Dipl.-Ing. Wernfried Heide
Die Milch-Union Hocheifel eG (MUH) in Pronsfeld ist mit einem Umsatz von fast 400 Mio. Euro Europas größter Produzent von H-Milch und bedient mehr als 170 Handelsmarken. Jährlich verarbeiten die 460 Mitarbeiter rund 740 Mio. kg Milch und füllen knapp eine Mrd. Milchverpackungen ab. Prinzipiell sind zur Herstellung von H-Milch zwei UHT-Verfahren möglich: Das direkte Temperieren des Produktes mit Heißdampf oder das indirekte Temperieren mit Heißwasser. Die MUH hat sich aus Qualitäts- und auch Sicherheitsüberlegungen für das indirekte Verfahren entschieden.
Beim indirekten Verfahren überträgt heißes Wasser, das im Kreislauf gefahren wird, in riesigen Wärmeaustauscheranlagen die erforderliche Wärmeenergie über die trennende Wandung an das Produkt, kommt also mit diesem nicht in unmittelbaren Kontakt. Das Problem dabei ist, dass sich mit der Zeit Milchinhaltsstoffe auf den Wandoberflächen der Wärmeaustauscherschlangen niederschlagen und so der Wärmeübergangskoeffizient kontinuierlich schlechter wird. Konsequenz ist, dass ebenso kontinuierlich die Temperatur des Heißwassers immer höher eingestellt werden muss, um stets die erforderliche Produkttemperatur sicherstellen zu können. Dank der Automatisierungstechnik ist das kein Problem. Doch hat das Hochfahren der Temperatur natürlich Grenzen; wegen des wachsenden Belags an den Wärmeaustauscherrohren muss die UHT-Anlage spätestens nach zwei Tagen vollständig gereinigt und wieder sterilisiert werden. Und auch vor jedem Produktwechsel wird die gesamte Anlage zwischengereinigt.
Eine zentrale Funktion in diesem automatischen Regelkreis kommt der Heißwasserpumpe zu, die je nach dem aktuellen Wärmeübergangskoeffizienten unterschiedliche Fördervolumina bereitstellen muss. Bislang waren hier herkömmliche, horizontal aufgestellte Gleitringdichtungspumpen installiert. Die Gleitringdichtung wird allerdings bei den hohen Temperaturen von 140 bis 155 °C zum Problem, die zur Verfügung stehenden Materialien halten diesen Temperaturen nur eine begrenzte Zeit stand. Bei der MUH war im 2-Monats-Rhythmus ein Austausch der Gleitringdichtung erforderlich. Das hieß bislang vier Stunden Maschinenstillstand je Pumpe und regelmäßig musste die Gleitringdichtung im Wert von 300 Euro ausgetauscht werden. War dies schon beim regulären Austausch während der üblichen Stillstandszeiten der Anlagen eine aufwändige und teure Angelegenheit, wurde die Sache wegen des stets vorhandenen Risikos eines ungeplanten Ausfalls während des Betriebs immer unkalkulierbarer und kritischer.
MUH suchte daher intensiv nach Alternativen. Beispielsweise versuchte man es mit einem separaten Kühlkreislauf für die Gleitringdichtung. Das Resultat war jedoch ernüchternd: Aufgrund der hohen Temperaturen fallen große Mengen Kalk aus, die die Leitung rasch verstopfen. Eine Lösung für dieses Problem wäre der Einsatz von VE-Wasser, dieser kommt allerdings aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Frage. Der Kostenaspekt gilt auch für wellendichtungslose Spaltrohrmotor- oder Magnetpumpen. Und nicht zu vergessen das Platzproblem: Nicht jede technisch denkbare Problemlösung kann unter den beengten Platzverhältnissen der bestehenden UHT-Anlagen bei der MUH auch tatsächlich umgesetzt werden.
