Warum Kaltmilchseparation wieder ein heißes Thema ist
Die Separation von Milch kann heiß oder kalt geschehen. Die Heißmilchseparation ist das gängigere Verfahren, aber auch die Kaltmilchseparation ist in einigen Regionen der Welt seit Langem beliebt. Kaltmilchseparation hat bei Tetra Pak eine lange Tradition: Schon seit mehr als 65 Jahren setzen wir hermetisch geschlossene, luftdichte Separatoren für die Kaltmilchseparation ein.
Die Trennung von Milch in Rahm und Magermilch ist ein grundlegender Prozess in der Milchverarbeitung. Die dabei entstehende Magermilch oder standardisierte Milch und Rahm sind die Basis für die meisten Milchprodukte - von der Konsummilch bis hin zu Käse, Milchpulver oder Joghurt.
Die Heißmilchseparation erfolgt bei etwa 50 °C, die Kaltmilchseparation bei 10 °C oder weniger. Da heiße Milch weniger viskos als kalte Milch ist, kann sie schneller durch den Separator strömen und ermöglicht so ein höheres Produktionsvolumen. Das wird von einigen Molkereien bevorzugt. Separatoren, die heiße Milch verarbeiten, sind meist integrierter Bestandteil eines Pasteurs, der Rahmseparation, In-Line-Standardisierung des Fettgehalts und Pasteurisierung in einer Prozessanlage vereint.
Dennoch hat auch die Kaltmilchseparation ihre Vorzüge. Da bei niedrigeren Temperaturen weniger hitzebedingtes Fouling entsteht, sind damit beispielsweise längere Produktionszeiten möglich. Außerdem wird das potenzielle Wachstum thermophiler Bakterien reduziert, die hohe Temperaturen überdauern können.
Anders als die Heißmilchseparation ist die Kaltmilchseparation ein unabhängiger Prozessschritt, der bei niedrigeren Temperaturen erfolgt und häufig mit der In-Line-Standardisierung des Fettgehalts kombiniert wird. In jedem Fall müssen Magermilch und Rahm später in der Produktionslinie pasteurisiert oder einer anderen Wärmebehandlung unterzogen werden.
Mehr als 65 Jahre Fachkompetenz
Unser Fachwissen in diesem Bereich reicht bis ins Jahr 1953 zurück. Damals nutzten wir erstmals hermetisch geschlossene Separatoren für die Kaltmilchseparation. Hermetische – oder luftdichte – Separatoren verhindern einen Lufteintrag während des Separationsprozesses.
Nur mit der hermetischen Bauweise lässt sich bei niedrigen Temperaturen eine hohe Rahmkonzentration ohne Lufteinträge erzielen. Bei anderen Separatorbauformen kann Luft eindringen, was das Risiko des Aufbutterns im Separator birgt und sich negativ auf die Rahmqualität auswirkt. Fakt ist, dass in einem nicht hermetisch geschlossenen Separator keine echte Kaltmilchseparation bei Temperaturen unter 10 °C möglich ist.
„Für die Kaltmilchseparation ist ein hermetischer Separator erforderlich. Das ist ein Gebiet, auf dem Tetra Pak ganz vorn mitmischt“, sagt Keith Ortman, Centrifugal Separation Product Manager bei Tetra Pak in den USA und Kanada.
„Wer probiert, eine Kaltmilchseparation in einem halboffenen Separator durchzuführen, hat unweigerlich mit Lufteinträgen in den kalten Rahm zu kämpfen, die zu einem Aufbuttern des Fetts und somit zu Verstopfungen führen. Im Endeffekt ist es so ähnlich, als würde man kalte Butter pumpen wollen.“
Die Herausforderung der Entrahmungsschärfe
Es kann schwierig sein, eine hohe Entrahmungsschärfe zu erreichen, wenn die Kaltmilchseparation bei einer üblichen Temperatur von 10°C oder weniger durchgeführt wird, sagt Andrzej Holanowski, Senior Dairy Technologist bei Tetra Pak. Doch es ist durchaus möglich.
„In einem halboffenen Separator muss man die Temperatur auf über 15 °C oder 20 °C erhöhen. Dadurch werden höhere Kapazitäten möglich, aber die Milch muss erhitzt und abgekühlt werden, sodass lauwarmer Rahm im anfälligsten Stadium möglichen Scherschäden ausgesetzt wird“, erklärt Holanowski.
„Wir schreiben für unsere Kaltmilchseparatoren eine Betriebstemperatur von 10 °C und weniger vor, weil wir wissen, dass wir bei dieser Temperatur dank der Luftdichtheit und der speziellen Anlagenkonfiguration eine gute Entrahmungsschärfe erzielen können.“
In vielen Märkten wird die Heißmilchseparation bevorzugt, doch in anderen Regionen hat die Kaltmilchseparation schon lange Zeit die Nase vorn, zum Beispiel in Nord- und Mittelamerika, in Neuseeland und in Australien. Das hat zum Teil organisatorische, zum Teil technische Gründe.
