Da es sich nicht bei allen Produkten um Premiumprodukte handelt, ist eine direkte Erhitzung nicht immer erforderlich. Mit der Multimodus-Option für die Tetra Pak® UHT-Anlage für direkte Erhitzung können Sie zwischen der direkten und indirekten Behandlung umschalten, um die Energieeffizienz zu verbessern.
Direkt oder indirekt?
„Die direkte UHT-Behandlung ergibt die höchste Produktqualität und die größte Flexibilität in der Produktion, doch die indirekte Erhitzung benötigt weniger Energie“, fasst Magnus Ohlson, Commercial Leader Dairy Ambient bei Tetra Pak, die Unterschiede zusammen. Er war eng in die wohl größte Tetra Pak Innovation im Bereich Wärmebehandlung der letzten Jahre eingebunden: die UHT-Anlage zur direkten Erhitzung. Die neue Anlage ist mit unterschiedlichen Kapazitäten und Durchsätzen von 2.000 l/h bis hin zu beeindruckenden 45.000 l/h erhältlich. Magnus hat einen Rat für alle Unentschlossenen: „Wenn es keinen guten Grund für die direkte Erhitzung gibt, sollten Sie sich für die indirekte Behandlung entscheiden.“
Schokoladenmilch ist ein Beispiel. Weder die Farbe noch der Geschmack der meisten Schokoladenmilchgetränke leidet unter der Wärmebehandlung. Daher können diese Milchprodukte bei günstigeren Betriebskosten mit sehr guten Ergebnissen in der UHT-Anlage für die indirekte Erhitzung verarbeitet werden. Die Zahlen sprechen eine klare Sprache. Die Tetra Pak UHT-Anlage zur direkten Erhitzung verbraucht im Schnitt 125 kg Dampf bei 7 bar pro 1.000 Liter des Produkts. Bei der UHT-Anlage zur indirekten Erhitzung sind es gerade einmal 30 kg.
Trotzdem gibt es gute Gründe für das direkte Verfahren. Tatsächlich verkauft Tetra Pak ein Drittel der UHT-Anlagen als Direktversion.
„Wenn es um UHT-Premiumprodukte von höchster Qualität geht, ist die direkte UHT-Behandlung die beste Wahl“, sagt Magnus Ohlson. Deshalb ist das direkte Verfahren nach wie vor in der Milchwirtschaft und bei Getränken auf pflanzlicher Basis beliebt.
Das Beste aus beiden Welten
Beide Systeme haben also ihre Vorteile. Magnus Ohlson hat ein interessantes Angebot für alle, die sich nicht zwischen der direkten und der indirekten Erhitzung entscheiden können oder wollen: eine 2-in-1-Anlage! Zwar ist zunächst eine höhere Investition erforderlich, da mehr Komponenten benötigt werden, doch dafür ist auch die Flexibilität von Anfang an höher, sodass sich die Investition auf lange Sicht bezahlt macht.
Zu den vielen Optionen der Tetra Pak UHT-Anlage zur direkten Erhitzung gehört die kombinierte Lösung: Im Multimodus stehen die direkte und die indirekte UHT-Behandlung in derselben Anlage zur Verfügung. Sie können je nach Produkt zwischen den beiden Varianten umschalten oder sie sogar kombinieren. So läuft die Anlage stets mit der bestmöglichen Energieeffizienz.
„Der Multimodus bietet die größte Flexibilität in einer Anlage, was Wärmelasten und Produktionskosten betrifft“, erklärt Magnus Ohlson. „Man muss die Balance zwischen der für das Produkt notwendigen oder verträglichen Hitzebelastung und den Produktionskosten halten. Wenn ein Produkt nur wenig Hitze verträgt, ist die direkte UHT-Behandlung die richtige Wahl. Bei anderen Produkten, die mehr Wärmebelastung aushalten oder erfordern, ist die indirekte Erhitzung besser.
Am anderen Ende des Spektrums kommen die Produktionskosten und der Energieverbrauch ins Spiel“, fährt er fort. „Bei Produkten, die eine größere Marge haben oder einen höheren Mehrwert bieten, können Sie möglicherweise einen höheren Preis erzielen, sodass höhere Produktionskosten weniger stark ins Gewicht fallen als bei Produkten, deren Marge relativ niedrig ist.“
Mit dem Multimodus erhalten Kunden das Beste aus beiden Welten und können fallweise zwischen der direkten und indirekten Erhitzung wechseln. Diese Lösung ist besonders für jene Lebensmittelhersteller attraktiv, die viele verschiedene flüssige Lebensmittel herstellen, zum Beispiel Milchgetränke und Getränke auf pflanzlicher Basis.
Direkte Flexibilität
Im Gegensatz dazu gibt es andere Kunden, die eine einfache Lösung bevorzugen und die direkte Erhitzung für alle Produkte nutzen. Die direkte UHT-Behandlung ist flexibel und kommt mit einem breiten Produktsortiment zurecht.
