Für Lebensmittel- und Getränkehersteller ist der Umgang mit Wasser und Reinigungschemikalien für Cleaning-in-Place (CIP) ein entscheidender Faktor für die Effizienz, die Wettbewerbsfähigkeit und die Vorbereitung auf zukünftige Herausforderungen. Zwar sind Umkehrosmose (RO) und Nanofiltration (NF) keine neuen Verfahren, doch haben sie sich im Laufe der Jahrzehnte stark weiterentwickelt – mit höherer Leistung und neuen Einsatzmöglichkeiten.
Erfahren Sie mehr über die Faktoren, die für den Einsatz von Membranfiltration und Umkehrosmose sprechen, erhalten Sie praktische Einblicke und entdecken Sie bewährte Ansätze, um CIP-Chemikalien und Wasser effizienter zu managen – mit Chancen auch für Getränkekategorien, die diese Technologien bislang kaum genutzt haben.
Wichtige Faktoren für die Reduzierung von Wasser- und CIP-Chemikalienverbrauch
Wasser und CIP-Chemikalien sind unverzichtbare Ressourcen für jeden Lebensmittel- und Getränkehersteller. Es gibt viele finanzielle Anreize, den Einsatz dieser Ressourcen zu verringern – darunter Kosteneinsparungen, verbesserte oder diversifizierte Einnahmequellen und geringerer Energieverbrauch. All das sind entscheidende Faktoren für nachhaltigen Geschäftserfolg, auf die wir später in diesem Artikel eingehender betrachten. Daneben gibt es weniger offensichtliche Faktoren, die ebenfalls zu berücksichtigen sind. Einer davon ist die weltweit zunehmende Sorge um Wasserknappheit.
Die Belastung der Süßwasserressourcen nimmt zu1. In Regionen, die traditionell von Wasserknappheit betroffen sind, ist das Bewusstsein für dieses Thema höher und neue ressourceneffiziente Technologien werden schneller eingeführt.
„Wenn man beispielsweise die Arabische Halbinsel betrachtet, sind sich die Hersteller der Wasserknappheit äußerst bewusst. Dort wird seit Langem Meerwasserentsalzung im großen Maßstab betrieben“, erklärt Nicole Uvenbeck, Director Factory Sustainable Solutions and OEM Components.
„In anderen Regionen wie Europa oder Nordamerika hingegen war Wasser bislang relativ günstig und reichlich vorhanden – deshalb gab es bis vor Kurzem keinen wirklichen Anreiz.“
In einigen wenigen Regionen hat die Belastung der Süßwasserversorgung die Kosten für den Wasserverbrauch in den Betrieben erheblich steigen lassen. In diesen Gebieten ist der Kostendruck der wichtigste Faktor für Investitionen in wassersparende Technologien.
In den meisten Regionen hingegen sind heute strengere Wasservorschriften der Hauptgrund dafür, dass Hersteller auf diese Technologien zurückgreifen.
Ein weiterer Faktor für die Einführung von Lösungen zum Einsparen von Wasser und CIP-Chemikalien ist die öffentliche Meinung. Das Ressourcenmanagement ist für Verbraucherinnen und Verbraucher ein wachsendes und wichtiges Anliegen.
„Wir beobachten, dass Unternehmen diese externen Faktoren zunehmend verinnerlichen, weil sie wissen, dass dies entscheidend für ihre Compliance, ihre Profitabilität und ihre Markenwahrnehmung ist“, sagt Uvenbeck.
„Das zeigt sich in Nachhaltigkeitsstrategien, Leistungszielen und Zusagen an die Verbraucher – etwa in Form von Versprechen, nur eine bestimmte Menge Wasser pro produziertem Liter einzusetzen.“
Heute stellt die Komplexität der Vorschriften zum Wasserverbrauch eine erhebliche Hürde für Lebensmittel- und Getränkehersteller dar. Weltweit handeln Gesetzgeber schnell, um Süßwasser und die davon abhängigen Gemeinschaften zu schützen – und das führt zu mehr Regelungen, die Hersteller beachten müssen2,3. Dies hat zu strengeren Vorschriften und einer insgesamt komplexeren Compliance-Landschaft geführt.
„Es kann ein regelrechter Dschungel sein“, sagt Uvenbeck. „Die Vorgaben unterscheiden sich stark von Region zu Region, und die Anforderungen an Qualität oder Mengen variieren je nach Verarbeitungsschritt – einschließlich der Frage, welches Wasser nach bestimmten Prozessen wiederverwendet werden darf und welches nicht.“
Zum Glück zeichnet sich für Lebensmittel- und Getränkehersteller Entlastung am Horizont ab. Fachleute wie Uvenbeck und andere aus ihrem Bereich erwarten, dass die regulatorische Komplexität in den kommenden Jahren abnimmt, wenn sich Gesetzgeber angleichen und Best Practices übernehmen.
