Ambitieus project leidt tot ontwikkeling sproeidroogproces voor hoogwaardig melkeiwit
Productielocatie van Cremo in Villars-sur-Glâne, Zwitserland. Foto: STEMUTZ-FOTO
Valfoo is een van de meest vooraanstaande familiebedrijven voor de levering van niche-melk- en weiproducten in Europa. Met het hoofdkantoor in Zwitserland en een sterke aanwezigheid in Azië, werkt het bedrijf samen met belangrijke partnerfabrikanten, zoals de prominente Zwitserse zuivelproducent, Cremo SA, om duurzame processen voor gespecialiseerde zuivelproducten te ontwikkelen
In 2019 richtten de oprichters van Valfoo, de gebroeders Daniel en Oliver Krayl, met een bestaand, succesvol bedrijf voor zuivelproducten en een groeiend productaanbod, hun pijlen op de productie van het hoogwaardige melkeiwit lactoferrine als een gesproeidroogd poeder. Daniel en Oliver gingen met GEA en ervaren zuivelproducent Cremo de samenwerking aan, om een commercieel proces te ontwikkelen en verfijnen. Het doel was om op de locatie van Cremo in Villars-sur-Glâne een productiefaciliteit te bouwen voor gesproeidroogde lactoferrine.
Dankzij succesvolle prestaties en de voltooiing van het lactoferrineproject in 2021, werden de partners de eerste fabrikanten in Zwitserland die een industrieel proces opstelden voor het genereren van lactoferrinepoeder met gebruik van sproeidroogtechnologie. De installatie in de Cremo-faciliteit is nu volledig in bedrijf genomen en produceert zo’n 65 kg lactoferrinepoeder per dag die Valfoo over de hele wereld verkoopt aan fabrikanten van voedingspoeders voor zuigelingen en volwassenen en voedingssupplementen.
Oliver Krayl (links) een van de oprichters van Valfoo, hier met Edgar Fasel, Plant Manager bij Cremo. Foto: STEMUTZ-FOTO
Valfoo, Cremo en GEA zijn uitstekend gepositioneerd om samen aan het project voor het sproeidrogen van lactoferrine te werken. Als het één na grootste melkverwerkingsbedrijf in Zwitserland en met meer dan 800 medewerkers beschikt Cremo over expertise op alle vlakken van de zuivelproductie, inclusief de productie van geavanceerde wei- en melkeiwitpoeders. Bovendien heeft het bedrijf een onafhankelijke relatie met GEA, die bijna 50 jaar teruggaat, waardoor het een aantal belangrijke technologische mijlpalen heeft behaald. In 2005 was Cremo het eerste bedrijf dat de geïntegreerde filterdroger (IFD) van GEA installeerde. Cremo was ook het eerste bedrijf in Europa dat GEA’s geavanceerde Cyclone Extra Efficiency- (CEE-) technologie introduceerde.
Een ambitieus project …
De partners zien in dat de ontwikkeling van een robuust productieproces voor het sproeidrogen van lactoferrine een enorme prestatie was. “Een sproeidroogproces opstellen om lactoferrinepoeder te produceren, was een ambitieus project en een gewaagde zet”, aldus Daniel. “Het wei-eiwit lactoferrine is zeer hittegevoelig en daarom werd lactoferrinepoeder als vanouds geproduceerd met vriesdroogtechnieken, die wellicht minder hitte-intensief, maar ook duurder zijn dan sproeidrogen.”
Ondanks de uitdagingen stelden Valfoo, GEA en Cremo zichzelf tot doel om een sproeidroogproces te bedenken, testen en verfijnen dat effectiever zou zijn dan vriesdrogen, en dat lactoferrinepoeder met een hoge zuiverheid en nauwkeurig gedefinieerde fysicochemische eigenschappen zou genereren.
Een van de uitdagingen die de werd opgelegd, was zelfs om een volledige proceslijn (van de extractie van de lactoferrine uit vloeibare melk tot het sproeidrogen) te ontwikkelen, die het product niet zou blootstellen aan overtollige hitte, die zou kunnen leiden tot de denaturatie van het eiwit, maar die ook de hoogste efficiëntie zou bieden om productverliezen tot een minimum te beperken.
Gesproeidroogd lactoferrinepoeder van de Cremo-site. Foto: STEMUTZ-FOTO
“Met Cremo aan boord als onze productiepartner benaderden we in 2019 GEA met de uitdaging om sproeidroogapparatuur te configureren dat aan al onze vereisten voor de productie van lactoferrine met de gewenste zuiverheid, functionaliteit en andere eigenschappen zou voldoen” - Daniel Krayl, een van de oprichters van Valfoo
- Daniel Krayl, een van de oprichters van Valfoo
Waar het allemaal gebeurt …
“We hadden samen met Cremo de natte lijn opgesteld om de vloeibare lactoferrine uit melk te isoleren en zuiveren, en we zijn met een aantal melkflessen vol lactoferrine naar de testlocatie van GEA in Kopenhagen afgereisd voor initiële tests”, aldus Daniel. “We werkten met de teams van GEA op de testlocatie in Kopenhagen om de sproeidrooginstallatie op te stellen, en de eigenschappen van de apparatuur, zoals de nozzle van de sproeidroger, en procesparameters, inclusief ingangs- en uitgangstemperaturen, te configureren”, vervolgt Oliver. “Dat dit is gelukt was een enorme prestatie, vooral gezien de relatief kleine hoeveelheid zuivere lactoferrine die we hadden om mee te werken”.
De grootte van de droger was van doorslaggevend belang voor het succes van dit project. Door een droger met een optimale grootte te gebruiken, konden de partners voorkomen dat de lactoferrine werd blootgesteld aan overtollige hitte. De geselecteerde grootte van de droger minimaliseerde bovendien het contact van het poeder met hete oppervlakken, wat kan gebeuren wanneer kleinere apparatuur wordt gebruikt.
