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0,85 Liter Wasser pro Liter Milch

Die Milchindustrie braucht Wasser zum Kühlen, Heizen, Spülen oder für die Dampf- und Eiserzeugung. Einsparpotenzial besteht, wenn Wasser mehrmals verwendet werden kann. Das Beispiel der Nordmilch.

von Alimenta Import

Das Trinkwasser für die Verwendung in der Lebensmittelindustrie muss den Anforderungen der Trinkwasserverordnung entsprechen. Bei der Wasserversorgung der Molkereien wird zwischen Fremdbezug (öffentliche Wasserversorgung) und Eigenversorgung (Oberflächenwasser- bzw. Brunnen­entnahmen) unterschieden. Die Eigenwasserversorgung bedarf einer wasserrechtlichen ­Erlaubnis, in der entsprechende Entnahmegrenzen und -auflagen definiert werden. So ist es auch bei der Wasserversorgung in der Milchwirtschaft.

Einfluss vieler Faktoren
Zur möglichen Reduzierung des Wasserverbrauches und somit zur Vermeidung von Wasser- und Abwasserkosten lassen sich nur im Einzelfall konkrete Aussagen treffen, weil eine Vielzahl von Faktoren dabei eine Rolle spielt. Jeder Betrieb ist bestrebt, den Wasserverbrauch aus Nachhaltigkeitsgründen sowie aufgrund der damit verbundenen Kosten so gering wie möglich zu halten.
Als Richtwerte für den Trinkwasserverbrauch in der Milchwirtschaft in Deutschland können folgende Daten angegeben werden: Für Käsereien bis zu 1,2 Liter Wasser/kg ver­arbeiteter Milchmenge, für Frischprodukte­betriebe bis zu 1,5 Liter Wasser/kg verarbeite­ter Milchmenge, für Trocknungsbetriebe bis zu 1,0 Liter Wasser/kg verarbeiteter Milchmenge. Innerhalb der Nordmilch AG, Bremen, ist es aufgrund eines intensiven Wasser­managements gelungen, zum Beispiel bei
den Käsereien ein Verhältnis von 0,85 Liter Wasser/kg verarbeiteter Milchmenge zu unter­schreiten. Im Durchschnitt haben die elf Standorte der Nordmilch im Jahr 2009 einen Wasserverbrauch von 0,96 Liter Wasser/kg verarbeiteter Milchmenge erreicht.

Kreislaufnutzung bringt Einsparpotenzial

Innerbetriebliche Ansatzpunkte zur Reduzierung von Wasserverlusten gibt es viele. Ins­besondere die CIP-Reinigungsverfahren (z.B. Vor- und Nachspülwässer) sowie die Kreislaufnutzung von Brüden- und Permeatwasser bringen grosse Einsparpotenziale. CIP-Ana­lysen sowie regelmässige Überprüfungen des betrieblichen Wasserverbrauchs (z.B. über feste Zähler oder über dezentrale Messungen) sollten als Grundlage dienen, um eine gegebenenfalls notwendige Optimierung des Reinigungs- und Desinfektionsablaufes vornehmen zu können.
Durch unterschiedliche Investitionen (z.B. Kondensatsysteme, Wärmeschaukel) können wassersparende und energieeffiziente Massnahmen erreicht werden. Allerdings sollte ­dabei auch beachtet werden, dass kommunale Wasserversorger nach dem Kostendeckungsprinzip arbeiten. Somit sollte vor der Um­setzung von wassersparenden Investi­tionen dieser Aspekt betrachtet werden, damit die ­erhofften Kosteneinsparungen nicht eventuell durch höhere Gebührensätze seitens der Gemeinde egalisiert werden.

