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Reinigung von Melkanlagen
1. Grundlagen
Mit der Verbreitung von Rohrmelkanlagen und Melkständen in milchviehhaltenden Betrieben gewinnt die Frage nach der richtigen Reinigung der Anlagen zunehmend an Bedeutung. Sie sollen die Melkanlage zuverlässig reinigen, einfach in Bedienung und Wartung sein und schließlich preiswert in Anschaffung und Unterhalt.
Auf vielen Betrieben ist es ein zentrales Anliegen, die Melkanlage so umweltschonend wie möglich zu reinigen und auch den Energieverbrauch auf ein Minimum zu reduzieren. Beides wirkt sich auch positiv auf das Betriebsbudget aus. Hier sollen die wichtigsten Reinigungsverfahren vorgestellt und bezüglich Energie- und Chemieverbrauch verglichen werden.
Die Reinigung von Melkanlagen geschieht in der Regel mit Chemikalien, die bei einer bestimmten Temperatur eine gewisse Zeit auf die zu reinigenden Oberflächen einwirken müssen. Eine zusätzliche mechanische Wirkung wird durch die Turbulenz in den Milchleitungen erzielt.
Die auf dem Markt befindlichen Reinigungs- und Desinfektionsmittel bestehen aus zwei Komponenten: einer alkalischen und einer sauren, die im Wechsel eingesetzt werden sollen. Die Alkalität (meist Kali- oder Natronlauge) befreit die Milchleitungen von Schmutz- und Milchresten, die saure Komponente (z.B. Phosphorsäure) verhindert Kalkablagerungen. Desinfizierend wirken Zusätze auf Chlor- oder Sauerstoffbasis.
Das übliche Verfahren der Reinigung und Desinfektion von Melkanlagen war bislang die Zirkulationsreinigung. In den letzten Jahren ist jedoch Bewegung in die technische Entwicklung auf diesem Sektor gekommen. Die nachfolgenden Verfahren wurden in den vergangenen Jahren an unserer Lehr- und Versuchsanstalt unter Praxisbedingungen geprüft.
2. Zirkulation mit bewährter Technik
Das heute geläufigste Verfahren zur Reinigung von Melkanlagen ist die Zirkulationsreinigung mit dem Reinigungsautomaten. Bei diesem Verfahren werden alle milchführenden Teile der Melkanlage in einem Kreislauf verbunden. Der „Spülautomat“ dient dienst als Steuerorgan für die einzelnen Spülabschnitte, zur Dosierung der Reinigungsmittel sowie zur Erhitzung des Spülwassers mittels eingebautem Durchlauferhitzer. Diese Methode hat sich in der Praxis gut eingeführt: Sie bietet eine sichere Reinigungswirkung, ist schnell und komfortabel zu benutzen und ist im Allgemeinen betriebssicher und wenig anfällig für Störungen. Nachteilig für Umwelt und Geldbörse wirkt sich jedoch der hohe Stromverbrauch aus. Auch der Verbrauch an Reinigungsmitteln ist verhältnismäßig hoch.
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3. Kochendes Wasser für kurze Leitungen
Die Kochendwasserreinigung setzt auf eine Verminderung des elektrischen Anschlusswertes und auf eine Senkung des Chemikalienverbrauches. Das Verfahren ist vergleichsweise einfach: In einem Boiler wird mittels eines Heizstabes (Anschlusswert ca. 3,5kW) eine bestimmte Wassermenge auf 95°C erhitzt. Beim Reinigungsvorgang wird das nahezu kochende Wasser mit einem einzigen Spülgang, der ca. sieben Minuten dauert, durch die Melkanlage gesaugt. Das Spülwasser wird nur einmal verwendet. Ganz verzichten auf Chemikalien kann auch die Kochendwasserreinigung nicht: Saure Reiniger (z.B. Amidosulfonsäure) sind zur Verhinderung von Kalkablagerungen in den Rohrleitungen und Melkzeugen in der Regel erforderlich, vor allem in Gebieten mit hartem Wasser. Die desinfizierende Wirkung durch das heiße Wasser wird erreicht, wenn alle milchführenden Teile einer Melkanlage mindestens zwei Minuten lang eine Temperatur von 77°C erreichen. Hier sollte man nachmessen. Die Hersteller von Heißwasserbereitern bieten zu diesem Zweck besondere Aufkleber an. Die durch Farbveränderung verschiedene Temperaturen anzeigen.