Das Konzept der Wasserneutralität gewinnt zunehmend an Bedeutung – in der Wissenschaft, bei NGOs und sogar in Unternehmen. Es ähnelt in gewisser Weise den Prinzipien der Klimaneutralität, erfordert jedoch aufgrund der Besonderheiten von Wasser stärker lokal ausgerichtete Maßnahmen.
„Im Gegensatz zu CO2 kann man Wasser nicht in einem Teil der Welt einsparen und diese Einsparungen als Gutschrift für den eigenen Verbrauch in einem anderen Teil der Welt anrechnen lassen“, erklärt Uvenbeck.
„Wenn Wasser in einer Gemeinde entnommen wird, muss es auch in genau diese Gemeinde zurückgeführt werden“, fügt sie hinzu.
Diese besondere Anforderung inspiriert zu innovativen Lösungen, etwa Gutschriftensystemen, bei denen Unternehmen ihren Wasserverbrauch ausgleichen, indem sie wassersparende Initiativen oder Projekte an bestimmten Standorten unterstützen.
„Wir können nicht mit Sicherheit vorhersagen, ob diese Konzepte oder andere Entwicklungen beim Wasserverbrauch an Dynamik gewinnen und die Gesetzgebung beeinflussen werden“, sagt Uvenbeck. „Aber wir beobachten diese Bewegungen genau und lassen uns von der Kreativität und dem Engagement für eine bessere Wasserbewirtschaftung wirklich inspirieren.“
Anwendungsbereiche für Umkehrosmose und Nanofiltration
RO und NF haben uns seit Jahrzehnten geholfen, den Wasser- und Chemikalienverbrauch zu reduzieren. Beide sind Arten von Membranfiltrationstechnologien, die in den frühen 1970er-Jahren erstmals für die Milchwirtschaft adaptiert wurden4. Die Membranen und ihre Elemente haben sich seither in Leistung und Haltbarkeit kontinuierlich verbessert. Die heutigen Versionen sind zuverlässiger, effizienter und für ein breiteres Anwendungsspektrum geeignet.
Von Milchprodukten über Säfte bis hin zu einer Vielzahl von Getränkeanwendungen können RO und NF bislang ungenutzte Effizienzpotenziale in der Produktion erschließen. Die Wahl der richtigen Lösung beginnt mit einem genauen Verständnis Ihrer Prozesse und Anforderungen – sowohl intern als auch extern.
„Es ist entscheidend, mit Bedienern und Stakeholdern zu sprechen, um ihre spezifischen Bedürfnisse zu verstehen, bevor wir die optimale Filtrationslösung empfehlen“, sagt Carsten Vigen Hansen, Spezialist für Wasserqualität.
„Wir greifen auf unser umfangreiches Wissen über Mineralien und Verbindungen im Wasser zurück, um die passende Lösung zu entwickeln, und führen Pilotversuche in Molkereien und Getränkeproduktionsstätten durch, um die Leistung zu validieren.“
Bewährte Lösungen für ein verantwortungsvolles Ressourcenmanagement
Die Diskussion über Wasser und CIP-Chemikalien in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion geht über reine Kostensenkungen hinaus. Es handelt sich um einen ganzheitlichen Dialog, der langfristige Widerstandsfähigkeit, die Einhaltung von Vorschriften und die sich wandelnden Erwartungen der Verbraucher berücksichtigt.
RO- und NF-Technologien sind bewährte und praxisgerechte Lösungen, die Ihrem Betrieb vielfältige Vorteile bringen.
„Jeder Kunde ist sehr unterschiedlich – die Vorschriften, mit denen er konfrontiert ist, die Produkte, die er herstellt, die Mengen, mit denen er arbeitet – jeder Fall ist einzigartig“, erklärt Hansen. „Doch in jedem Szenario, in dem RO- und NF-Technologien fehlen, verbessert ihre Implementierung die Betriebseffizienz.“
Mit dem wachsenden globalen Interesse an verantwortungsvollem Wassermanagement wird der Wert ressourcensparender industrieller Lösungen wie dieser weiter steigen.
Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie RO- und NF-Lösungen Ressourcen einsparen und Effizienzpotenziale in Ihrer Produktion aufzeigen können? Sprechen Sie uns an.
Obwohl die Milchwirtschaft RO- und NF-Technologien schon lange einsetzt, sind andere Lebensmittel- und Getränkesektoren mit einigen der potenziellen Vorteile weniger vertraut. Hersteller von kohlensäurehaltigen Erfrischungsgetränken sind beispielsweise aufgrund der Art ihres Geschäfts besonders gut positioniert, von wassersparender Filtration zu profitieren. Sie verwalten eine große Anzahl von Lagereinheiten (SKUs), was bedeutet, dass sie ihre Produktionslinien für Produktwechsel häufig reinigen müssen.
