Ambitny projekt pozwala opracować proces suszenia rozpyłowego dla wysokowartościowego białka mlecznego
Zakład produkcyjny firny Cremo w szwajcarskiej miejscowości Villars-sur-Glâne. Zdjęcie: STUDIO „STEMUTZ PHOTO”
Valfoo to firma rodzinna oraz jeden z wiodących dostawców niszowych produktów z mleka i serwatki w Europie. Przedsiębiorstwo ma siedzibę w Szwajcarii, wysoką pozycję na rynkach azjatyckich i współpracuje z kluczowymi producentami, w tym ze słynną szwajcarską mleczarnią Cremo SA, nad rozwijaniem zrównoważonej produkcji wysokowartościowych produktów mlecznych
W 2019 roku założyciele firmy Valfoo, bracia Daniel i Oliver Krayl, z powodzeniem prowadzący globalny biznes mleczarski, postanowili zająć się produkcją laktoferyny – białka mlecznego o wysokiej wartości – w postaci suszonego natryskowo proszku. Daniel i Oliver nawiązali współpracę z GEA oraz doświadczoną mleczarnią Cremo, aby rozwinąć i udoskonalić proces biznesowy. Celem było wybudowanie zakładu produkcji suszonej rozpyłowo laktoferyny w mleczarni Cremo w miejscowości Villars-sur-Glâne.
Kiedy w 2021 roku partnerzy skutecznie zrealizowali zamierzenia i ukończyli projekt dotyczący laktoferyny, jako pierwsi w Szwajcarii stworzyli przemysłowy proces wytwarzania laktoferyny w proszku za pomocą techniki suszenia rozpyłowego. Instalacja działa już na pełną skalę w zakładzie Cremo, gdzie każdego dnia powstaje około 65 kg sproszkowanej laktoferyny, którą Valfoo sprzedaje na całym świecie producentom formuł odżywczych w proszku dla niemowląt i dorosłych oraz suplementów diety.
Oliver Krayl (po lewej), jeden z braci, którzy założyli Valfoo, na zdjęciu z Edgarem Faselem, kierownikiem zakładu w Cremo. Zdjęcie: STUDIO „STEMUTZ PHOTO”
Firmy Valfoo, Cremo i GEA idealnie pasowały do wspólnej pracy nad projektem suszonej rozpyłowo laktoferyny. Cremo jest drugą największą firmą produkującą laktoferynę w Szwajcarii, zatrudnia ponad 800 pracowników oraz ma doświadczenie we wszystkich aspektach wytwarzania mleka, w tym w produkcji pełnowartościowej serwatki i białka mlecznego w proszku. Firmę łączy z GEA trwająca już niemal 50 lat relacja, podczas której firmy zrealizowały wiele kluczowych technologicznych kamieni milowych. W 2005 roku Cremo była pierwszą firmą, która zainstalowała zintegrowaną suszarkę filtrującą GEA (Integrated Filter Dryer, IFD). Cremo jako pierwsze europejskie przedsiębiorstwo wprowadziła też nowoczesną technologię Cyclone Extra Efficiency (CEE) od GEA.
Ambitny projekt...
Opracowanie solidnego procesu produkcyjnego dla suszonej rozpyłowo laktoferyny było znaczącym osiągnięciem, jak uznali partnerzy. „Wykorzystanie procesu suszenia rozpyłowego do produkcji laktoferyny w proszku było ambitnym projektem i odważnym ruchem” – skomentował Daniel. „Laktoferyna z białka serwatkowego jest bardzo wrażliwa na ciepło, dlatego w postaci sproszkowanej tradycyjnie produkuje się ją za pomocą technik liofilizacji, które są mniej wrażliwe na ciepło niż suszenie rozpyłowe, ale których stosowanie jest też droższe”.
Pomimo potencjalnych trudności Valfoo, GEA oraz Cremo podjęły się zadania opracowania, przetestowania i dostrojenia procesu suszenia rozpyłowego, który byłby skuteczniejszy niż liofilizacja i który pozwoliłby wytwarzać laktoferynę w proszku o wysokiej czystości oraz z precyzyjnie określonymi właściwościami fizykochemicznymi.