Einen entscheidenden Nachteil hat die Kochendwasserreinigung: den enormen Wärmeverlust in den Milchleitungen. Der ist selbst mit einer Erhöhung der Spülwassermenge kaum zu kompensieren. Aus diesem Grund ist die Kochendwasserreinigung vor allem für Melkstände oder für kleine Rohrmelkanlagen geeignet.
Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit der Kochendwasserreinigung sind die Kosten für die Erhitzung des Wassers auf Siedetemperatur. In einem Versuch, der an unserer Lehr- und Versuchsanstalt durchgeführt wurde, verbrauchte die Anlage 10,3 kWh, um eine Wassermenge von 120 l von 48°C auf 95°C zu erwärmen, bei Einspeisung von kaltem Wasser gar 21,4 kWh pro Spülgang! Damit war die Strommenge, die für einen Spülgang benötigt wurde, höher als bei der Zirkulationsreinigung (6,9 kWh bei vorgewärmtem Wasser). Eine Kochendwasserreinigung passt deshalb gut in Betriebe, die den Boiler mit vorgewärmtem Wasser befüllen können, das mit billigen Energieträgern oder mithilfe einer Solaranlage auf eine möglichst hohe Zulauftemperatur gebracht wurde.
Positiv zu erwähnen ist bei Kochendwasserreinigung der einfache, wartungsfreundliche und funktionssichere Aufbau der Reinigungsanlage ohne Elektronik, Pumpen und Relais.
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4. Einfach einphasig?
Die Zuverlässigkeit der Zirkulationsreinigung beruht zu einem großen Teil auf dem regelmäßigen Einsatz von relativ „harten“ Chemikalien (Phosphorsäure, Natronlauge, Chlorverbindungen).
Mit gestiegenem Umweltbewusstsein darf die Frage aufgeworfen werden, wie sich die verwendeten Chemikalien „nach getaner Arbeit“ verhalten. Ideal wäre ein Abbau zu völlig ungefährlichen Substanzen wie Kohlendioxid und Wasser. Genau dies verspricht der Hersteller eines so genannten Einphasenreinigers auf der Basis von Peressigsäure. Ihr Säureanteil verhindert die Ausbildung von Kalkablagerungen, Aktivsauerstoff ist ein gewährtes Desinfektionsmittel. Die fehlende reinigende alkalische Komponente soll durch Beimengungen von Tensiden erreicht werden.
In einem mehrmonatigen Versuchsvorhaben am Spitalhof in Kempten wurde der Einphasenreiniger hinsichtlich seiner Praxistauglichkeit getestet. Es konnte nachgewiesen werden, dass die reinigende Wirkung der geprüften Chemikalie nur bei optimaler Einstellung des Spülvorganges zufriedenstellend war.
Peressigsäure ist keine ganz harmlose Flüssigkeit. Sie ist in die Gefährlichkeitsklasse „ätzend“ eingestuft und hat einen stechenden Geruch. Im Umgang mit dieser Säure ist daher Vorsicht geboten. Nicht auszuschließen ist, dass die eine oder andere Dichtung im Reinigungsautomaten von der Peressigsäure angegriffen wird. Die Folgen könnten fatal sein.
Mittlerweile bietet der Hersteller eine verbesserte Variante des Einphasenreinigers an. Dennoch sollte beim Einsatz der Peressigsäure auf eine periodische, alkalische Grundreinigung nicht verzichtet werden.
Die Peressigsäure ist für Betriebe geeignet, in denen der Umweltgedanke im Vordergrund steht und die Abbaubarkeit der Reinigungsmittel Vorrang genießt. Mit häufigen Kontrollen der Leitungen und Melkzeuge auf mögliche Schmutzablagerungen und alkalischen Grundreinigungen bei Bedarf kann die Einphasenreinigung eine Alternative zum herkömmlichen Verfahren sein.
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5. Wannenspülung – mit "vollem Rohr"
Einige Nachteile der Zirkulationsreinigung lassen sich durch die sogenannte Wannenspülung einfach und wirkungsvoll umgehen. Bei diesem Verfahren wird das Wasser für den Hauptspülgang in einem separaten Boiler mit niedrigem Anschlusswert auf ca. 70°C erwärmt und bereitgehalten. Bei entsprechender Größe des Boilers kann das Wasser für zwei Melkzeiten aufgeheizt und dafür ausschließlich Nachtstrom verwendet werden.
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, den Boiler mit vorgewärmtem Wasser aus einer Wärmerückgewinnung oder der Wohnhausheizung zu befüllen. Auf diese Weise kann teure elektrische Energie gespart werden.
