Амбициозный проект по разработке процесса распылительной сушки для получения высокоценного молочного белка
Производственный объект Cremo в Виллар-сюр-Глан, Швейцария. Фотография: STEMUTZ PHOTO
Находящаяся в семейном владении компания Valfoo является одним из ведущих поставщиков нишевых молочных и сывороточных продуктов в Европе. Компания со штаб-квартирой в Швейцарии и мощным присутствием в Азии работает с ключевыми партнерами-производителями, включая известного швейцарского производителя молочных продуктов Cremo SA, над разработкой отвечающих целям устойчивого развития процессов для специализированных молочных продуктов.
В 2019 году основатели компании Valfoo, братья Даниэль и Оливер Крайль, имея уже существующий успешный глобальный бизнес по производству молочных продуктов и работая над расширением ассортимента продукции, взяли курс на производство высокоценного лактоферрина молочного белка в виде порошка, высушенного методом распыления. Даниэль и Оливер объединили свои усилия с компанией GEA и опытным производителем молочных продуктов Cremo, чтобы разработать и отладить промышленный процесс. Цель заключалась в строительстве производственного комплекса по выпуску высушенного распылением лактоферрина на предприятии компании Cremo в Виллар-сюр-Глан.
Результативно и успешно завершив проект по производству лактоферрина в 2021 году, партнеры первыми в Швейцарии создали промышленный процесс получения порошка лактоферрина с использованием технологии распылительной сушки. В настоящее время установка полностью введена в эксплуатацию на предприятии Cremo и ежедневно производит около 65 кг порошка лактоферрина, который продается компанией Valfoo производителям питательных сухих смесей для детей и взрослых и биологически активных пищевых добавок по всему миру.
Оливер Крайл (слева), один из братьев-основателей компании Valfoo, здесь с Эдгаром Фазелем, директором предприятия Cremo. Фотография: STEMUTZ PHOTO
Компании Valfoo, Cremo и GEA внесли свой совместный вклад в работу над проектом по производству высушенного распылением лактоферрина. Являясь второй по величине компанией по переработке молока в Швейцарии и имея более 800 сотрудников, Cremo обладает весомым опытом во всех аспектах молочного производства, включая производство современных порошков сывороточного и молочного белка. Компания также выстроила независимые отношения с GEA, продолжающиеся почти 50 лет, благодаря которым они достигли ряда ключевых технологических вех. В 2005 году компания Cremo первой установила интегрированный фильтр-осушитель (IFD) компании GEA. Cremo также была первой компанией в Европе, внедрившей современную технологию Cyclone Extra Efficiency (CEE) от GEA.
Амбициозный проект ...
По признанию партнеров разработка надежного производственного процесса для получения высушенного распылением лактоферрина стала значительным достижением. «Разработка процесса распылительной сушки для производства порошкообразного лактоферрина была амбициозным проектом и смелым шагом, — комментирует Даниэль. «Лактоферрин из сывороточного белка очень чувствителен к теплу, поэтому порошкообразный лактоферрин традиционно производился с использованием методов сублимационной сушки, которые являются менее теплоемкими, чем распылительная сушка, но более дорогостоящими.»
Несмотря на трудности, Valfoo, GEA и Cremo поставили перед собой задачу разработать, испытать и с высокой точностью настроить процесс распылительной сушки, который был бы более эффективным, чем сублимационная сушка, и позволял бы получать порошкообразный лактоферрин высокой чистоты с точно заданными физико-химическими свойствами.
Фактически, перед партнерами стояла задача разработать всю технологическую линию — от извлечения лактоферрина из питьевого молока до распылительной сушки — которая позволила бы избежать воздействия на продукт избыточного тепла, способного изменить или разрушить естественные свойства белка, но при этом обеспечила бы высокую эффективность в целях сведения к минимуму потерь продукта.
Высушенный распылением порошок лактоферрина с предприятия Cremo. Фотография: STEMUTZ PHOTO
«После того как предприятие Cremo стало нашим производственным партнером, в 2019 году мы обратились в компанию GEA с задачей сконфигурировать оборудование для распылительной сушки, которое могло бы удовлетворить все наши требования по производству лактоферрина с требуемой степенью чистоты, функциональностью и другими свойствами», — Даниэль Крайль, один из основателей компании Valfoo
— Даниэль Крайль, один из основателей компании Valfoo
Где происходит волшебство ...
«Вместе с компанией Cremo мы установили «мокрую» линию для выделения и очистки жидкого лактоферрина из молока и отправились в испытательный центр компании GEA в Копенгагене с несколькими молочными бутылками лактоферрина для проведения первых испытаний», — рассказывает Даниэль. «Мы работали со специалистами компании GEA в испытательном центре в Копенгагене над настройкой установки для распылительной сушки и конфигурированием оборудования, в частности, форсунок распылительной сушилки, а также параметров технологического процесса, включая температуру на входе и выходе», — продолжает Оливер. «Достичь этого было большим успехом, учитывая относительно небольшое количество чистого лактоферрина, с которым нам пришлось работать.»
Критически важным для успеха проекта был размер сушилки. Используя сушилку оптимального размера, партнеры смогли избежать чрезмерного нагревания лактоферрина. Выбранный размер сушилки также позволил минимизировать количество порошка, контактирующего с горячими поверхностями, что может происходить при использовании оборудования меньшего размера.
