Wie man die CO2-Bilanz bei der Produktion von Softdrinks in einem angespannten Investitionsumfeld reduzieren kann

Die Verbraucher von heute verlangen abfallarme Lösungen mit guter CO2-Bilanz. Aber wie können Hersteller von Softdrinks, die mit knappen Gewinnspannen und hartem Wettbewerb zu kämpfen haben, den Energieverbrauch senken und aus weniger mehr machen? Wir erklären, wie Sie die Quadratur des Kreises vollziehen – und gleichzeitig die Kosten senken.

Nachhaltigkeit ist ein strategischer Imperativ in allen Bereichen der Lebensmittelproduktion, auch bei Getränken. Die Herausforderung für die Produzenten besteht darin, den Energieverbrauch und den Abfall zu reduzieren und gleichzeitig die Gewinnspannen zu erhalten und wettbewerbsfähig zu bleiben. Neue innovative Lösungen machen dies jetzt möglich.

Softdrink auf einem mit Moos bewachsenen Stein

Energiekosten mit intelligentem Mischen senken

Wenn Sie Energieeinsparungen bei der Zubereitung von Softdrinks ermöglichen wollen, sollten Sie zuerst beim Mischen ansetzen. Die Wahl der richtigen Technologie kann einen großen Unterschied bei den Betriebskosten und der Produktionseffizienz ausmachen.

Hier ist ein Radialstrahlmischer (RJM) die beste Wahl, da er die Zutaten schneller und energieeffizienter als herkömmliche Alternativen mischt. Das liegt daran, dass ein RJM das Produkt mit Hilfe von Turbulenzen mischt – im Gegensatz zu herkömmlichen Mischern, die auf Axialtechnik und mechanische Rührwerke oder Rührer setzen.

„Der Wirbel eines Axialstrahls erzeugt ein asymmetrisches Mischfeld, das das gesamte Produkt in dieselbe Richtung drückt, was die Mischeffizienz verringert“, erklärt Thomas Eggler, Design Engineering Manager bei Tetra Pak.

„Ein Radialstrahlmischer verwendet keine mechanische Kraft und nutzt stattdessen die Turbulenzen der Flüssigkeit, die sich dadurch selbst mischt. Das vermeidet Reibung, sorgt für eine homogene Mischung und ist außergewöhnlich schnell – vier- bis sechsmal schneller als herkömmliche Lösungen.“

Tatsächlich mischt ein RJM ein Standardgetränk in 2–6 Minuten, nachdem die letzte Zutat hinzugefügt wurde, verglichen mit 20 Minuten bei herkömmlichen Mischern. Die Ausstattung eines RJM mit einer zweistufigen Düse anstelle einer einstufigen Standarddüse macht den Mischprozess noch effizienter und halbiert den Gesamtenergieverbrauch.

„Das Mischen verbraucht bis zur Hälfte der Energie, die in einer Fabrik für alkoholfreie Getränke verbraucht wird. Eine Senkung des Stromverbrauchs beim Mischen um 50 Prozent ist also ein enormer Kostenvorteil und wirkt sich auch positiv auf die CO2-Bilanz aus“, sagt Eggler.

Sparen Sie auch beim Mischen von zähflüssigen Zutaten Energie

Das Mischen von hochviskosen Zutaten wie einigen Verdickungsmitteln und Stabilisatoren wird traditionell mit Hilfe einer Pumpe mit hoher Scherkraft durchgeführt.

Pumpen mit hoher Scherkraft lösen schwierige Inhaltsstoffe mit großer Kraft auf, sind aber sehr energieintensiv. Dank neuer Technologien ist es jetzt möglich, hochviskose Zutaten zu mischen und den Energieverbrauch niedrig zu halten.

Dies wird durch eine automatischen Mischvorrichtung (AMD) ermöglicht, einer kleinen Einheit, die an einen Radialstrahlmischer angeschlossen ist und die Scherkraft nutzt, um die kleinen Pulverformationen aufzubrechen, die typischerweise in Stabilisatoren oder Verdickungsmitteln und ähnlichen Zutaten vorkommen.

„Durch die Kombination von AMD und RJM entfällt die Notwendigkeit, eine Pumpe mit hoher Scherkraft zu installieren, die bis zu fünfmal mehr kosten kann als die AMD-Option“, sagt Thomas Eggler.

„Der Einsatz einer AMD anstelle einer Pumpe mit hoher Scherkraft reduziert den Energieverbrauch um etwa 60 Prozent.* In einem Standardproduktionsszenario schätzen wir, dass Sie durch den Einsatz einer AMD 9.800 € pro Jahr an Stromkosten einsparen und Ihren CO2-Fußabdruck um etwa 48.000 Tonnen CO2 reduzieren.“

Rückgewinnung von Pulverstaub und Reduzierung von Produktionsabfällen

Staub ist eine ständige Herausforderung bei der Verarbeitung von Pulvern mit trockenen Bestandteilen. Dies ist nicht nur ein Berufsrisiko, sondern auch eine teure Ursache für Produktionsabfälle.

