ANDRITZ Gouda heeft voor de viscositeitsverlaging van babyvoeding op graanbasis een state of the art hydrolyseproces ontwikkeld. Het hart van dit proces wordt gevormd door de DJC (Dynamic Jet Cooker), waarbij via een rotor/stator mengkop direct stoom in de te hydrolyseren slurry wordt geïnjecteerd.
Hydrolyse is de splitsing van een chemische verbinding onder opname van water. Voor babyvoeding op graanbasis gaat het dan om de splitsing van lange zetmeelketens in kortere moleculen. Hiertoe kunnen twee verschillende methoden worden toegepast, die beide gebruik maken van enzymen. Bij de eerste methode gaat het om een verlaging van de viscositeit, wat ten goede komt aan de verteerbaarheid van de pap. Het enzym voor de viscositeitsverlaging heeft een optimale werking bij een temperatuur tussen 80°C en 95°C. De tweede methode maakt gebruik van een ander enzym, waardoor de pap zoeter wordt zonder dat hiervoor suiker moet worden toegevoegd. Het enzym voor de versuikering is actief op een lagere temperatuur; zo rond 60°C.
Mobiliteit
Het meelbloem voor de slurrybereiding bevat vooral zetmeel. Als men dit (zet)meel in koud water brengt, bezinkt het. Gaat men de slurry onder continu roeren opwarmen, dan begint op enig moment de zetmeelcomponent water te absorberen en te zwellen. De temperatuur waarop dit gebeurt ligt, afhankelijk van de meelsoort, boven de 50°C tot 65°C. Zodra een slurry begint te geleren neemt de viscositeit drastisch toe. Hierdoor neemt de mobiliteit van de enzymen sterk af. Dit vertraagt de hydrolysereactie; de enzymen kunnen immers minder snel de zetmeelketens bereiken. Bovendien is bij de geleringstemperatuur de enzym-activiteit nog niet optimaal.
Inactivatie
Er is ook niet-gehydrolyseerde zetmeel nodig om een voldoende consistente en viskeuze pap te kunnen bereiden. Daarom wordt in de meeste gevallen maar een deel van de meelbloem gehydrolyseerd. Deze stroom wordt vervolgens gemengd met een slurry van niet-gehydrolyseerde meelbloem en andere ingrediënten, waarna op de walsdroger het droogproces plaats vindt. Belangrijk hierbij is dat de hydrolysereactie wordt gestopt door de enzymen te inactiveren. Dit gebeurt door de enzymen bij een hoge temperatuur (125°C tot 135°C) te denatureren.
Directe Stoom Injectie (DSI)
Voor de viscositeitsverlaging kan gebruik worden gemaakt van verschillende processen. Zo is het mogelijk om de slurry op te warmen tot circa 70°C en dan gedurende 1.5 tot 2 uur continu te roeren. Hierbij vindt een partiële hydrolyse plaats. Een andere methode is de directe injectie van sanitaire stoom in de slurry ofwel Directe Stoom Injectie (DSI). Hierdoor ontstaat een sprongsgewijze temperatuurstijging tot aan de optimale hydrolyse-temperatuur van 80°C tot 95°C. Het ‘knippen’ van de zetmeelketens gaat dan zo snel dat de viscositeitsverhoging in principe beheersbaar blijft. Bij DSI wordt de stoom via een specifiek orifice geïnjecteerd in een statische menger waarin zich de slurry bevindt. De kwetsbaarheid van dit systeem is echter dat al bij kleine verstoringen (bijvoorbeeld een tijdelijke temperatuurdaling) het geleereffect de overhand kan krijgen waardoor de slurry te viskeus wordt. Dit bemoeilijkt de stoominjectie waardoor de slurry nog viskeuzer wordt en een negatieve spiraal optreedt. De enige oplossing is dan het systeem stil leggen, schoonmaken en opnieuw beginnen.
Dynamic Jet Cooker (DJC)
ANDRITZ Gouda heeft de afgelopen twee jaar voor de viscositeitsverlaging een state of the art-proces ontwikkeld. Uitgaande van het principe van directe stoominjectie is hiervoor de Dynamic Jet Cooker (DJC) ontwikkeld. Deze dynamische menger elimineert de gevoeligheid van het statische mengsysteem door gebruik te maken van een rotor/stator mengkop. In de mengkop wordt stoom geïnjecteerd, waardoor die zich intensief mengt met de slurry. De flow van slurry en stoom zijn precies te regelen, zodat het proces onder optimale condities kan worden uitgevoerd. De hydrolyse vindt daarbij vrijwel instantaan plaats. Het hydrolysaat wordt vervolgens opgevangen in een tank.
Het proces is in de eigen proeffabriek van ANDRITZ Gouda ontwikkeld op pilot schaal. Vervolgens is het proces opgeschaald voor een industriële toepassing bij een klant. Uit testen bij de klant blijkt dat het proces stabiel draait en een volledige hydrolyse tot stand brengt. Dit betekent in de praktijk dat men van de totale hoeveelheid slurry die voor een recept moet worden aangemaakt, een kleiner deel hoeft te hydrolyseren.
Procesverloop
In het nieuwe productieproces worden alle niet te hydrolyseren ingrediënten gemengd met water en naar buffertanks gepompt. De wél te hydrolyseren meelbloem wordt met enzymen gemengd en naar twee hydrolyse voorbereidingstanks gepompt. Deze stroom wordt met behulp van de Dynamic Jet Cooker (DJC) gehydrolyseerd en vervolgens in een buffertank opgevangen. Van daaruit wordt het in-line gemengd met het niet-gehydrolyseerde deel van de slurry, vlak voor een Static Jet Cooker. In de Static Jet Cooker wordt wederom sanitaire stoom in de slurry geïnjecteerd. Hierbij wordt de temperatuur sterk verhoogd (125°C tot 135°C) zodat men in één stap zowel de slurry steriliseert als de enzymen inactiveert. Na de Static Jet Cooker wordt de slurry op de walsdroger gedroogd tot een productfilm die van de trommel wordt afgeschraapt. De droge film wordt vermalen en verpakt. Het product is dan gereed om te worden bereid tot een smakelijke en voedzame pap.
Bedrijfsgegevens ANDRITZ Gouda BV