Поэтому, хотя раньше можно было предположить, что тепло, связанное с любой технологией распылительной сушки, разрушит белок лактоферрин, Даниэль отметил: «На самом деле, с распылительной сушилкой от GEA у нас нет такой проблемы. Нет значительной денатурации белка.»
Осмотр процесса распылительной сушки на предприятии Cremo. Фотография: STEMUTZ PHOTO
Решение от компании GEA …
Процесс распылительной сушки, разработанный компаниями GEA, Valfoo и Cremo, осуществляется в одноступенчатой распылительной сушилке GEA VSD® типоразмера 12.5, которая характеризуется коротким временем сушки и сконфигурирована с использованием циклонов GEA CEE для достижения высокой производительности. Несмотря на то, что новая распылительная сушилка для лактоферрина меньше других распылительных сушилок компании Cremo, она обладает теми же характеристиками, которые отвечают требованиям, предъявляемым к производственным установкам в пищевой промышленности.
«Распылительная сушилка, которую мы сейчас имеем, фактически идеально подходит по размеру для нашего продукта. Она была оптимизирована в отношении таких характеристик, как высота падения порошка, поступающего из сушилки, давление, конструкция форсунок, а также тепло на входе и выходе», — отметил Даниэль. «Точная настройка этих параметров помогает обеспечить воспроизводимость обработки для достижения точных результатов распылительной сушки, необходимых для получения строго определенного распределения частиц по размерам и свойств.»
Безотказная работа ...
Завершив в 2020 году создание сквозного технологического процесса от обработки молока до упаковки высушенного распылением порошка лактоферрина на предприятии Cremo, компания Valfoo впоследствии провела дополнительные испытания и доработку всего процесса. После установки распылительной сушилки на предприятии Cremo специалисты Cremo и GEA должны были определить технологические процессы на месте. Установка работает безупречно с весны 2022 года и в настоящее время производит 10 000 килограммов лактоферрина в год, с возможностью увеличения производства до 25 000 килограммов. «Важно отметить, что установка распылительной сушки GEA предоставляет нам широкие возможности для роста и расширения», — отметил Оливер.
«Разработка производственного процесса, позволяющего производить функциональный лактоферрин высокой степени чистоты с использованием технологии распылительной сушки, зависела от совместной работы специалистов Cremo, Valfoo и GEA, работающих в тесном партнерстве», — рассказывает Эдгар Фазель, Cremo.
Соучредитель компании Valfoo Оливер Крайл (Oliver Krayl) (слева) и руководитель предприятия Эдгар Фазель (Edgar Fasel) на участке распылительной сушки Cremo. Фотография: STEMUTZ PHOTO
«Мы уже располагали физической инфраструктурой и технологическими ноу-хау и были уверены, что GEA сможет сконфигурировать решение для распылительной сушки, которое позволит получить высококачественный порошок с требуемыми характеристиками. Готовая установка соответствует всем нашим ожиданиям.» — Эдгар Фазель, директор предприятия Cremo
— Эдгар Фазель, директор предприятия Cremo
Плюсы высушенного распылением лактоферрина ...
Распылительная сушка имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с сублимационной сушкой с точки зрения получения порошка лактоферрина, несмотря на стоимость. По сравнению с процессами сублимационной сушки, распылительная сушка позволяет более точно и последовательно контролировать размер частиц порошка. Это означает, что гранулометрический состав может быть определен с высокой точностью, что позволяет производить порошкообразный продукт, который легче растворяется в воде. Это свойство важно для детских молочных смесей. Кроме того, высушенный распылением порошок лактоферрина бледнее, чем высушенный замораживанием лактоферрин красноватого цвета, поэтому любой порошкообразный продукт, включающий этот белок, будет выглядеть лучше.
Кроме того, по сравнению с высушенным замораживанием лактоферрином, составы, высушенные распылением, демонстрируют характеристики, облегчающие прессование порошка в таблетки или наполнение капсул. Для таблетирования высушенного распылением лактоферрина требуется меньше целлюлозы, диоксида кремния и прочих вспомогательных веществ, поэтому содержание белка в одной таблетке может быть выше, что обеспечивает более высокое качество продукта для нутрицевтиков.
«Достижение цели этого важного проекта совместно с нашим долгосрочным партнером Cremo SA и Valfoo AG стало прекрасным примером отличной командной работы», — Джонни Бонке (Johnny Bonke), администратор базы знаний в области молочных продуктов, GEA. «С самого первого опыта проведения испытаний в испытательном центре GEA все три компании работали в тесном сотрудничестве, разрабатывая установку и условия эксплуатации, сначала в опытном масштабе, а затем подтверждая все результаты испытаний для промышленной установки. Мы в GEA будем продолжать оказывать постоянную поддержку компаниям Valfoo и Cremo, развивая производство швейцарского лактоферрина с помощью наших апробированных технологий».
Соучредитель компании Valfoo Оливер Крайл (Oliver Krayl) (слева) и руководитель предприятия Cremo Эдгар Фазель (Edgar Fasel). Фотография: STEMUTZ PHOTO
