Energie- und Ressourcenengpässe veranlassen die Industrie oft dazu, innovative Wege zu finden, um Effizienzsteigerungen zu erzielen und Betriebskosten zu senken. Die Milchwirtschaft bildet da keine Ausnahme – lesen Sie weiter und erfahren Sie, wie Wärmepumpen Lebensmittelunternehmen dabei helfen, ihr Wärmemanagement neu zu überdenken.

Umfang und Energiekosten der europäischen Milchwirtschaft
Die Europäische Union ist ein weltweit führender Akteur in der Milchproduktion. Laut aktuellen Eurostat-Daten produzierte die EU im Jahr 2024 beeindruckende 161,8 Millionen Tonnen Rohmilch. Die Umwandlung dieser Rohmilch in die sicheren, hochwertigen Konsumprodukte, auf die wir uns verlassen, wie Trinkmilch, Joghurt und Käse, erfordert eine äußerst energieintensive Lieferkette.

Ein überwältigender Teil der für die Milchproduktion aufgewendeten Energie entfällt auf thermische Prozesse. In typischen Molkereibetrieben werden rund 70 % des gesamten Energieeinsatzes als Wärme verbraucht, die bisher durch die Verbrennung von Brennstoffen bereitgestellt wurde.

Da die EU bis 2050 Klimaneutralität anstrebt, steht die Milchwirtschaft vor einer entscheidenden Herausforderung: Wie lassen sich ihre unverzichtbaren thermischen Prozesse von fossilen Brennstoffen entkoppeln, um die CO₂-Emissionen radikal zu senken, ohne dabei die Produktsicherheit zu beeinträchtigen oder die Betriebskosten in die Höhe zu treiben?

Zurück zu den Grundlagen: Heizen und Kühlen in der Milchproduktion
Der Weg von der Rohmilch zum verkaufsfertigen Milchprodukt erfordert eine präzise und streng regulierte Temperaturkontrolle. Sowohl die industrielle Erwärmung als auch die Kühlung sind grundlegend für die Produktsicherheit und die Haltbarkeit:
• Erstkühlung: Unmittelbar nach der Gewinnung auf dem Bauernhof muss die Rohmilch schnell auf unter 4 °C abgekühlt werden, um Bakterienwachstum zu verhindern.
• Pasteurisierung: In der Verarbeitungsanlage ist die gängigste thermische Behandlung die Hochtemperatur-Kurzzeit-Pasteurisierung (HTST). Dabei wird die Milch 15 Sekunden lang auf etwa 72 °C bis 75 °C erhitzt und anschließend sofort wieder rasch auf unter 7 °C abgekühlt.
• Fortgeschrittene thermische Behandlungen: Zur Verlängerung der Haltbarkeit oder bei Ultrahochtemperatur-Milch (UHT) wird das Produkt vor der schnellen Abkühlung einer kurzen, intensiven Erhitzung auf 135 °C bis 140 °C ausgesetzt.

Traditionell werden diese erforderlichen Temperaturextreme durch völlig getrennte Systeme bewältigt. Verarbeitungsbetriebe nutzen in der Regel mit fossilen Brennstoffen (meist Erdgas) befeuerte Kessel zur Erzeugung von Dampf oder Heißwasser für die Erwärmung sowie eigenständige elektrische Kältemaschinen, um das für die Kühlung erforderliche Kaltwasser bereitzustellen

Dieser getrennte Ansatz ist von Natur aus ineffizient; der Kühler entzieht der Milch Wärme und gibt diese als Abwärme an die Atmosphäre ab, während der Kessel gleichzeitig fossile Brennstoffe verbrennt, um neue Wärme zu erzeugen.

Der Vorteil der Wärmepumpe: Abwärme in eine Ressource verwandeln
Um Nachhaltigkeits- und Effizienzziele zu erreichen, wendet sich die Milchwirtschaft von getrennten Heiz- und Kühlsystemen ab. Die Lösung liegt in der Integration, insbesondere durch den Einsatz einer industriellen Wärmepumpe zur Rückgewinnung von Wärmeenergie.

Eine Wärmepumpe ist eine Technologie, die nach einem thermodynamischen Kreislauf (Verdampfung, Verdichtung, Kondensation und Expansion) unter Verwendung eines speziellen Kältemittels arbeitet. Anstatt Brennstoff zu verbrennen, um Wärme von Grund auf neu zu erzeugen, entzieht eine Wärmepumpe vorhandene Wärme aus einer Niedertemperaturquelle, erhöht deren Temperatur und Druck mithilfe eines Kompressors und gibt sie als hochgradig nutzbare Wärmeenergie ab.

In einer Molkereianlage kann die Wärmepumpe die beim Kühlprozess abgegebene Abwärme mit niedrigem Temperaturniveau auffangen und aufbereiten, um die für die Pasteurisierung und die Reinigung der Anlagen erforderliche Wärme bereitzustellen.

Zu den Vorteilen des Einsatzes von Wärmepumpensystemen in der Milchverarbeitung gehören:
• Massive CO₂-Einsparungen: Durch den Ersatz gasbefeuerter Kessel durch elektrisch betriebene Wärmepumpen können Betriebe ihre direkten Treibhausgasemissionen drastisch senken. Bei Betrieb mit Strom aus erneuerbaren Energien kann der thermische Prozess nahezu CO₂-neutral werden.
• Gleichzeitiges Heizen und Kühlen: Eine Wärmepumpe bietet einen doppelten Nutzen. Während sie als Heizquelle für die Pasteurisierung dient, kann die „kalte Seite“ des Kreislaufs gleichzeitig Eiswasser erzeugen, um den Kühlbedarf der Anlage zu decken.
• Erhebliche Energieeinsparungen: Die Wiederverwendung von Abwärme ist weitaus effizienter als die Erzeugung neuer Wärme. Branchenstudien zufolge kanndie Integration von Wärmepumpen zur Wärmerückgewinnung in einer Pasteurisierungsanlage den Energieverbrauch bei der Pasteurisierung um bis zu 77 % senken.
• Geringere Betriebskosten: Zwar ist eine anfängliche Kapitalinvestition erforderlich, doch der exponentielle Sprung in der Energieeffizienz schützt Milchproduzenten vor den Schwankungen auf den Märkten für fossile Brennstoffe und sorgt so für erhebliche langfristige Einsparungen bei den Betriebskosten.

Machen Sie es richtig – mit einem bewährten Partner für Wärmemanagement
Die Dekarbonisierung der Milchproduktion ist nicht mehr nur ein Umweltziel, sondern eine wirtschaftliche Notwendigkeit. Um diesen Wandel reibungslos zu vollziehen, ist ein ganzheitlicher Ansatz für den Energieverbrauch der Anlage erforderlich.

Als führender Anbieter von Lösungen und Dienstleistungen im Bereich Wärmemanagement ist Trane einzigartig positioniert, um die Milchwirtschaft bei diesem Wandel zu unterstützen. Mit unserem fundierten Fachwissen über Hochleistungskühler, fortschrittliche Wärmepumpen und integrierte Systemsteuerungen arbeiten wir mit Lebensmittel- und Getränkeherstellern zusammen, um deren gesamten thermischen Lebenszyklus zu optimieren. Durch die Rückgewinnung von Abwärme und den Einsatz intelligenter Elektrifizierungsstrategien hilft Trane Molkereibetrieben dabei, ihre Betriebskosten zu senken, ihren CO₂-Fußabdruck drastisch zu verringern und eine nachhaltigere Zukunft für die Lebensmittelversorgungskette zu gestalten.

Erfahren Sie, wie ein französischer Käsehersteller nachhaltiger wurde