Melktechnik: Wie man Energie bei der Milchgewinnung sparen kann

Den meisten Strom auf Milchviehbetrieben mit etwa 60 Prozent verbraucht die Milchgewinnung. Gerade hier gibt es auf vielen Betrieben Einsparpotenzial. Oft hilft es, den Einsatz vorhandener Technik, wie beispielsweise dem Milchvorkühler, zu optimieren. Folgende Stellschrauben sollten Sie prüfen.

Durch drehzahlgesteuerte Vakuumpumpen lässt sich der Stromverbrauch beim Melken senken, da die Pumpen den Stromverbrauch nach dem tatsächlichen Bedarf ausrichten. Wird beim Melken zeitweise ein geringeres Vakuum benötigt, verringert die Vakuumpumpe ihre Drehzahl und reduziert so die Stromabnahme. Die mittlere mögliche Stromeinsparung liegt bei drehzahlgesteuerten Lamellenpumpen bei zirka 40 Prozent und bei drehzahlgesteuerten Drehkolbenpumpen bei zirka 50 Prozent. Letztere sind aber in der Anschaffung durch den zusätzlichen Frequenzumrichter zirka 3.500 Euro teurer. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit lohnt sich die höhere Investition bei Melkzeiten von über drei Stunden pro Tag.

Vorkühler senken die Temperatur der Milch vor dem Eintritt in den Milchtank. Das Energieeinsparpotenzial einer Vorkühlung liegt bei etwa 1 kWh pro 100 Liter Milch. Daraus resultiert je nach Herdenleistung schnell die Einsparung von 100 kWh pro Kuh und Jahr und entspricht etwa 25 Prozent des Strombedarfs für die Milchgewinnung. Sie ist damit die größte Stellschraube zur Energieeinsparung. Daher ist ein Vorkühlereinsatz unter Berücksichtigung der jährlichen Kosten in der Regel betriebswirtschaftlich interessant.

• Die Vorkühlergröße (l/h) ist bei Plattenkühlern auf die Leistung der Milchförderpumpe (l/h) bei der Milchausschleusung abzustimmen, um eine ausreichende Kühlarbeit zu gewährleisten.
• Größe und Leistung von Plattenkühlern lassen sich durch die Plattenanzahl verändern.
• Rohrkühler gibt es nur in einer Baugröße. Reicht die Leistung hier nicht aus, ist ein zweiter parallel zu installieren.
• Der Abkühleffekt durch Vorkühler ist abhängig von Wassertemperatur und -menge, Milcheinlauftemperatur und -menge und Vorkühlergröße beziehungsweise -anzahl. Die Kühlwirkung der Vorkühler ist umso besser, je kälter das Wasser ist.
• Erwärmtes Wasser sollte zur Viehtränke genutzt werden, indem es den Kühen unmittelbar nach dem Melken in einem Tränkebecken angeboten oder der Vorkühler in den Tränkekreislauf eingebunden wird. Eine Zwischenlagerung sollte höchstens von kurzer Dauer sein, um eine Keimvermehrung zu unterbinden.

Liegt die Milcheinlauftemperatur in den Milchtank mehr als 4° C über der Wassertemperatur gibt es verschiedene Ursachen:

• Ein zu kleiner Vorkühler (häufig),
• ein verstopfter Vorkühler,
• eine zu geringe Wassermenge (l/h) des Wasseranschlusses
• oder wasserseitig ein zu kleiner Leitungsquerschnitt, ein zu geringer Wasserdruck oder auch verstopfte Wasserdurchgänge.

Ein kühler Standort mit guter Luftzirkulation ist wichtig. Gleichzeitig muss die Sauberkeit regelmäßig überprüft (Staub und Spinnenweben reduzieren den Wirkungsgrad) und auf ausreichende Kältemittelmenge im Kühlkreislauf geachtet werden. Durch regelmäßige Wartung bleibt die Leistungsfähigkeit der Geräte erhalten.

Am einzelbetrieblichen Warmwasserbedarf hat in der Regel die Melkanlagenreinigung den größten Anteil. Hier eignen sich Zirkulations- oder Kochendwasserreinigung. Die benötigte Energiemenge für die Warmwasserbereitung ist bei beiden Verfahren in etwa gleich. Auf den meisten Betrieben ist es sinnvoll, eine Wärmerückgewinnungsanlage einzusetzen. Sie entzieht der Milch die Wärme, kühlt sie dabei ab und erwärmt gleichzeitig Wasser. Wassertemperaturen um die 45 °C sind dabei ohne zusätzlichen Aufwand möglich.

Wie viel Abwärme aus der Milchkühlung für die Wärmerückgewinnung zur Verfügung steht, hängt in erster Linie von der Milchmenge ab und ob die Milch vorgekühlt wurde. Bei Einsatz eines Vorkühlers steht weniger Abwärme für die Wärmerückgewinnung zur Verfügung. Trotz der geringeren Abwärme für die Wärmerückgewinnung sollte nicht auf den Einsatz eines Vorkühlers verzichtet werden, da er zu deutlichen Stromeinsparungen bei der Milchkühlung führt.

Die benötigte Warmwassermenge für die Reinigung der Milchkühltanks hängt vom Tankvolumen ab. Pro 100 Liter Tankinhalt sind etwa 1,5 Liter warmes Wasser nötig. So verursachen zu große Milchtanks höhere Reinigungskosten. Die Milchtankgröße ist daher nach betrieblichen Bedingungen auszuwählen. Bei ganzjähriger Abkalbung und zweitägiger Milchabholung reichen für das Milchtankvolumen etwa 70 Liter pro Kuh aus

Viele Betriebe haben in den vergangenen Jahren Techniken installiert, die den Stromverbrauch zusätzlich erhöhen, wie z. B. Ventilatoren. Da bei Kühen ein Abkühleffekt erst ab Luftgeschwindigkeiten von 2,0 m/s und ausreichender Anzahl an Ventilatoren erreicht wird, liegt der Strombedarf schnell im Bereich von 80 kWh/Kuh/Jahr. Vielfach sind die anfallenden Kosten deutlich geringer als der Nutzen. In etwa gleicher Größenordnung kann der Stromverbrauch steigen, wenn das eigene Brunnenwasser mit einer Wasseraufbereitungsanlagen (Enteisenung) aufbereitet wird. Auch ein Beleuchtungsprogramm erhöht den Stromverbrauch, doch auch hier ist ein Nutzen gegenüberzustellen. Der Strombedarf für Kuhbürsten, Güllerührwerke, -pumpen und -schieber, Beleuchtung oder Warmwasserbereitung für die Kälbertränke fällt, bezogen auf den Gesamtstromverbrauch, weniger ins Gewicht und bietet in der Regel keine großen Einsparpotenziale.

Um den Stromverbrauch einzelbetrieblich einzuordnen, sollte man den Jahresstromverbrauch durch den Gesamtkuhbestand teilen (kWh/Kuh/Jahr). Das Ergebnis lässt sich unter Berücksichtigung der einzelbetrieblichen Bedingungen (technische Ausstattung) beurteilen

• Vorkühler sind unter Berücksichtigung von Kosten und Nutzen sehr lohnenswert. Der richtige Einsatz eines Vorkühlers bringt die größte Energieeinsparung im Milchviehbereich.
• Auch Wärmerückgewinnungsanlagen und frequenzgesteuerte Vakuumpumpen führen zu Energieeinsparungen.