Automatisierung als Schlüssel So funktioniert moderne Milchverarbeitung in fünf Schritten

Ohne Milchverarbeitung wäre unsere Ernährung heute eine ganz andere. Milch ist für viele von uns ein unverzichtbarer Bestandteil der täglichen Ernährung und bildet die Grundlage für zahlreiche vertraute Produkte und Gerichte. Ob pur aus dem Glas, als Basis für das morgendliche Müsli oder als veredelnde Sahne für unseren Lieblingskuchen – Milch begleitet uns in vielfältiger Form durch den kulinarischen Alltag. Doch wie wird Rohmilch nach dem Melken verarbeitet? Welche Schritte durchläuft sie? Wie wird ihr Geschmack beeinflusst? Und welchen Beitrag leistet die Automatisierungstechnik in diesem Prozess? Automation24 nimmt Sie mit auf eine Reise durch fünf wichtige Schritte der Milchverarbeitung.

1. Schritt: Vom Bauernhof zur Molkerei

Im Jahr 2024 wurden in Deutschland laut Statista etwa 33,9 Millionen Tonnen Milch produziert. Die Milchproduktion beginnt auf Bauernhöfen, wo Kühe unter artgerechten Bedingungen gehalten werden – ein wichtiger Faktor für das Wohlbefinden der Tiere und die Qualität der Milch. Das Melken erfolgt meist zweimal täglich mithilfe von Melkmaschinen. Die Milch wird hygienisch in Edelstahl-Tanks weitergeleitet, und pro Kuh lassen sich rund 30 Liter Milch pro Tag gewinnen. Sobald der Melkvorgang abgeschlossen ist, lösen sich die Melkgeschirre automatisch. Dieser Vorgang ist vollständig automatisiert und erfüllt hohe Hygienestandards von Anfang an.

Die Milch wird in einem Tank gelagert, wo ein Füllstandsensor den Milchpegel überwacht, um Überlauf oder Trockenlauf zu verhindern. Über Nacht wird die Milch auf etwa 4 °C bis 8 °C gekühlt, während Temperatursensoren die korrekte Lagerungstemperatur sicherstellen. Vor der Auslieferung erfolgt eine Eingangskontrolle, bei der eine Sammelprobe auf Kriterien wie Medikamenten- und Keimrückstände sowie auf Farbe und Geruch überprüft wird. Nur wenn die Probe einwandfrei ist, gelangt die Milch in den Milchtank der Molkerei.

2. Schritt: Separation der Milchbestandteile

Vor der Verarbeitung wird die Rohmilch auf etwa 55 °C erhitzt, um die Viskosität zu reduzieren und eine bessere Fließfähigkeit zu gewährleisten. Diese Temperatur wird mithilfe von hygienischen Temperatursensoren und Temperaturreglern kontrolliert. Ein Bluetooth-fähiger Datenlogger kann nützlich sein, um die Temperaturen zu protokollieren. Das Erhitzen ist entscheidend, da es die Grundlage für die nachfolgenden Schritte bildet. Die Rohmilch besteht zu etwa vier Prozent aus Rahm und zu 96 Prozent aus Magermilch. Diese müssen voneinander getrennt werden, was in einem Separator oder einer Zentrifuge geschieht. Durch das starke Schleudern, auch Zentrifugalkraft genannt, wird der Rahm in der Mitte der Zentrifuge gesammelt, während die Magermilch nach außen befördert wird.

Unrunde Bewegungen des Separators können durch Schwingungssensoren erkannt und rechtzeitig behoben werden, was Schäden vorbeugt und die Lebensdauer des Geräts verlängert. Der Rahm und die Magermilch werden separat abgeleitet und weiterverarbeitet.

3. Schritt: Herstellung verschiedener Milchsorten

Je nach gewünschtem Fettgehalt wird die Magermilch mit einer entsprechenden Menge Rahm vermischt. Durchflusssensoren überwachen die Zufuhr von Magermilch und Rahm, um sicherzustellen, dass das Mischverhältnis den gewünschten Fettgehalt erreicht. Papierlose Datenlogger können hier den Prozess überwachen und dokumentieren, was eine präzise Rückverfolgbarkeit ermöglicht. Die Herstellung der verschiedenen Milchsorten erfolgt in zwei Teilschritten: Industrielle Dosier- und Mischsysteme sorgen dafür, dass der gewünschte Fettgehalt beziehungsweise die Rahmstufe eingestellt wird. Dies ermöglicht die Herstellung verschiedener Milchsorten wie entrahmte Milch, fettarme Milch oder Vollmilch mit Fettgehalten von 1,5, 3,5 oder 3,8 Prozent.

