Mit Innovationen bis zu 90 Prozent Energie sparen

Die dafür benötigte, sogenannte SHM-Technologie – SHM steht für Simultanes Homogenisieren und Mischen – entstand im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) unter der Federführung des Forschungskreises der Ernährungsindustrie e.V. (FEI), einer Mitgliedsvereinigung der AiF.

In einem aktuellen IGF-Vorhaben wird dazu ein Funktionsmuster für die wirtschaftliche Anwendung entwickelt. Unternehmen aus der milchverarbeitenden Industrie können die Ergebnisse – die Ende 2012 vorliegen werden – nutzen und durch Umstellung auf diese neue Technologie Investitions- und Betriebskosten senken.

Jährlich werden in Deutschland 12 Millionen Tonnen Milcherzeugnisse hergestellt, dafür muss die Milch zunächst homogenisiert werden. Das macht die Produkte haltbarer und kann auch die Farbe, die Konsistenz oder den Geschmack verbessern. Beim Homogenisieren wird die Milch mit hohem Druck durch Ventile gejagt, damit die Fetttropfen feiner und gleichmäßiger verteilt werden.
Bei 10.000 Liter Milch pro Stunde sind die Ventile mit dem bisherigen Verfahren vergleichsweise schnell verschlissen. Im Falle von partikelhaltigen Produkten wie beispielsweise Schokomilch muss die Anlage sogar schon nach 100 statt 700 Stunden gewartet werden.

Die SHM-Technologie, die von Forschern des Instituts für Lebensmittelverfahrenstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt wurde, entzieht der Milch noch vor der Homogenisierung das Wasser und führt es direkt nach dem Durchschuss wieder zu. In einem letzten Schritt können dann auch Zutaten, wie Kakao oder Vanille, der Milch zugefügt werden. So wird das Volumen des zu homogenisierenden Stroms um fast 90 Prozent reduziert und die geschmacksbringenden Partikel müssen nicht unter hohem Druck durch die Ventile gepresst werden. Das spart Prozessenergie, schont die Anlagen, steigert deren Kapazität und senkt den Aufwand für Instandhaltung und Reinigung.

„Jetzt kommt es darauf an, diese innovative Technologie für den Einsatz in der milchverarbeitenden Industrie vorzubereiten“, sagt Prof. Heike Schuchmann vom KIT, die das Projekt leitet. „Wir müssen uns genau die bestehenden Homogenisationsprozesse anschauen, um das neue Verfahren mit möglichst wenig Aufwand darin zu integrieren. Das gelingt nur dann, wenn Industrievertreter unsere Forschungsarbeiten begleiten und eigene Erfahrungen einbringen – und genau für solchen Austausch zwischen Wissenschaft und Wirtschaft ist die Industrielle Gemeinschaftsforschung prädestiniert.“ 19 Industrievertreter nehmen an den Projektbegleitenden Ausschüssen teil. Insbesondere für mittelständische Unternehmen ist diese neue Verfahrenstechnologie interessant, da hier einerseits mit kleinen Anlagen große Mengen homogenisiert werden können, andererseits Milchprodukte mit Geschmacksnoten in kleinen Chargen als Nischenprodukte hergestellt werden können.

Wie so oft in der Industriellen Gemeinschaftsforschung liefern auch diese Ergebnisse interessante Anwendungsansätze für weitere Branchen: „Homogenisiert wird noch in anderen Wirtschaftszweigen, wie beispielsweise in der Kosmetik, der Pharmaindustrie oder in der chemischen Technik. Dort können die Forschungsergebnisse aufgegriffen und für entsprechende Anwendungen adaptiert werden. Doch nicht nur die Konsumgüterindustrie sondern auch der Maschinen- und Anlagenbau profitiert“, erklärt Dr. Volker Häusser, Geschäftsführer des FEI, den interdisziplinären Mehrwert des IGF-Vorhabens: „Die SHM-Technologie konnte zuletzt auch in einem DFG/AiF-Forschungscluster zur Mikroverkapselung von bioaktiven Inhaltsstoffen erfolgreich eingesetzt werden und ist ein Paradebeispiel dafür, wie Industrielle Gemeinschaftsforschung funktioniert: Sie streckt ihre ‚Fühler’ sowohl in die Anwendung als auch in die Grundlagenforschung aus und sorgt so für den Wissenstransfer.“

IGF-Vorhaben werden im Innovationsnetzwerk der AiF organisiert und aus den Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.

Ansprechpartnerin zum Projekt:
Prof. Dr.-Ing. Heike Schuchmann, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik, Bereich Lebensmittelverfahrenstechnik, Tel. 0721 608-48797, heike.schuchmann@kit.edu.de

Über die AiF:
Die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. ist ein 1954 gegründetes, industriegetragenes Innovationsnetzwerk zur Förderung von Forschung und Entwicklung im Mittelstand. Es verknüpft die Interessen von Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. Aufgabe ist es, als Dachverband von rund 100 branchenspezifischen Forschungsvereinigungen die Volkswirtschaft Deutschlands in ihrer Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig zu stärken. Die AiF als gemeinnütziger Verein ist Träger der Industriellen Gemeinschaftsforschung und betreut gemeinsam mit der AiF Projekt GmbH und der AiF F∙T∙K GmbH, ihren einhundertprozentigen Tochtergesellschaften, weitere Förderprogramme der öffentlichen Hand. Im Jahr 2011 setzte die AiF rund 675 Millionen Euro an öffentlichen Fördermitteln ein.

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Anita Widera, Telefon: +49 221 37680-114, anita.widera@aif.de