Wieso ist das so? Und wie können Sie von der Kaltmilchseparation profitieren? Ein Vorteil, der sich ganz besonders bei Pulver- und Käseherstellern zeigt, ist, dass die Kaltmilchseparation das Wachstum thermophiler thermodurer Bakterien hemmt.
„Sie möchten möglichst wenige dieser Bakterien in Ihrem Milchpulver haben, um die Qualitätsvorgaben zu erfüllen“, sagt Keith Ortman. „Wenn Sie Milchpulver für Säuglingsnahrung verwenden, sind Sie auf höchste Qualität angewiesen. Einige große Hersteller halten die Kaltmilchseparation für eine Möglichkeit, die mikrobiologische Qualität des Produkts zu verbessern.“
Bei der Herstellung von Säuglingsnahrung gelten strenge Vorschriften. Mit zunehmend strikterer Regulierung kann die höhere mikrobiologische Qualität die Waage zugunsten der Kaltmilchseparation ausschlagen lassen.
Manche mögen’s kalt
Ortman stellt in Nordamerika eine höhere Nachfrage nach Kaltmilchseparation fest, wo der Wunsch nach Milchpulver mit wenig Sporen dazu geführt hat, dass Hersteller Kaltmilchseparatoren für eine niedrigere Milchtemperatur bevorzugen.
Die Kaltmilchseparation kann auch Betriebskosten in einem wichtigen Bereich senken, der Reinigung. Eine Linie zur Kaltmilchseparation muss normalerweise nur einmal täglich gereinigt werden. Beim Heißverfahren dagegen ist aufgrund des hitzebedingten Foulings eine häufigere Reinigung erforderlich.
Die Reinigung ist ein zeitaufwendiger und teurer Prozess, der Produktionsausfälle verursacht. Doch wie bei jeder Linie richtet sich der Reinigungsbedarf nach den Produkteigenschaften und den Hygienevorschriften.
Die Kaltmilchseparation hat nicht nur Vorteile. Die Trennungsleistung (oder Entrahmungsschärfe) kann geringfügig niedriger als bei warmer Milch ausfallen (allerdings ist das temperaturabhängig). Außerdem hat ein Kaltmilchseparator eine geringere Kapazität als ein entsprechender Heißmilchseparator.
Auch der maximale Rahmfettgehalt von 40 Prozent bei 4 °C ist bei höheren Temperaturen etwas höher, während kalt separierte Milch empfindlicher auf Schwankungen der Prozessbedingungen, wie z. B. den Fettkristallisationsstatus oder den Gehalt an dispergierter Luft, reagiert, insbesondere wenn eine Integration in eine In-Line-Fettstandardisieranlage vorliegt.
Wann ist die Kaltmilchseparation die richtige Wahl?
Wann und wie sollten Sie als Hersteller von Milchprodukten welches der Verfahren wählen? Das ist laut Simon Beazleigh, Key Components Sales Engineer bei Tetra Pak Oceania, von Ihrem Prozess abhängig.
„Nach einer langen Nutzungsdauer müssen Kunden alte Milchseparatoren ersetzen. Häufig sind diese Maschinen 30 Jahre oder älter und wurden für heiße Milch konstruiert“, sagt er.
„Wir arbeiten stets mit dem Kunden, um zu prüfen, ob eine Heißmilchseparation weiterhin sinnvoll ist, oder ob die Zeit für eine Kaltmilchseparation gekommen ist. Da die individuellen Umstände entscheiden, ist unsere Erfahrung von großem Wert.“
Simon ergänzt: „Wenn die Infrastruktur für Heißmilch vorhanden ist, dann würde ich empfehlen, auch weiterhin eine Heißmilchseparation zu nutzen. Doch wenn der Kunde die Möglichkeit hat, seinen Prozess neu zu gestalten, könnte Kaltmilchseparation der richtige Weg sein - je nach Endprodukt.“
Bei neuen Anlagen und Erweiterungen haben verarbeitende Betriebe zwei Möglichkeiten. Sie können eine Vorbehandlung mit Heißmilchseparation als Teil der In-Line-Fettstandardisierung und Pasteurisierung wählen, die für alle Milchprodukte geeignet ist.
Oder sie können eine Vorbehandlung mit Kaltmilchseparation als Teil der In-Line- oder der Batch-Fettstandardisierung wählen, die sich ebenfalls für sämtliche Milchprodukte eignet, aber Pulver- und Käseherstellern eine Möglichkeit bietet, thermophile thermodure Bakterien und Sporen im Endprodukt zu reduzieren.
Es gibt also eine Reihe von Faktoren in technischer und Produkthinsicht, die eine Rolle spielen. Wenn Sie vor dieser Entscheidung stehen, sollten Sie mit Fachleuten für Heiß- und Kaltmilchseparation sprechen und um Hilfe bei der Wahl der besten Lösung bitten. Bei Tetra Pak finden Sie diese Fachleute.
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