Bei der Produktion von Lebensmitteln wie Milchprodukten wird teilweise sehr viel Energie verbraucht. Ein besonders energieintensiver Prozess ist die Herstellung von Milchtrockenprodukten. Die Hochschule Hannover hat daher in einem DBU-Projekt in Kooperation mit der GEA TDS GmbH und der Molkerei Ammerland eG Verfahren zur Magermilchkonzentration nach ökonomischen und ökologischen Aspekten untersucht. Denn der Energiebedarf ist stark vom angewendeten Prozess abhängig. Aktuell gängig ist das Verdampfungsverfahren: Milch wird das Wasser durch Verdampfen unter Vakuum entzogen. Bei der Membranfiltration wird im Vergleich weniger Energie benötigt. Die Moleküle werden hierbei nach Größe getrennt, wodurch Wasser ohne Änderung des Aggregatzustands aus Milch entfernt werden kann.
Zwei Verfahren zur Magermilchkonzentration mithilfe von Membranfiltration
Im Projekt wurden daher zwei Verfahren zur Magermilchkonzentration mithilfe von Membranfiltration näher betrachtet und mit dem Verdampfungsverfahren verglichen. Dazu wurden die Filtrationsarten Umkehrosmose, Nanofiltration und Ultrafiltration zu zwei verschiedenen Kaskaden, also definierten Abfolgen der einzelnen Verfahrensschritte, kombiniert. Auf Basis erster Voruntersuchungen wurden dann von der GEA TDS GmbH Anlagen im Industriemaßstab projektiert.
Kombination zweier Verfahren am vorteilhaftesten
Dabei zeigte sich, dass die Membrankaskaden aufgrund des großen Anlagenvolumens erhebliche Energie- und Investitionskosten verursachten. Unter Berücksichtigung der niedrigsten Herstellungskosten, des kleinsten Pay-Back-Zeitraumes und der günstigsten CO2-Bilanz war es am vorteilhaftesten, den Eindampfungsprozess nur zum Teil zu ersetzen und die Eindampfung mit einer Umkehrosmose zu kombinieren. Unabhängig vom Konzentrationsprozess besaßen alle im Projekt erzeugten Magermilchpulver sowohl eine vergleichbare inhaltstoffliche Zusammensetzung als auch vergleichbare physikalische und funktionelle Eigenschaften. Zudem wurden Standards in Bezug auf Löslichkeit, Reinheit (Schmutzbild) sowie Farbe erfüllt.
Der ausführliche Abschlussbericht zum Projekt findet sich unter: www.dbu.de/OPAC/ab/DBU-Abschlussbericht-AZ-34254_01-Hauptbericht.pdf
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