Partnerzy stali przed wyzwaniem polegającym na opracowaniu całej linii technologicznej – od pozyskiwania laktoferyny z płynnego mleka po suszenie rozpyłowe – tak, aby uniknąć narażenia produktu na nadmiarowe ciepło, które mogłoby doprowadzić do denaturyzacji białka, ale zaoferowałoby wysoką wydajność, by utrzymać straty produktowe na minimalnym poziomie.
Suszona rozpyłowo laktoferyna w proszku z zakładu Cremo. Zdjęcie: STUDIO „STEMUTZ PHOTO”
„W 2019 roku wraz z Cremo, naszym partnerem produkcyjnym, poprosiliśmy GEA o realizację wyzwania polegającego na skonfigurowaniu sprzętu do suszenia rozpyłowego, który spełniłby wszystkie wymogi warunkujące produkcję laktoferyny o wymaganej czystości, funkcjonalności i innych właściwościach” – Daniel Krayl, jeden z założycieli firmy Valfoo
– Daniel Krayl, jeden z założycieli firmy Valfoo
Gdy dzieje się magia...
„Wraz z Cremo założyliśmy linię produkcji na mokro, aby wyodrębniać i oczyszczać płynną laktoferynę z mleka, poza tym wybraliśmy się do ośrodka testowego GEA w Kopenhadze z kilkoma butelkami mleka z laktoferyną w celu przeprowadzenia testów początkowych – powiedział Daniel. „Wspólnie z zespołami GEA zbudowaliśmy w ośrodku testowym w Kopenhadze instalację do suszenia rozpyłowego, skonfigurowaliśmy przy tym funkcje sprzętowe, takie jak dyszę do suszenia natryskowego, oraz ustaliliśmy parametry procesu, w tym temperatury wlotowe i wylotowe” – dodał Oliver. „Realizację tego celu można potraktować jako wielkie osiągnięcie, biorąc pod uwagę relatywnie małą ilość czystej laktoferyny, z którą musieliśmy pracować”.
Krytycznym elementem sukcesu projektu był rozmiar suszarki. Wykorzystanie suszarki w optymalnym rozmiarze pomogło partnerom uniknąć narażenia laktoferyny na nadmierne ciepło. Rozmiar suszarki dobrano tak, aby zminimalizować ilość proszku stykającego się z gorącymi powierzchniami, co może wystąpić podczas używania mniejszego sprzętu.
Wcześniej można było zakładać, że ciepło powstające w wyniku zastosowania technologii suszenia rozpyłowego zniszczy białko laktoferyny, ale Daniel zauważył: „Właściwie to w przypadku suszarki rozpyłowej od GEA ten problem nie istnieje. Nie występuje znacząca denaturyzacja białka”.
Inspekcja procesu suszenia rozpyłowego w Cremo. Zdjęcie: STUDIO „STEMUTZ PHOTO”
Rozwiązanie GEA...
Proces suszenia rozpyłowego opracowany przez GEA, Valfoo i Cremo jest realizowany w jednostopniowej suszarce rozpyłowej GEA VSD® w rozmiarze 12,5, która oferuje krótkie cykle suszenia i jest konfigurowana za pomocą cyklonów GEA CEE, aby osiągnąć wysoki uzysk. Chociaż nowa suszarka rozpyłowa do laktoferyny jest mniejsza od innych suszarek rozpyłowych w Cremo, ma te same funkcje, które spełniają wymogi dla przemysłowych zakładów przetwórstwa żywności.
„Suszarka rozpyłowa, którą w tej chwili dysponujemy ma rozmiar idealnie dostosowany do naszych produktów i została doskonale zoptymalizowana pod kątem różnych właściwości, takich jak wysokość opadania proszku na wylocie suszarki, ciśnienie, profil dyszy czy ciepło wylotowe i wlotowe – zauważył Daniel. „Dostosowanie tych parametrów pomaga zapewnić powtarzalność przetwarzania w celu osiągnięcia precyzyjnie określonych efektów suszenia, a tym samym generować cząstki o odpowiednio zdefiniowanych rozmiarach i właściwościach”.
Niezawodna praca...
