Wassermanagement in Molkereien

Produktionsprozesse in Molkereien
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Die Einsparung von Ressourcen und das Wassermanagement in Molkereien sind nicht nur ein Gebot der 2020er Jahre: Vielmehr arbeiten die bekanntermaßen energie- und ressourcenintensiven milchverarbeitenden Unternehmen seit Jahrzehnten intensiv daran, ihren Verbrauch an Energie, Packstoffen und Wasser konsequent zu reduzieren. Die Milchindustrie ist in puncto Ressourcenschonung im internationalen Vergleich einer der am weitest fortgeschrittenen Bereiche der Lebensmittelbranche.

Das drinktec-Leitthema Wasser & Wasserbehandlung beschäftigt sich unter anderem mit dem Wassermanagement in Molkereien und zeigt, dass man es weltweit in jeder Molkerei mit zwei Kreisläufen zu tun hat: Trinkwasser, auch Frischwasser genannt, und Prozesswasser. Frischwasser lässt sich auch aufgrund gesetzlicher Vorschriften, hauptsächlich aber wegen seiner Einsatzzwecke, nicht in Kreisläufen fahren – Prozesswasser hingegen schon. Das bedeutet, dass die Nutzung von Frischwasser aus dem kommunalen Netz oder aus dem eigenen Brunnen stets so gering wie möglich gehalten werden sollte, um keine unnötigen Kosten zu verursachen. Dies gilt für aride Regionen wegen der herrschenden Wasserknappheit ebenso wie für klimatisch begünstigte Gegenden, in denen es in der Regel konstant steigende Bezugs- und Abwasserkosten sind, die zum Einsparen aufrufen.

Will man den Wasserverbrauch in der Milchverarbeitung benchmarken, eignet sich dazu der spezifische Wasserverbrauch je Kilogramm Milch, der aktuell mit ca. 1,3 Liter anzusetzen ist. In der Tendenz verringert sich diese Kennzahl beständig: Erste Molkereien berichten, dass sie beinahe die 1,0 Liter erreicht haben. Solche Betriebe findet man bei weitem nicht nur in Nordamerika, Ozeanien oder in der EU – auch das Wassermanagement in Molkereien im arabisch und nordafrikanischen Raum wurde mit hohem Aufwand und nach modernsten Standards ausgebaut.

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MBR-Abwasser aufbereiten

Die 2012 von der Unternehmensgruppe Theo Müller übernommene schottische Molkerei Wiseman hat vor einiger Zeit vorgemacht, wie man einen reinen Konsummilchbetrieb wasserseitig sanieren kann. Vor dem Projekt verarbeitete der Betrieb Bridgwater 1,25 Million Liter Milch pro Tag, wobei ca. 400m3 Abwasser anfielen, das vor Ort behandelt und in den Vorfluter abgeleitet wurde. Das meiste Wasser wird in Bridgwater für die Dampferzeugung und die Reinigung verbraucht.

Nach Angaben der UN steigt der Wasserverbrauch seit den 1980er Jahren weltweit um etwa ein Prozent pro Jahr. Gründe hierfür sind Bevölkerungswachstum, sozioökonomische Entwicklung und ein sich ändernder Konsum. Bis 2050 soll die Wassernachfrage weltweit mit ähnlicher Rate weiter ansteigen – dies entspricht insgesamt einem Anstieg von 20 bis 30 Prozent im Vergleich zum aktuellen Wasserverbrauch.

Die Idee war, das ohnehin schon kristallklare Abwasser aus der Aufbereitung über einen Membran-Bioreaktor, auch Membranbelebungsreaktor(MBR) genannt, über eine Umkehrosmoseanlage zu leiten. So lässt sich mit dem Permeat ein Teil des Frischwassereinsatzes ersetzen. Die Umkehrosmose liefert 200 m³ Wasser pro Tag, die problemlos zur Reinigung verwendet werden können. Die Ressourceneinsparung führt zu Umweltschonung und Nachhaltigkeit gleichermaßen und hat einen messbaren Wert: Jedes Jahr spart die Molkerei Bridgwater so mehr als 20.000 Pfund.

Wassermanagement in Molkereien durch Brüdenwasser

Einen noch größeren Effekt können Trocknungsbetriebe über die Nutzung von Brüdenwasser erzielen. Brüdenwasser ist das Kondensat, das beim Trocknen von Milch bei der Produktion von Milchpulver anfällt und macht 88% des Milchanteils aus. Dieses Kondensat enthält von Natur aus Milchreste, so dass es durch biologische Behandlungs- und Membranverfahren aufbereitet werden muss, um als recyceltes Prozesswasser weiterverwendet werden zu dürfen. Dieses Wasser ist damit für die Reinigung geeignet, wird aber abhängig von lokalen gesetzlichen Regelungen nicht immer als Frischwasserersatz zugelassen – obwohl es seitens Qualitätstandards kein wirkliches Verbotsargument gibt.

Ganzheitliche Sicht auf Produktionsprozesse

MBR-Abwasser und Brüdenwasser sind nur zwei Themengebiete, die die Komplexität des Wassermanagements in Molkereien verdeutlichen. Im Idealfall werden alle Schritte im Betriebsablauf analysiert, um herauszufinden, welche Wasserqualität an welcher Stelle im Prozess verwendet werden kann. Außerdem kann die im Abwasser enthaltene Energie im Wärmetausch genutzt werden, um die Gesamtenergiebilanz einer Milchfabrik zu verbessern. Die im Abwasser enthaltenen organischen Stoffe sind dadurch kein Abfall mehr, sondern wertvolle Rohstoffe für die Energiegewinnung, indem sie in einem Reaktor in Biogas umgewandelt werden.

Welche Effekte sich in einer Molkerei durch intelligentes Wassermanagement und -aufbereitung erschließen lassen, ist von Betrieb zu Betrieb verschieden. Als Ergebnis lassen sich nichtsdestotrotz Kosteneinsparungen und steigende Nachhaltigkeit benennen. Wer sich einen Überblick über modernes Wassermanagement und -aufbereitung verschaffen möchte, der kann sich auf der drinktec vom 4. bis 8. Oktober 2021 in München informieren. Sie suchen noch einer Plattform, um Ihre Innovation der Getränkeindustrie vorzustellen? Dann seien Sie auf der nächsten drinktec 2021 mit dabei.

Roland Sossna

Roland Sossna

Der gelernte Molkereifachmann, Agraringenieur und freie Fachjournalist Roland Sossna gestaltet unter anderem die Redaktion der Fachtitel molkerei-industrie und IDM International Dairy Magazine. Regelmäßig stellt er herausragende Innovationen aus der Molkerei-Branche auf dem Blog vor.