Reza Akbari, Product Manager bei Tetra Pak, berichtet von Co-Packern, die ausschließlich Produkte anderer Marken abfüllen. „In den USA haben wir viele UHT-Anlage zur direkten Erhitzung an Co-Packer verkauft“, sagt Reza. „Andere Unternehmen buchen die benötigte Produktionskapazität und stellen die Rezeptur zur Verfügung. Die Co-Packer stellen also eine breite Vielfalt an verschiedenen Produkten her. Die meisten von ihnen wählen daher die direkte Erhitzung, denn so können sie unterschiedliche Rezepturen in einer Anlage verarbeiten.“
Ob direkter oder Multimodus: Mit der Tetra Pak UHT-Anlage zur direkten Erhitzung erhalten Sie immer eine Reihe von Funktionen für eine höhere Energieeffizienz, die den höheren Energieverbrauch der direkten UHT-Behandlung zum Teil ausgleichen. Dies sind einige davon:
Wärmeres Kühlwasser aus dem Kondensator
Gegenüber dem Vorgängermodell Tetra Therm® Aseptic VTIS ist der Kondensator der Tetra Pak UHT-Anlage zur direkten Erhitzung vom Behälter für die Entspannungskühlung separiert. Die Wassertemperatur im Kondensator kann daher höher ausfallen. Das bedeutet auch, dass das Kühlwasser beim Ausleiten aus dem Kondensator nach der Behandlung eine höhere Temperatur als bisher aufweist. Das können bis zu 10 °C sein. Je höher die Temperatur, desto wertvoller ist das Wasser für die Wärmerückgewinnung. Die Wärme kann zum Beispiel in der Vorverarbeitung genutzt werden.
Da die Wassertemperatur im Kondensator höher sein darf, wird in den meisten Weltregionen kein Eiswasser benötigt. Jedes Kühlwasser mit einer Temperatur unter 35 °C ist ausreichend.
Aseptischer Standby-Modus
Durch den aseptischen Standby-Modus soll der Durchfluss während der Wasserzirkulation reduziert werden, ohne dabei den aseptischen Zustand der Anlage aufs Spiel zu setzen. Wenn Sie in diesen Modus schalten, werden die Durchflussmenge an Wasser reduziert und der Homogenisierdruck abgeschaltet, der Dampfverbrauch auf ein Minimum reduziert sowie die Endkühlung deaktiviert. Das senkt den Dampf-, Wasser- und Stromverbrauch während des Standby-Modus um 60 %.
Wärmepumpen bieten großes Potenzial
In der Zukunft möchten wir Energieverluste in Tetra Pak UHT-Anlagen für direkte Erhitzung noch weiter reduzieren. Darum verwenden wir in einem gemeinsamen Entwicklungsprojekt eine Wärmepumpe mit hohem Temperaturhub, mit der die Wärme aus dem Kühlwasser, das den Kondensator verlässt, zurückgewonnen werden kann. Wir denken, dass Wärmepumpen künftig als effiziente Rückgewinnungssysteme zur Verringerung des Dampfverbrauchs bei der direkten UHT-Behandlung beitragen werden. Wärmepumpen gehören zu den wenigen bekannten Erhitzungsverfahren, mit denen sich die für die direkte UHT-Behandlung benötigten Dampftemperaturen von 200 °C erreichen lassen.
In einer Untersuchung einer Wärmepumpe mit hohem Temperaturhub wurden aus einer Kilowattstunde elektrischer Leistung 2 kW Wärmeleistung erzeugt. Die Wärmepumpe ist also energetisch betrachtet eine sehr viel bessere Erhitzungsoption als ein herkömmlicher Dampfkessel. Außerdem können mit einer Wärmepumpe, die mit erneuerbarem Strom gespeist wird, die CO2-Emissionen gegenüber gas- oder ölbetriebenen Kesseln deutlich reduziert werden. Wir setzen daher große Hoffnungen in Wärmepumpen mit hohem Temperaturhub.
Wer von Effizienz redet, muss sich mit der Automation von Linien befassen. Automation und Digitalisierung bieten raffinierte neue Möglichkeiten zur Analyse der Leistung von UHT-Anlagen auf Grundlage geteilter Daten.
Wenn Kunden uns Zugriff auf Echtzeitdaten zur Leistung gewähren, können wir anhand dieser eine Zustandsüberwachung der Anlage vornehmen. Wir können den Teileverschleiß im Auge behalten und für einen Austausch sorgen, bevor es zu einem Anlagenstillstand kommt. Wartungsprobleme lassen sich zeitnah lösen. So werden ungeplante Stillstände auf ein Minimum reduziert und die Anlage läuft effizienter.
Magnus Ohlson empfiehlt Kunden, diese neue Möglichkeit zu nutzen:
