Innovatives aus dem Extruder

Erhöhte Wirtschaftlichkeit und maßgeschneiderte Produkte durch Kochextrusion

Durch konsequente Weiterentwicklung des Kochextrusionsprozesses kann Bühler seinen Kunden zwei neue, äußerst wirtschaftliche Prozesse anbieten: Den revolutionierten Multigrain-Prozess, sowie einen neuartigen Prozess zur Herstellung von vitaminisiertem, rekonstituiertem Reis.

Im Laufe ihrer über 100-jährigen Geschichte haben Cerealien auf den Frühstückstischen in den meisten Teilen der Welt einen festen Platz eingenommen. Neben den wohlbekannten Cornflakes gibt es eine ganze Bandbreite weiterer Frühstückscerealien, die mehrheitlich mittels Extrusion hergestellt werden.

Steigende Ansprüche

Die Anforderungen an diese Produkte sind hoch. Neben der Vielzahl an Formen, Farben und Geschmacksrichtungen, steigt auch das Verlangen der Konsumenten an eine gesunde Ernährung. Die Hersteller von Frühstückscerealien müssen deshalb ständig nach Möglichkeiten suchen, konventionelle Cerealien im Hinblick auf eine gesunde Ernährung zu verbessern.
Der Markt verlangt heute auch nach einer neuen, aus mehreren Getreidesorten bestehenden Art von Cerealien, die das Attribut „gesund“ auch optisch verkörpert. Aus dieser Herausforderung heraus wurden von den Cerealienherstellern die bekannten „Multigrain Flakes“ entwickelt - expandierte Flocken aus Kombinationen der verschiedenen Getreidesorten. Sie sind den bekannten „Cornflakes“ ähnlich, bei denen allerdings Mais als einzige Getreidezutat verwendet wird. „Multigrain Flakes“ sind geprägt von einer inhomogenen Struktur. Eine teigbasierte Matrix aus Mehlen oder Schroten verschiedener Getreidesorten bildet die Grundlage der Flocken. Wegen seines niedrigen glykämischen Index ist auch Reis meist ein weiterer Bestandteil der gesunden „Multigrain Flakes“. Als größere Fraktionen in den Flocken macht er so den typischen „Multigrain Charakter“ sichtbar.

Angepasster Prozess

Die Herstellung von „Multigrain Flakes“ bedarf eines speziell angepassten Prozesses. In diesem Prozess werden die einzelnen Getreidekörner, -schrote und -mehle von Weizen, Hafer, Dinkel oder Reis sowie andere Zutaten zusammengefügt. Daraus entsteht ein appetitliches, knuspriges und geschmackvolles Produkt mit hohem Faseranteil sowie einem geringen Zuckergehalt.
Das Verarbeiten von Zutaten mit derart verschiedenen Eigenschaften, wie es hier der Fall ist, setzt einen mehrstufigen Prozess voraus. Weil die ganzen oder gebrochenen Körner vor der Weiterverarbeitung vorgekocht werden müssen, wird im traditionellen „Multigrain-Prozess“ zu diesem Zweck der Batch Kocher eingesetzt. Vorgekocht wird in individuellen Chargen in einem ausgedehnten Prozess.
Durch den Kochprozess im Batch Kocher wird der Feuchtigkeitsgehalt im Korn erhöht, so dass vor dem Weiterverarbeiten ein energieaufwändiger Zwischentrocknungsschritt erforderlich ist. Die vorgekochten, getrockneten Getreidekörner werden dann im Extruder mit Mehl und anderen Zutaten vermischt. Um einen optimalen Stärkeaufschluss zu erreichen, werden im Zweiwellenextruder alle Zutaten zu Ende gekocht, um dann am Kopf der Maschine zu kugelförmigen Pellets ausgeformt zu werden.
Um im Walzwerk Flocken von konstanter Qualität herstellen zu können, müssen die Pellets zuvor einen Fließbetttrockner durchlaufen. Dabei werden sie gleichmäßig temperiert. Das Antrocknen der Oberfläche verhindert ein Aneinanderkleben und trägt somit zur Gleichmäßigkeit der Flockengröße bei.
Die unexpandierten Flocken durchlaufen anschließend einen Röster, der ihnen die gewünschten Geschmacks- und Textureigenschaften verleiht.