Wasseraufbereitung und -behandlung
Die Wasseraufbereitung wird überwiegend durch konventionelle Aufbereitungsverfahren wie die Enteisung, Entmanganisierung, die Entkarbonisierung sowie vereinzelt durch Entsäuerung durchgeführt. Die Enthärtung von Wasser erfolgt mittels Ionenaustauscher, die Härtebildner Kalzium und Magnesium werden gegen Natriumionen ausgetauscht. Bei der Erschöpfung des Austauscherharzes erfolgt eine Regeneration mittels Kochsalz. Weiterhin hat sich die Umkehrosmose etabliert. Mit ­dieser Technik ist eine gezielte Enthärtung des Wassers jedoch nicht möglich. Es werden ­vielmehr sämtliche gelöste Salze bis auf einen Restgehalt von zirka 1 bis 2% entfernt. Dazu gehören auch die Härtebildner Kalzium und Magnesium.

Achtung Ablagerungen
Um Korrosionen und Ablagerungen im Wassersystem vorzubeugen, ist die Aufbereitung mit Chemikalien des Zusatzspeisewassers für Kühltürme, Verdunstungskondensatoren und für Kesselanlagen erforderlich. Wasserana­lysen sind für die Beurteilung und für die Auswahl des zweckmässigen Aufbereitungsverfahrens notwendig. Ebenfalls Chemikalien kommen zur Trinkwasserdesinfektion zum Einsatz, wie Chlor im Chlordioxidverfahren oder Säure im Chloritverfahren.
Als weiteres Aufbereitungsverfahren gibt es die Möglichkeit einer Behandlung mit UV-Strahlen. Wegen der fehlenden Depotwirkung ist dieses Verfahren nur in speziellen Fällen zu empfehlen.

Brauchwassernutzung
Bei der Eindampfung von Molke und Milch (Brüden) oder beim Einsatz von Membranverfahren (Permeat) entsteht Prozesswasser, das eine hohe Wasserqualität besitzt und ­geringe organische Anteile enthält. Die Prozessführung im Eindampfer mit der sich anschliessenden Trennung von Prozesswasser und Konzentrat hat direkten Einfluss auf die Qualität des Prozesswassers. Dies gilt auch für den Betrieb einer Membrananlage. Für die Verwendung des Prozesswassers stehen in der Milchwirtschaft mehrere Alternativen zur Verfügung:
Einsatz als Frischwasserersatz zur Verdampferreinigung/Membranreinigung;
Einsatz zur Kesselspeisewasservorhaltung bzw. als Zusatzwasser für Verdunstungskondensatoren und Kühltürme;
Einsatz als Frischwasserersatz für untergeordnete Reinigungsvorgänge (Fahrzeugaussenwäsche, Bodenreinigung in unsensiblen Bereichen usw.);
Einsatz als Frischwasserersatz bei Reinigungs­vorgängen in der CIP-Anlage.

Brüdenwasser als Frischwasserersatz
Weiterhin gibt es die Möglichkeit, aufbereitetes Brüdenwasser oder Permeate als Frischwasserersatz im Gesamtreinigungskomplex eines Molkereibetriebes zu sehen. Ein Beispiel dafür ist das PW-PTR-Verfahren (biologische Behandlung, Mischbettfilter, Umkehrosmose) oder der Einsatz von Kombinationsanlagen der Membrantechnik (Ultrafiltration zur ­Abtrennung von Makromolekülen/Umkehrosmose zur Entfernung niedermolekularer Bestandteile).
Bei beiden Verfahren muss eine nach­trägliche Desinfektion des Wassers erfolgen
(«Alimenta» 02/10, Schwerpunkt Membranfiltration). Überwiegend wird das anfallende Prozesswasser aber weiterhin als Frisch­wasserersatz in hygienisch unbedenklichen Bereichen ohne kostenintensive Aufbereitung eingesetzt, da bei direkter Zugabe (z.B. als Bruchwaschwasser in der Käserei) Einflüsse auf die Produktqualität nicht ausgeschlossen werden können.
* Der Autor arbeitet bei Nordmilch als Leiter Arbeitssicherheit/Umweltschutz.