Log in
en | fr | nl

Melkpoeder doorgerekend

  • Public
Melkpoeder doorgerekend

Wageningse onderzoekers berekenen alternatieven voor melkpoederproductieproces

Sanne Moejes, PhD-student aan Wageningen University & Research, zocht en vond alternatieven voor het energiezuiniger maken van melkpoeder. "We hebben nu veel beter in beeld hoe het melkpoederproductieproces werkt en waar er winst valt te halen."

Tekst: David Redeker

Sanne Moejes pakt het systematisch aan. Ze laat een stroomdiagram zien met stappen in de melkpoederproductie die vervangen of verbeterd kunnen worden door nieuwe technologieën. Moejes: "Dit diagram heb ik 'superstructuur' gedoopt. Uiteindelijk heb ik zo vijftien alternatieve productieprocessen doorgerekend en die naast het huidige proces gelegd."

Ethalpy-project

Het project van Moejes en haar collega's is onderdeel van Enthalpy. Dat is een EU-project geleid door TNO dat 63 procent energie en 18 procent water wil besparen bij de productie van melkpoeder. Het project begon in 2013 en is nu afgerond. In het project zijn diverse nieuwe technologieën ontwikkeld. TNO maakte bijvoorbeeld een nieuwe sproeidroger op basis van inkjettechnologie. Ook verbeterden de onderzoekers in het project de membraandestillatie voor het concentreren van melk, experimenteerden ze met verhitting met behulp van radiogolven en ontwikkelden ze methodes om inline het proces te monitoren.

Introductiefilmpje van het Enthalpy-project

Energieverbruik per route

Terug naar Moejes en de superstructuur. Het begin van elke route is hetzelfde. Er gaat rauwe melk in en dan komt centrifugeren, standaardiseren en pasteuriseren. De huidige standaardroute, nummer 1 in de superstructuur van Moejes, vervolgt met voorverwarmen, indampen en sproeidrogen. Maar route 12, bijvoorbeeld, gaat na het pasteuriseren verder met omgekeerde osmose, membraandestillatie en monodispers drogen met luchtrecycling met behulp van een zeolietwiel.

Moejes berekende van elke route het energieverbruik. De huidige standaardroute heeft een primair energieverbruik van 12 megajoule per kilo geproduceerd poeder. Routes 11, 12, 15 en 16 gebruiken maar 6 tot 8 MJ. Dat is dus een vermindering in energieverbruik van dertig tot vijftig procent.

Kosten per route

Vervolgens berekende Moejes de totale jaarlijkse kosten van elke route. Daarin zijn naast de energiekosten ook de kosten voor grondstoffen en voor investeringen en afschrijvingen meegenomen. De huidige standaardroute kost ongeveer 2 miljoen euro per jaar. Hoe zit het met de routes 11, 12, 15 en 16? Route 15 (membraandestillatie, gevolgd door een monodispers drogen met een membraancontactor) blijkt ook ongeveer 2 miljoen euro per jaar te kosten. Route 11 (omgekeerde osmose, membraandestillatie en monodispers drogen met een membraancontactor) is iets goedkoper: ongeveer 1,8 miljoen. Route 16 (membraandestillatie en monodispers drogen met een zeoliet) kost ongeveer 1,5 miljoen. De winnaar is route 12. Die kost 'slechts' 1,2 miljoen euro per jaar.

Life cycle assessment

Dat lijkt op een duidelijke winnaar. Kunnen we dan meteen route 12 gaan invoeren? Moejes: "Nou, als je puur naar deze cijfers kijkt, dan zou je dat inderdaad zeggen, maar tegenwoordig werken bedrijven en overheden steeds vaker met een life cycle assessment. We hebben daarom nog extra berekeningen uitgevoerd om ook dat mee te nemen." Wat blijkt? De huidige standaardroute scoort opvallend goed. Dat komt, aldus Moejes, omdat daar niet met water gekoeld wordt. In de alternatieve, energie-efficiëntere routes waar membraandistillatie wordt gebruikt, is meer koeling met water nodig. Dat heeft een grotere impact op de life cycle assessment.

Tijdens de life cycle assessment rolt er nog alternatieve route uit die zich eerst enigszins verborgen had gehouden. Het is route 5 (omgekeerde osmose, voorverhitten, indampen, sproeidrogen). Die route heeft een energieverbruik van rond de 8 MJ/kg. De kosten per jaar zijn ongeveer 1,4 miljoen euro. En op de life cycle assessment doet hij niet onder voor de standaardroute.

Simulatietool

Voor Moejes zit het project er bijna op. Ze wijst nog op de simulatietool die ze met haar collega's heeft gemaakt van het hele proces. Moejes: "Die is binnenkort beschikbaar. Dan kunnen bedrijven, onderzoekers en studenten hem gebruiken om verschillende alternatieven virtueel te testen en door te rekenen."

Dit artikel komt van www.processinnovation.nl en is gebaseerd op de presentatie die Sanne Moejes (Wageningen University & Research) op 21 november 2016 gaf bij het jaarcongres van de NWGD.