Po skonfigurowaniu kompleksowego procesu w zakładzie Cremo w 2020 roku, od przetwarzania mleka, aż do pakowania suszonej rozpyłowo laktoferyny w proszku, firma Valfoo przeprowadziła dodatkowe testy i udoskonaliła cały proces. Po zainstalowaniu w Cremo suszarki rozpyłowej specjaliści z Cremo i GEA musieli określić parametry procesu realizowanego na miejscu w zakładzie. Instalacja działa niezawodnie od wiosny 2022 roku, obecnie produkuje 10 000 kg laktoferyny rocznie, a wolumen ten można zwiększyć aż do 25 000 kg. „Co ważne, instalacja suszenia rozpyłowego GEA daje nam mnóstwo możliwości do rozwoju i ekspansji” – zauważył Oliver.
„Opracowanie procesu umożliwiającego produkcję czystej i funkcjonalnej laktoferyny za pomocą techniki suszenia rozpyłowego było możliwe tylko dzięki połączeniu specjalistycznej wiedzy branżowej, technologicznej, produktowej i inżynieryjnej, którą dysponowały współpracujące firmy Cremo, Valfoo i GEA – powiedział Edgar Fasel z Cremo.
Współzałożyciel firmy Valfoo Oliver Krayl (po lewej) oraz Edgar Fasel, kierownik zakładu w obiekcie suszenia rozpyłowego Cremo. Zdjęcie: STUDIO „STEMUTZ PHOTO”
„Dysponujemy już infrastrukturą fizyczną i wiedzą procesową oraz jesteśmy pewni, że GEA może skonfigurować rozwiązanie do suszenia rozpyłowego, które pozwoli generować wysokiej jakości proszek o żądanej charakterystyce. Gotowa instalacja spełnia wszystkie nasze oczekiwania”. - Edgar Fasel, kierownik zakładu w Cremo
- Edgar Fasel, kierownik zakładu w Cremo
Zalety laktoferyny suszonej rozpyłowo...
Produkcja laktoferyny za pomocą suszenia rozpyłowego ma olbrzymie zalety w porównaniu do liofilizacji, a przewaga dotyczy nie tylko niższych kosztów. Suszenie rozpyłowe, w zestawieniu z liofilizacją, umożliwia bardziej precyzyjną i spójną kontrolę rozmiaru cząsteczek proszku. Oznacza to, że rozkład rozmiaru cząstek można precyzyjnie ustalać, a przez to produkować proszki, które łatwiej rozpuszczają się w wodzie. Ta cecha jest ważna podczas produkcji formuł dla niemowląt. Ponadto suszona rozpyłowo laktoferyna w proszku ma bledszy odcień niż czerwonawa laktoferyna liofilizowana, dzięki czemu każdy produkt w proszku zawierający to białko wygląda atrakcyjniej wizualnie.
Poza tym, w porównaniu z laktoferyną liofilizowaną, charakterystyka formuł suszonych rozpyłowo ułatwia wciskanie proszku do tabletek i wypełnianie nim kapsułek. Podczas tabletkowania laktoferyny suszonej rozpyłowo zużywa się mniej celulozy, dwutlenku krzemu i innych substancji pomocniczych, dzięki czemu otrzymujemy wyższą ilość białka w tabletce, a tym samym powstaje wyższej jakości produkt do zastosowań nutraceutycznych.
„Realizacja tego ważnego projektu we współpracy z naszymi wieloletnimi partnerami, Cremo SA oraz Valfoo AG, to doskonały przykład wspaniałej pracy zespołowej” – powiedział Johnny Bonke, kierownik ds. zastosowań mleczarskich w GEA. „Już podczas pierwszych prób w ośrodku testowym GEA wszystkie trzy firmy blisko współpracowały nad opracowaniem konfiguracji i warunków operacyjnych instalacji, początkowo w skali pilotażowej, a później potwierdzając wszystkie wyniki testowe dla instalacji do produkcji przemysłowej. W GEA będziemy świadczyć stałe wsparcie dla Valfoo i Cremo, rozwijając produkcję szwajcarskiej laktoferyny z pomocą naszych sprawdzonych technologii”.
Współzałożyciel firmy Valfoo Oliver Krayl (po lewej) oraz Edgar Fasel, kierownik zakładu Cremo. Zdjęcie: STUDIO „STEMUTZ PHOTO”
