaardige eiwitconcentraten verkleint.
Doordat de wereldwijde bevolkingsgroei sneller toeneemt dan de beschikbaarheid van dierlijke eiwitten, worden alternatieve eiwitbronnen steeds belangrijker. Plantaardige eiwitten, afkomstig uit onder meer peulvruchten en noten, vormen niet alleen een volwaardig voedingskundig alternatief, maar zijn ook duurzamer doordat hun CO₂-voetafdruk aanzienlijk kleiner is dan die van traditionele dierlijke eiwitten.
De momenteel dominante productiemethode voor plantaardige eiwitpoeders, natte fractionering (wet fractionation), is echter zeer grondstof- en energie-intensief. Zoals de naam al aangeeft, verbruikt dit proces grote hoeveelheden water. Water wordt bijvoorbeeld toegevoegd tijdens de scheidingsstap en moet vervolgens weer worden verwijderd. Daarna is een aanzienlijke hoeveelheid thermische energie nodig voor het droogproces. Vanuit duurzaamheidsperspectief is natte fractionering daardoor geen goed opschaalbare oplossing voor de productie van plantaardige eiwitconcentraten.
Als specialist in meng-, droog- en poederverwerkingstechnologieën met een sterke focus op duurzaamheid onderzoekt Hosokawa Micron actief alternatieven. “Een alternatief productieproces is al beschikbaar in de vorm van droge fractionering (dry fractionation),” vertelt Eric Schop, Area Sales Manager Nederland binnen het Food & Pharma-team van Hosokawa Micron. “Deze technologie verbruikt aanzienlijk minder water en energie, wat resulteert in eiwitingrediënten met ongeveer 87% lagere broeikasgasemissies. Tegelijkertijd kent het proces nog functionele en sensorische uitdagingen, zoals een beperkte poederstroming, een minder optimale viscositeit van de eiwitdispersie, afwijkende smaken en textuurproblemen. Deze factoren beperken momenteel een brede toepassing van de techniek voor de productie van plantaardige eiwitten.”
Het ECONEXT-consortium is ontstaan om te onderzoeken hoe deze knelpunten kunnen worden opgelost. Door een multidisciplinaire wetenschappelijke aanpak over de gehele waardeketen wil het consortium inzicht verkrijgen in hoe droge fractionering de duurzame productie van plantaardige eiwitconcentraten mogelijk maakt zonder concessies te doen aan kwaliteit, structuur en smaak. Het uiteindelijke doel is een schaalbaar proces te ontwikkelen waarmee de groeiende wereldbevolking toegang houdt tot gezonde, smakelijke en betaalbare voeding. De internationale projectpartners zijn Coperion, Hosokawa Micron, NIZO Food Research, SproutX, Vivera, Wageningen University & Research (FPE) en ISPT .
“Wij geloven dat uitdagingen in de food industrie sneller en kostenefficiënter kunnen worden opgelost wanneer partijen hun krachten bundelen,” aldus Fred van de Velde van NIZO. “Ontwikkelingen verlopen sneller en tegen lagere kosten doordat deze worden gedeeld. Door bij te dragen aan nieuwe industriële standaarden kunnen wij onze klanten helpen hun concurrentiepositie te versterken, wat uiteindelijk resulteert in betere voeding en gezondheid voor consumenten.”
Schop vult aan: “Voor ons biedt het ECONEXT-consortium een unieke kans om het volledige potentieel van droge fractioneringstechnologie verder te ontsluiten. Daarbij is het bijzonder waardevol dat we samenwerken met zowel andere bedrijven binnen de Hosokawa Group als met gerenommeerde partners uit verschillende schakels van de waardeketen.”
“Wij waarderen de samenwerking binnen het ECONEXT-consortium enorm,” zegt Schop. “Projecten als deze helpen ons ons internationale netwerk verder uit te bouwen en versterken onze kennisbasis, zodat we onze machines en systemen nog beter kunnen afstemmen op de specifieke behoeften van klanten.” In het kader van het project brachten de consortiumleden onlangs een intensieve week door in het testcentrum van Hosokawa Micron in Doetinchem. Tijdens deze week werden uitgebreide proeven uitgevoerd om te onderzoeken hoe de stromingseigenschappen van droog gefractioneerde eiwitconcentraten kunnen worden verbeterd.
De proeven waren gebaseerd op twee verschillende plantaardige eiwitbronnen: gele erwten en veldbonen (faba beans). Deze grondstoffen zijn bewust gekozen omdat ze lokaal in Nederland kunnen worden geteeld. Daarmee draagt het project ook bij aan verdere verduurzaming van de voedselketen door transportafstanden te verkorten en de afhankelijkheid van geïmporteerde gewassen te verminderen. “Op basis van onze uitgebreide kennis van poederverwerkingstechnologie hebben we een testopstelling ontwikkeld rond vier verschillende Hosokawa-machines: onze eigen Flexomix, de Extrudomix van Hosokawa Micron UK en de Compactor en Bextruder van onze Duitse zusteronderneming Hosokawa Alpine,” legt Schop uit. Door uiteenlopende procescombinaties onder verschillende bedrijfsomstandigheden te testen, werd een omvangrijke dataset opgebouwd met meer dan tachtig monsters.
Voor Hosokawa en WUR ligt de focus op het verbeteren van de stromingseigenschappen en andere functionele kenmerken van droog gefractioneerde eiwitconcentraten. Goede poederstroming is essentieel om het product betrouwbaar te kunnen doseren naar extruders, zoals van Coperion. Tegelijkertijd onderzoeken Vivera, Sprout-X en NIZO food research hoe textuur en smaak verder kunnen worden geoptimaliseerd. “Een interessant aspect van deze samenwerking is dat we allemaal hetzelfde einddoel nastreven, maar een iets andere definitie van succes hanteren,” zegt Schop. “Voor Hosokawa draait het om het vinden van de optimale balans tussen productkwaliteit en praktische haalbaarheid, zowel technisch als economisch. Als deze technologie dus daadwerkelijk zou moeten bijdragen aan duurzamere voedselproductie, moet zij niet alleen schaalbaar zijn, maar ook economisch aantrekkelijk voor de industrie. Daarom analyseren we niet alleen de productkwaliteit, maar ook de opbrengst van het eiwitconcentraat en het bijbehorende energieverbruik.” Volgens Schop is de technisch best presterende oplossing niet automatisch de meest duurzame of economisch haalbare. “Bij gebruik van een kleinschalige wervelbedagglomerator werden de grootste verbeteringen in poederstroming gerealiseerd door ongeveer 50% water toe te voegen. Met onze Flexomix hebben we echter aangetoond dat vergelijkbare resultaten mogelijk zijn met minder dan 10% water.”
“Een oplossing met een lager energieverbruik is vanzelfsprekend aantrekkelijker voor duurzame opschaling. Daarom blijven we onderzoeken hoe deze aanpak verder kan worden geoptimaliseerd voor industriële toepassingen,” vervolgt Schop. Momenteel worden alle monsters door het WUR-team geanalyseerd op diverse functionele eigenschappen. “Op basis van de eerste resultaten zijn wij en de andere consortiumpartners ervan overtuigd dat droog gefractioneerde eiwitpoeders, in combinatie met een geoptimaliseerde poederverwerkingsopstelling, aanzienlijk kunnen bijdragen aan energiebesparing bij de productie van plantaardige eiwitten. Daarnaast ondersteunen ze een structurele vermindering van transportafstanden doordat lokaal geteelde gewassen beter kunnen worden benut,” concludeert Schop.
De resultaten zullen uiteindelijk de basis vormen voor een geïntegreerde strategie voor de productie van eiwitconcentraten en daaruit afgeleide droge geëxtrudeerde producten. Meer informatie over de proeven, evenals de definitieve resultaten en inzichten, wordt op korte termijn openbaar gemaakt via de ECONEXT-projectpagina van ISPT. Daarnaast zullen de bevindingen worden uitgewerkt in wetenschappelijke publicaties en worden gepresenteerd tijdens relevante congressen en vakbijeenkomsten.
Dit onderzoek maakt deel uit van het ISPT-project ECONEXT (DR-50-26). De internationale projectpartners zijn:
Het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) vervult de rol van projectcoördinator. Het project wordt mede gefinancierd vanuit de Topsector Energie met subsidie van het Nederlandse Ministerie van Economische Zaken en Klimaat.