Das Spülwasser läuft bei diesem Verfahren offen in die Wanne, daher kann das Reinigungsmittel einfach von Hand zudosiert werden. Bei automatischer Dosierung ist die Kontrolle mit einem Blick in die kleinen Dosierbehälter leicht möglich. Im Nachspülgang ist durch das schwallartige Durchströmen des Wassers eine sichere Entfernung von Chemikalienresten gewährleistet.
Mit der guten Turbulenz und 100 Litern Wasser im Hauptspülgang bei dem offenen Wannensystem lassen sich selbst große Melkanlagen sicher reinigen. Durch entsprechende Dimensionierung von Boiler und Spülwanne kann das System ohne Schwierigkeiten den jeweiligen betrieblichen Verhältnissen angepasst werden.
Gegenüber der herkömmlichen Zirkulationsreinigung bietet die Wannenspülung folgende Vorteile:
- Bei entsprechender Dimensionierung können Stromkosten verringert werden, auch die Laufzeiten der Vakuumpumpe während des Reinigungsvorganges sind kürzer.
- Sie garantiert sichere Reinigungswirkung auch bei großen Rohrquerschnitten.
- Sie ist einfach hand zu haben und zu kontrollieren.
- Sie kann auch ohne Spülautomat betrieben werden und stellt dann besonders für kleine Betriebe eine preisgünstige Alternative dar.
Einen Nachteil hat jedoch das Verfahren der Wannenspülung: Während des Hauptspülganges besteht keine Möglichkeit, die Reinigungslösung nachzuheizen. Die Anfangstemperatur des Spülwassers muss bei ca. 70°C liegen, damit sie bis zum Ende der Reinigung die für die Lösung von Fett und Eiweiß notwendige Temperatur von 40-45°C hat.
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6. Reinigungslösung im Stapel
Die Stapelreinigung ist ähnlich aufgebaut wie die Zirkulationsreinigung. Zusätzlich wird bei diesem Verfahren das Hauptspülwasser in einen isolierten Behälter gesammelt, vor dem nächsten Spülvorgang erhitzt und mit einergeringen Menge an Chemikalien „nachgeschärft“. Nach mehreren Spülvorgängen wird das gesamte Spülwasser erneuert. In einem zweiten, nicht isolierten Behälter wird das Nachspülwasser aufgefangen und zum Vorspülen für die nächste Reinigung bereitgestellt. Mit der Stapelreinigung können daher (theoretisch) Einsparungen bei Wasser und Chemikalien erzielt werden, was wiederum der Umwelt zugute kommt.
Das an sich viel versprechende System der Stapelreinigung weist allerdings einige Nachteile auf. So ist der Anschaffungspreis für den Steuerungsautomaten deutlich höher als für einen herkömmlichen Automaten. Zudem kann das „gestapelte“ Spülwasser, das trotz Isolierung abkühlt, nur mit elektrischer Energie wieder auf Temperatur gebracht werden. Daher ist die Stapelreinigung nur sehr begrenzt in der Lage, anderweitig vorgewärmtes Wasser zu nutzen. Zusätzlich muss noch berücksichtigt werden, dass Hersteller von Stapelreinigungen die Verwendung spezieller Reinigungsmittel vorschreiben, die preislich deutlich über dem Niveau herkömmlicher Reinigungsmittel liegen. In einem Versuch, der 1996 an der Staatlichen Lehr- und Versuchsanstalt Spitalhof Kempten, durchgeführt wurde, wurde der Minderverbrauch an Spülmitteln durch den höheren Preis der verwendeten Chemikalien mehr als wettgemacht, so dass sich unter den dortigen Bedingungen für die Stapelreinigung die höchsten Spülmittelkosten aller geprüften Verfahren ergaben.
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7. Schlussfolgerung
Eine sorgfältige Abwägung der einzelbetrieblichen Verhältnisse ist bei der Auswahl des Reinigungssystems unerlässlich, um aus den verschiedenen Verfahren das für den eigenen Betrieb passende auszuwählen. Bei dieser Auswahl sind die Anschaffungs- und Betriebskosten ein entscheidendes Kriterium, umweltrelevante Aspekte sollten ebenso in die Entscheidung einfließen.
März 2007
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
Lehr-, Versuchs- und Fachzentrum für Milchviehhaltung und Grünland
Spitalhof
Tel.: 0831/57130-0 • Fax: 0831/57130-15
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