Dus hoewel eerder wellicht werd aangenomen dat de hitte geassocieerd met sproeidroogtechnologieën het lactoferrine-eiwit zou vernietigen, zoals Daniel opmerkte, “hebben we dit probleem niet met de sproeidroger van GEA. De denaturatie van de eiwitten is om te verwaarlozen.”
Inspectie van het sproeidroogproces bij Cremo. Foto: STEMUTZ-FOTO
De oplossing van GEA …
Het sproeidroogproces ontwikkeld door GEA, Valfoo en Cremo wordt uitgevoerd in een enkelfasige GEA VSD®-sproeidroger maat 12,5, die een korte droogtijd heeft en is geconfigureerd met GEA CEE-cyclonen om een hoge opbrengst te behalen. Hoewel de nieuwe sproeidroger voor lactoferrine kleiner is dan de andere sproeidrogers van Cremo, biedt hij dezelfde eigenschappen die voldoen aan de vereisten van een industriële voedselverwerkingsinstallatie.
“De sproeidroger die we nu hebben heeft de perfecte grootte voor ons product en is geoptimaliseerd op het gebied van eigenschappen zoals de valhoogte van het poeder dat uit de droger komt, de druk, het ontwerp van de nozzle en de ingangs- en uitgangswarmte”, merkt Daniel op. “Door deze parameters te verfijnen, kan een reproduceerbare verwerking worden gegarandeerd, om exact de gewenste effecten van het sproeidrogen te behalen en op die manier de nauwkeurig gedefinieerde deeltjesgrootteverdeling en -eigenschappen te genereren.”
Feilloze werking …
Toen in 2020 de complete procesopstelling, van melkverwerking tot verpakking van gesproeidroogd lactoferrinepoeder in de Cremo-faciliteit was voltooid, verrichte Valfoo daarop een aantal extra tests en voerde verfijningen in het gehele proces in. Zodra de sproeidroger bij Cremo was geïnstalleerd, moest het proces ter plekke worden gedefinieerd door specialisten van Cremo en GEA. De installatie is al sinds het voorjaar van 2022 in gebruik en werkt perfect. Momenteel genereert ze 10.000 kg lactoferrine per jaar, met de mogelijkheid om de productie uit te breiden tot 25.000 kg. “Wat belangrijk is, is dat de sproeidrooginstallatie van GEA ons meer dan genoeg ruimte biedt om te groeien en uit te breiden”, merkt Oliver op.
“De ontwikkeling van een productieproces dat de mogelijkheid biedt om hoogzuivere, functionele lactoferrine te produceren met gebruik van sproeidroogtechnologie, was niet mogelijk geweest zonder de samenwerking van Cremo, Valfoo en GEA met hun gecombineerde industriële, proces-, product- en technische expertise”, aldus Edgar Fasel, bij Cremo.
Oliver Krayl, medeoprichter van Valfoo (links) en Edgar Fasel, Plant Manager bij de sproeidroogfaciliteit van Cremo. Foto: STEMUTZ-FOTO
“We beschikten al over de fysieke infrastructuur en proceskennis, en we waren ervan overtuigd dat GEA een sproeidroogoplossing kon configureren die een hoogwaardig poeder met de gewenste eigenschappen zou genereren. De uiteindelijke installatie voldoet aan al onze verwachtingen.” - Edgar Fasel, Plant Manager bij Cremo
- Edgar Fasel, Plant Manager bij Cremo
De voordelen van gesproeidroogde lactoferrine …
Voor de productie van lactoferrinepoeder heeft sproeidrogen enorme voordelen ten opzichte van vriesdrogen, en dan hebben we het nog niet eens over de kosten. In vergelijking met vriesdroogprocessen, biedt sproeidrogen een nauwkeurigere en constantere regeling van de deeltjesgrootte van het poeder. Daardoor kan de deeltjesgrootteverdeling nauwkeurig worden gedefinieerd en kan een poederproduct worden geproduceerd dat beter oplost in water. Dit is een belangrijke eigenschap voor zuigelingenvoeding. Bovendien is gesproeidroogd lactoferrinepoeder lichter dan de roodachtige kleur van gevriesdroogde lactoferrine, waardoor poederproducten die het eiwit bevatten visueel aantrekkelijker zijn.
Daarnaast bevatten gesproeidroogde samenstellingen eigenschappen waardoor het poeder gemakkelijker tot tabletten kan worden geperst of in capsules kan worden geïntroduceerd. Om gesproeidroogde lactoferrine tot tabletten te kunnen persen, moeten minder cellulose, siliciumdioxide of andere hulpstoffen worden gebruikt, waardoor het eiwitgehalte per tablet hoger is, en de productkwaliteit hoger is voor nutraceutica.
“Het behalen van het doel van dit belangrijke project met onze langdurige partners Cremo SA en Valfoo AG is een perfect voorbeeld van geweldig teamwork”, aldus Johnny Bonke, Dairy Application Knowledge Manager, GEA. “Vanaf de allereerste testervaringen in de GEA-testfaciliteit hebben deze drie bedrijven allemaal nauw samengewerkt aan de ontwikkeling van de installatie en bedrijfsomstandigheden, eerst op pilot-schaal, en vervolgens alle testresultaten bevestigd voor de commerciële installatie. We zullen Valfoo en Cremo bij GEA continue ondersteuning blijven bieden, en de productie van de Zwitserse lactoferrine met gebruik van onze bewezen technologieën blijven uitbreiden.
Oliver Krayl, medeoprichter van Valfoo (links) en Edgar Fasel, Plant Manager bij Cremo. Foto: STEMUTZ-FOTO