Pulver, das beim Mischen von Getränken in die Luft entweicht, wird normalerweise in einem Extraktionsfilter aufgefangen und entsorgt. Aber es gibt Technologien, um sie zurückzugewinnen und wiederzuverwenden.

Ein Absaug- und Rückgewinnungssystem kann Pulverstaub aus dem Aufgabetrichter absaugen und mit Wasser in einen Behälter waschen, wo er zurückgewonnen und dem Mischprozess wieder zugeführt wird.

„Ein ähnlich effizientes Staubabsaugsystem wie unseres saugt etwa 0,8 Prozent des Pulvers ab. Wenn man den durchschnittlichen Preis für Pulver zugrunde legt, macht das im Laufe eines Jahres durchschnittlich 21.500 € aus“, sagt Thomas Eggler.

Reduzieren Sie den Tankbedarf mit einem schnelleren Mischer

Und schließlich können Sie die Anzahl der in Ihrer Zubereitungslinie benötigten Vorratstanks reduzieren, wenn Sie den richtigen Mischer wählen. Wir haben bereits gesehen, dass ein Radialstrahlmischer viel schneller mischt als ein Mischer mit einem herkömmlichen mechanischen Rührwerk. Die zusätzliche Geschwindigkeit des RJM ermöglicht es Ihnen, mit einem einzigen Vorratstank anstelle der üblichen zwei zu arbeiten.

Wie ist das möglich? Während der Produktion leert sich ein 20.000 Liter fassender Tank in einer Stunde und 40 Minuten (bei einer Liniengeschwindigkeit von 12.000 Litern pro Stunde). In der Zwischenzeit benötigt ein zweiter Mischtank mit einem mechanischen Rührwerk zwei Stunden, um die Produktion vorzubereiten. Das bedeutet, dass der Vorratstank leer ist, bevor der Ersatz-Mischtank fertig ist. Daher ist ein zweiter Vorratstank erforderlich, um eine kontinuierliche Produktion zu gewährleisten.

Mit einem RJM können Sie einen neuen Mischtank in einer Stunde und 30 Minuten vorbereiten. Da der 20.000 Liter fassende Vorratstank erst 10 Minuten später leer, ist ein zweiter Vorratstank nicht erforderlich. Das ist nicht nur für Sie, sondern auch für die Umwelt eine Ersparnis.

Weniger Wasser und Reinigungsmittel bei der Reinigung verwenden

Ein Tank weniger im System reduziert den Aufwand für die Reinigung vor Ort (CIP), was zu weiteren Einsparungen führt. Die Verwendung eines Mischers, der Spritzer vermeidet, senkt den Wasserverbrauch und den Einsatz von Reinigungsmitteln noch weiter.

Dies wird am besten durch die Verwendung eines horizontalen Injektors mit einem Radialstrahlmischer erreicht. Durch diese Kombination können die Zutaten direkt in die Mischung eingebracht werden, und zwar unter der Oberfläche. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen, die Spritzer verursachen und Rückstände hinterlassen, sorgt dies für einen saubereren Prozess, der weniger häufige Reinigungen erfordert.

Für zusätzliche Effizienz kann ein Radialstrahlmischer mit einer zweistufigen Düse ausgestattet werden. Die zweistufigen Düsen werden empfohlen, wenn hochviskose oder schwimmende Zutaten gemischt werden. Sie bieten die Möglichkeit, über die obere Düse eine großvolumige CIP durchzuführen.

„Dies ist eine sehr effektive Methode, um klebrige Agglomerate wie Pasten oder Konzentrate zu entfernen und führt wiederum zu einer direkten Zeitersparnis“, sagt Thomas Eggler.

Unseren Daten zufolge kann ein Radialstrahlmischer mit einer ein- oder zweistufigen Düse den Verbrauch von Natronlauge in einem 25.000-Liter-Tank um mehr als 50 Prozent senken und dem Hersteller bei einer Standardproduktion 7.000 € pro Jahr sparen.

 

* Tetra Pak Getränke-Zubereitungsanlage B mit Inline-Pumpe mit hoher Scherkraft, 59 kW, und Tetra Pak Getränke-Zubereitungsanlage B mit automatischer Mischvorrichtung, 22 kW, Betrieb in beiden Fällen: 8 Stunden/Tag, 330 Tage/Jahr, 0,1 €/kWh

Tetra Pak® Getränke-Zubereitungsanlage B

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