Da Magermilch vorwiegend aus Wasser und Rahm aus Milchfett besteht, müssen beide Bestandteile homogenisiert werden, um eine gleichmäßige Mischung zu erzielen. Durch einen speziellen Verarbeitungsprozess werden beide Komponenten unter hohem Druck durch feine Düsen eines Homogenisators gepresst. Hygienekonforme Drucksensoren sorgen dafür, dass der erforderliche Druck eingehalten wird, sodass sich die Fettkügelchen im Rahm gleichmäßig in der Magermilch verteilen. Auf diese Weise kann die Milch nicht mehr aufrahmen und es entsteht eine homogene Flüssigkeit. Ein Resultat, das nicht nur optisch ansprechender ist, sondern sich auch in der Konsistenz, der Cremigkeit und dem ausgewogenen Geschmack der Milch bemerkbar macht.

4. Schritt: Pasteurisation

Die Wärmebehandlung ist entscheidend für die Haltbarkeit und Sicherheit der Milch. Durch Erhitzen werden Mikroorganismen abgetötet und Enzyme deaktiviert, die für die Zersetzung verantwortlich sind. Gleichzeitig werden Milchproteine so verändert, dass sie vom menschlichen Körper besser verwertet werden können. Temperatursensoren, -transmitter und -regler sind unerlässlich, um die richtigen Temperaturen zu gewährleisten. Datenlogger können auch hier helfen, die Temperaturprotokolle zu überprüfen.

Es gibt verschiedene Verfahren der Wärmebehandlung:

• Hochtemperatur-Kurzzeit-Pasteurisation (HTST): Erhitzt die Milch auf 72 bis 75 °C für 15 bis 30 Sekunden. Diese Methode erhält den natürlichen Geschmack und die Nährstoffe der Milch, die Frischmilch weist eine Haltbarkeit von acht bis zehn Tagen auf.

• Ultrahochtemperatur-Erhitzung (UHT): Erhitzt die Milch auf etwa 135 bis 150 °C für ein bis drei Sekunden, was die Haltbarkeit auf bis zu vier Wochen verlängert, jedoch den Geschmack und die Nährstoffe verringert (H-Milch).

• Kompromissverfahren (ESL): Eine Kombination aus HTST und UHT, die die Haltbarkeit auf bis zu 21 Tage verlängert und dabei den Geschmack besser bewahrt als H-Milch.

• Sterilisation: Erhitzt die Milch auf 135 °C für mehrere Minuten, wodurch sie ohne Kühlung bis zu 3 Monate haltbar bleibt (Sterilmilch).

5. Schritt: Milchabfüllung

Nach der Wärmebehandlung wird die Milch in Abfülltanks geleitet. Induktive Sensoren überwachen die Position der Koppelpanels, während Füllstandsensoren vor Überlauf oder Trockenlauf schützen. Die Milch wird dann in Kartonverpackungen oder Flaschen abgefüllt. Hygienische Durchflusssensoren stellen sicher, dass die richtige Menge Milch in jede Verpackung gelangt. Optosensoren überwachen mittels Lichtschranken den Flaschenzulauf, und Füllstandsensoren regeln die Abfüllmenge. Nach der Abfüllung werden Milchverpackungen mittels einer Labelmaschine etikettiert und in Kühlräumen gelagert, wobei Temperaturregler die richtige Lagerungstemperatur gewährleisten.

CIP/SIP-Reinigungsverfahren

Nach der Milchverarbeitung ist vor der Milchverarbeitung: Um die strengen Hygienestandards zu gewährleisten, werden alle Systemkomponenten nach der Milchverarbeitung durch das CIP/SIP-Verfahren gereinigt. Leitfähigkeitssensoren stellen sicher, dass keine Reinigungsmittelrückstände zurückbleiben und den Milchgenuss beeinträchtigen.