Tradition mit Nachteilen

Es hat sich gezeigt, dass dieser traditionelle Prozess einige Nachteile aufweist. Vor allem das separate Vorkochen der Körner dauert sehr lange und kann nicht beliebig feingesteuert oder unterbrochen werden. Damit diktiert der Kochprozess den gesamten Ablauf. Weitere Nachteile sind der hohe Feuchtigkeitsgrad beim Kochen, der ein energieintensives Zwischentrocknen notwendig macht, sowie die hohen Investitionskosten für den Batch-Kocher.
Mit dem steigenden „Wellness-Bewusstsein“ vieler Menschen ist auch der Markt für „Multigrain Flakes“ in den vergangenen Jahren stark gewachsen. Diese Veränderungen im Nachfrageverhalten der Konsumenten machen Anpassungen der herkömmlichen Produktionsprozesse notwendig. Anforderungen an moderne Produktionsanlagen sind sowohl ein ökonomischer, zuverlässiger und einfacher Betrieb, als auch niedrige Investitionskosten, höchste Produktqualität sowie maximale Effizienz.
Das Team des Bühler Geschäftsbereiches Extrusion Systems hat den bisherigen Prozess zur Herstellung von Multigrain Flakes entscheidend vereinfacht und kostenmäßig verbessert.

Kombination mit Vorkonditionierer

Mit dem neuen „Multigrain-Prozess“ wurde nun ein Weg gefunden, das Vorkochen der Körner entscheidend zu vereinfachen. Anstelle der traditionellen Trommelvorkocher wurde der bestehende Bühler Vorkonditionierer angepasst und in den Prozess integriert. Das Konzept des Vorkonditionierers basiert auf einer Unterteilung des Prozesses in zwei Stufen: eine hoch effiziente Mischeinheit, in der das Produkt mit Dampf erhitzt und durchmischt wird, sowie eine Verweilzone für ein schonendes Verweilen in einem engem Zeitfenster. Im Vorkonditionierer werden die Körner nicht batchweise, sondern im Durchlaufverfahren kontinuierlich vorgekocht.
Der Durchlauf des Vorkonditionierers nimmt nur wenige Minuten in Anspruch und damit viel weniger Zeit als das Kochen im Batch-Kocher. Um die Durchlaufzeit noch zusätzlich zu verkürzen wird außerdem Parboiled Reis eingesetzt. Zudem kann der Prozess jederzeit unterbrochen werden, Prozessparameter lassen sich ändern. Die Konditionierung erfolgt mit weniger Feuchtigkeit, was einen geringeren Energieaufwand fürs Trocknen bedeutet. Der gesamte Vorkochprozess ist in den vollautomatischen Gesamt-Produktionsprozess eingebunden. Damit entfallen allfällige zusätzliche Bedienungskosten. Zusammen mit den geringeren Investitionskosten – ein Konditionierer kostet etwa die Hälfte eines Batch-Kochers – und den massiv verringerten Prozesskosten erlaubt der neue Multigrain-Prozess von Bühler bedeutende Kosteneinsparungen.
Der Prozess ist erst seit kurzem auf dem Markt. Bestehende Anlagen können problemlos „aufgerüstet“ werden. Bereits jetzt sind bei mehreren Herstellern verschiedene „Multigrain-Anlagen“ in Betrieb. Die Reaktionen der Kunden sind durchweg positiv, so dass sich die Entwicklung des neuen Prozesses im Extrusionstechnikum der Bühler AG gelohnt hat.

Mit integrierten Vitalstoffen

Eine weitere neue Anwendung des Zweiwellen-Kochextruders betrifft die Herstellung von vitaminreichem Reis.
Reis hat als Grundnahrungsmittel auf der ganzen Welt einen sehr hohen Stellenwert. Beim Schälen und Polieren des Reises gehen allerdings wertvolle Vitamine und Mineralstoffe verloren. Das neue Verfahren von Bühler ermöglicht die Anreicherung von weißem Reis mit Vitaminen. Dazu wird der Bruch, der beim Schälen anfällt und bislang meist nur als minderwertiges Futtermittel verkauft werden konnte, fein vermahlen und durch Kochextrusion in reisähnliche Körner verwandelt. Anders als bei herkömmlichen Verfahren, bei denen zum Beispiel ein Vitaminmix als Pulver dem Reis beigemischt wird oder die Vitamine direkt auf den Reis aufgesprüht werden, integriert dieses neue Verfahren die Vitalstoffe direkt in die extrudierten Reiskörner. Die empfindlichen Vitamine bleiben damit beim Lagern, Waschen und sogar beim Kochen größtenteils erhalten.

