Maßstäbe setzen für Wasserrückgewinnung und Kreislaufnutzung in der Haferdrink-Produktion

Ein solcher Hersteller pflanzlicher Lebensmittel und Getränke in Nordamerika hat Nachhaltigkeit und betriebliche Kreislaufwirtschaft zu den Grundpfeilern seines Ansatzes gemacht und treibt damit sowohl das Tagesgeschäft als auch die strategische Expansion voran.

Seit dem Jahr 2000 konzentriert sich das Unternehmen ausschließlich auf die Herstellung und den Verkauf von Bio-Lebensmitteln, mit einem Schwerpunkt auf pflanzlichen Lebensmitteln und Getränken. Zwei Jahre zuvor war das Unternehmen in das Haferdrink-Geschäft eingestiegen, als Reaktion auf die boomende Verbrauchernachfrage nach pflanzlichen Produkten.

Dieses Vorhaben bot die Gelegenheit, modernstes Design und innovative Technik bereits bei einer neuen Anlage zu integrieren, um die Prozesseffizienz von Anfang an zu optimieren. Um dies zu erreichen, arbeitete das Unternehmen mit Alfa Laval zusammen – zunächst im Pilotmaßstab – um das Design der vollwertigen Anlage zu optimieren, die 2020 in Betrieb genommen wurde und seitdem voll funktionsfähig ist.

Alfa Lavals AlfaVap Verdampfungssysteme sind zentral für die Optimierung des Wasserverbrauchs und die Energieeffizienz in der Anlage. Nach dem Mischen, Kochen und Trennen wird der Haferdrink mit einem AlfaVap Verdampfungssystem konzentriert, das 16.000 kg/h Haferdrink verarbeitet, um 3.500 kg/h eines 50-55%igen Konzentrats zu erzeugen.

„Der konzentrierte Haferdrink wird in großen Mengen an Kunden verkauft, die ihn rekonstituieren, an ihre Marktanforderungen anpassen, neu verpacken und an Verbraucher verkaufen", erklärt Ashok Shrivastava, Food Systems Service Sales bei Alfa Laval. „Durch die Konzentration des Produkts wird der Verpackungsbedarf reduziert und alle Kosten sowie CO₂-Emissionen, die mit dem Transport großer Flüssigkeitsmengen verbunden sind, werden um den Faktor des 78 % geringeren Volumens gesenkt."

Das AlfaVap Verdampfungssystem erzeugt drei unterschiedliche Ströme: erstens konzentrierten Haferdrink; zweitens kondensierten Frischdampf, auch bekannt als Dampfkondensat; und schließlich Prozesskondensat, das aus dem verdampften Wasserdampf des Produkts gewonnen wird. „Angesichts der hohen Wasserintensität des Haferdrink-Prozesses ist ein effektives Wassermanagement entscheidend, um die Kontrolle zu behalten, die Produktionskosten zu optimieren und einen nachhaltigen Wasserverbrauch sicherzustellen", sagt Ashok.

Letztendlich beläuft sich das zurückgewonnene Kondensat – Wasser, das aufbereitet und wiederverwendet werden kann – auf 15.300 Liter pro Stunde: 8.000 Liter Prozesskondensat und 7.300 Liter Dampfkondensat.

„Der Prozess ist äußerst effizient", sagt Ashok. „Der Dampf wird im gesamten Verdampfungsprozess dreimal wiederverwendet, während das Wasser bzw. Prozesskondensat aus jeder Phase zur Wiederverwendung im ersten Schritt des Misch- und Kochprozesses der Hafer zurückgeführt wird. Das ist bedeutend, da die Anlage in diesem ersten Schritt bei voller Kapazität 8.000 Liter Wasser pro Stunde verbraucht."

Die 7.300 Liter/Stunde Dampfkondensat aus dem ersten Effekt werden ebenfalls wiederverwendet, entweder für die CIP-Reinigung (Cleaning-in-Place) oder im Wasserzulauf für den Kessel, abhängig von Leitfähigkeit und Qualität. Die Wiederverwendung des Dampfkondensats, das bei 87°C austritt, erzeugt erhebliche Energieeinsparungen im Prozess.

„Im Produktionszyklus werden das gesamte Wasser und der Dampf mindestens einmal wiederverwendet, was die Menge an Frischwasser und Energie reduziert, die für den Kessel benötigt wird – sowohl im ersten Misch- und Kochschritt als auch für die CIP-Reinigung", sagt Ashok. „Zusätzlich wird das CIP-Wasser für drei Zyklen wiederverwendet, bevor es abgelassen und an die unternehmenseigene Abwasserbehandlungsanlage weitergeleitet wird, sodass auch die Effizienz der CIP-Wassernutzung optimiert wird."

Die Zufriedenheit des Unternehmens mit der betrieblichen Effizienz dieser Anlage war so groß, dass es im vergangenen Jahr eine zweite Anlage desselben Designs an einem Standort mit erheblicher Wasserknappheit eröffnete.

„Wasserverbrauch und Energieeffizienz waren die beiden Schlüsselfaktoren, die diese Projekte vorangetrieben haben", sagt Ashok. „Der Kunde wollte so viel Kreislaufwirtschaft wie möglich bei der Wassernutzung integrieren, was uns gelungen ist. Zudem ergeben sich durch das Recycling von Dampf und Wasserdampf auch enorme Energieeinsparungen."