„Dieser Spülprozess zwischen den einzelnen SKUs verbraucht eine erhebliche Menge an Wasser“, sagt Uvenbeck. „Viele Hersteller in diesem Segment beginnen erst jetzt, das Wassereinsparpotenzial von RO-Lösungen zu entdecken. Ein Teil unserer Arbeit besteht darin, auf sie zuzugehen und unser Wissen über den bislang ungenutzten Wert innerhalb ihrer Produktionslinien zu teilen.“
| Rückgewinnungspotenzial von Membranfiltration in der Milchwirtschaft |
|---|
| Rückgewinnung von Spülmilch in der Flüssigmilchverarbeitung |
| Wasser- und Molkerückgewinnung in der Käseproduktion |
| Rückgewinnung von Wasser und Ätznatron in der Verdampfung und Trocknung von Pulvern wie Vollmilchpulver usw. |
| Rückgewinnung von Ätznatron in CIP-Prozessen mit Ultrahocherhitzung (UHT) (beste Amortisation bei mindestens 5 UHT-Anlagen à 15.000 l/h pro Zyklus und mindestens 20.000 l/Tag an Ätznatronlösung). |
| Rückgewinnungspotenzial von Membranfiltration im Getränkesegment |
|---|
| Wasserrückgewinnung für Saft- und Hersteller von kohlensäurehaltigen Erfrischungsgetränken (je nach Anwendung können unterschiedliche Membranen eingesetzt werden). |
Fallbeispiel Mammen Mejerierne
Mammen Mejerierne, ein etablierter Käsehersteller in Nordeuropa, implementierte eine RO-Lösung, die eine effizientere Verarbeitung seiner Spülmilch ermöglichte. 75 % der Spülmilch werden als Wasser zurückgewonnen und für Reinigungen wiederverwendet, wodurch der gesamte Wasserverbrauch im Betrieb gesenkt wird. Die restlichen 25 % werden zu konzentrierter Molke5. Früher wurde die Molke an Getränkehersteller verkauft, allerdings in weniger konzentrierter Form, was mehr Transportressourcen erforderte. Durch die Reduzierung des Transports steigerte das Unternehmen die Rentabilität dieses Nebenprodukts.
Der Einsatz von NF zur Aufbereitung von Ätznatron in CIP-Lösungen reduziert den Bedarf an Ätznatron, Energie und Wasser.
Energieeinsparungen werden erzielt, weil Ätznatron auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden muss, um wirksam zu sein. Wird es zurückgewonnen und im System gehalten, behält es seine Wärme und reduziert so den Energiebedarf für eine erneute Erhitzung.
Ein NF-Filter kann etwa 90 % der verbrauchten Ätznatronlösung zurückgewinnen.5. Dadurch wird der Bedarf an frischem Ätznatron und Wasser in den folgenden Reinigungszyklen minimiert.
Fallbeispiel Dairygold
Dairygold in Irland hat eine Jahresproduktion von 1,4 Milliarden Litern und setzt nun NF für die Rückgewinnung in CIP-Prozessen ein. Damit werden bis zu 90 % der für die Reinigung ihrer Verdampfer verwendeten Ätznatronlösung zurückgewonnen. Vor der Installation einer NF-Lösung zur CIP-Rückgewinnung erzeugte das Unternehmen täglich 30.000 Liter alkalische Abwässer. Heute sind es nur noch 10 % dieses Volumens.
Neben der Reduzierung des Ätznatronverbrauchs und der Abwassermenge spart Dairygold auch bei den Neutralisationschemikalien, die dem Abwasser zur pH-Wert-Einstellung vor der Einleitung zugesetzt werden.
„Dieses Einsparpotenzial sollte nicht übersehen werden, wenn es auch auf Ihre Abläufe zutrifft“, sagt Vigen Hansen. „Der Wert ist fast genauso hoch wie der Wert der Einsparung von Ätznatron“, erklärt er.
Einsparungsszenario
Durch die Implementierung einer NF-Lösung zur CIP-Rückgewinnung wird für eine Molkerei mit vergleichbaren Prozessen eine tägliche Einsparung von 46.776,16 € geschätzt. Diese Zahl basiert auf den Marktpreisen von 2025 für Wasser, Ätznatron und Neutralisationsmittel und geht von einer täglichen Nutzung von 30.000 Litern Ätznatronlösung aus. Die Berechnung verwendet folgende Preise: Wasser (1,66 €/l), Ätznatron (0,43 €/kg) und Neutralisationsmittel (0,36 €/kg).
1. „Change over time of indicator 6.4.2 Level of water stress: freshwater withdrawal as a proportion of available freshwater resources“, UN Water, https://www.sdg6data.org
2. „MEPs call for bolder EU action on water resilience“, EU Parliament News, 07-05-2025
3. „Water is in the spotlight at the UN climate summit. Here’s why it matters“, UN Environment Programme, 21-10-24
4. Tetra Pak Handbuch der Milch- und Molkereitechnik, 2025
5. „Resource-saving filtration solutions“, Tetra Pak Global Source: https://www.tetrapak.com/insights/cases-articles/resource-saving-filtration-solutions