Beimischprodukt

Während des Extrusionsprozesses ist es möglich das Reisgranulat mit verschiedenen Zusatzstoffen anzureichern. Hauptsächlich sind das Mikronährstoffe wie Vitamin A und die Vitamine des B-Komplexes sowie Mineralien und Spurenelemente. Aber auch Proteine, essentielle Aminosäuren, Fettsäuren und Antioxidantien sowie pro- und prebiotische Ingredienzien können auf diese Weise zugegeben werden. Je nach Anreicherungsgrad wird dann zum Beispiel auf 100 „normale“ Reiskörner ein angereichertes Korn untergemischt. Mangelerscheinungen von Mikronährstoffen, wie sie beim ausschließlichen Verzehr von geschältem Reis vorkommen, können so wirkungsvoll bekämpft werden.
Der Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit dieses neuen Verfahrens liegt einerseits in der Verbesserung des Extrusionsprozesses, andererseits im Know how um die geeignete Trocknung von Reisgranulat. Bühler – führend in diesen Technologien – und DSM Nutritional Products haben das Verfahren gemeinsam entwickelt und patentiert. Die Anwendungsfelder sind vielfältig. Je nach Prozessführung kann das Extrusionsprodukt auch als Instant-Reisgranulat oder als Quickcooking-Reisgranulat dienen. Durch Beimischen von angereichertem Reisgranulat zu natürlichem Reis können die Ernährungsbedürfnisse ganzer Bevölkerungsschichten, aber auch spezieller Gruppen wie zum Beispiel älterer Menschen spezifisch abgedeckt werden.

Maßgeschneidertes Reiskorn

Extrudiertes Reisgranulat, das als Schnellkochreis – dabei steht die verkürzte Kochzeit im Vordergrund – eingesetzt wird, steht in harter Konkurrenz zum natürlichen Reis, der durch verschiedene thermische Verfahren in 8 bis 14 Minuten fertig gegart ist. Das Reisgranulat darf sich optisch und sensorisch kaum von natürlichen Reis unterscheiden. Da das Quickcooking-Reisgranulat auch in Klarsichtfolie vermarktet wird, muss es dem optischen Vergleich mit natürlichem Reis standhalten können. Größte Aufmerksamkeit wird auch der Beschaffenheit des gekochten, verzehrfertigen Granulates geschenkt, denn Reisprodukte, deren Textur zu stark von der Textur des natürlichen Reis abweicht, werden sich am Markt nicht durchsetzten können.
Quickcooking-Reis ist jedoch nicht mit Instant-Reis zu verwechseln, der innerhalb kürzester Zeit nach dem Übergießen mit heißem Wasser verzehrfertig sein muss. Diese Eigenschaft wird mittels verschiedener Verfahren erreicht, unter anderem auch durch Kochextrusion.
Mit der Kochextrusion erzeugt Bühler aus Reisbruch oder –mehl reisähnliche Körner. Diese Reisgranulate werden in Farbe, Form und Größe sowie in der Zusammensetzung der Inhaltsstoffe und im Kochverhalten auf die jeweilige Kundenerwartung angepasst. Je nach Prozessführung kann das Extrusionsprodukt als Quickcooking-Reisgranulat oder als Beimischprodukt zu natürlichem Reis dienen. Dabei muss das Reisgranulat dem natürlichen Reiskorn möglichst ähnlich sein – in Form, Farbe, Geschmack und Textur. Und hier steckt das große Know-how von Bühler.

Ausgezeichnet

Für den vitaminreichen Reis aus dem Extruder wurde Bühler kürzlich der European FoodTec Award 2006 in Gold zuerkannt. Diese Auszeichnung wird von der DLG (Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft) vergeben. Die Preisverleihung findet am 4. April 2006 im Rahmen der ANUGA FoodTec in Köln statt.

Autor:
Christopher Rubin
Bühler AG/Extrusion Systems
CH-9240 Uzwil

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