Wärme einsparen bei der Herstellung von Nahrungsmitteln: Warum geringere Temperaturen der Schlüssel sind

08.01.2025

 

Der Lebensmittelbereich ist einer der energieintensivsten Sektoren – insbesondere durch Wärmeprozesse wie Reinigen, Kochen, Pasteurisierung oder Trocknen. Große Einsparpotentiale sehen wir vor allem in der Wärmeversorgung. In produzierenden Industriebetrieben wird Wärme überwiegend mit Erdgas bereitgestellt.

 

In der Regel gibt es eine große, zentrale Wärmeversorgungsanlage. Im Lebensmittelbetrieben ist das oft ein Dampfkessel welcher vor allem für Wärmeprozesse zwischen 100-200 °C ausgelegt ist. Mitversorgt werden meist auch Prozesse die niedrige Prozesstemperaturen benötigen.

 

Genau hier gibt es einen großen Hebel zur Energieeinsparung, gleichzeitig auch die größten Herausforderungen.

 

Durch das Aufgliedern auf Niedrigtemperatur-Prozesse können nicht nur Einsparungen identifiziert werden, sondern auch Potentiale für die Abwärmenutzungen oder beispielsweise die Integration von Wärmepumpen effizienter umgesetzt werden. Eine Reduktion der Versorgungs- und Nutztemperaturen ermöglicht nicht nur Energieeinsparungen, sondern liefert auch die Grundlage für eine klimafreundlichere Produktion:

– Bessere Nutzung von Abwärme

Im Lebensmittelbereich fallen große Mengen Abwärme an, vor allem aus Kühl- oder Druckluftanlagen. Diese Abwärme wird häufig für die Trinkwasservorerwärmung eingesetzt und mit Pufferspeicher versucht ideal auszunutzen. Aufgrund von Hygieneanforderungen ist der Trinkwasser- und somit Wärmeverbrauch für die Reinigung hoch.

 

Je nach Betrieb ist die Nutztemperatur der Reinigung unterschiedlich. Teilweise gibt es sehr große Schwankungen von Nutztemperaturen für vergleichbare Prozesse und Anlagen vor allem bei der Reinigung (siehe unser Studie für die Stadt Wien). Das führt dazu, dass die Abwärme in manchen Betrieben direkt für die Reinigung genutzt werden kann und in anderen Betrieben noch nachgeheizt werden muss.

 

Je nach Betrieb erfolgt das Nachheizen unterschiedlich und es gibt große Einsparmöglichkeiten. Verbrauchsmessungen zeigen, dass das laufende Nachheizen häufige Verbrauchsspitzen verursacht, auch zu Zeitpunkten in denen die Reinigung nicht in Betrieb ist. Eine Einsparung kann über eine angepasste Regelung oder über eine Reduktion der Nutztemperatur erreicht werden. Eine abgestimmte Nutztemperatur der Reinigung mit den Hygieneanforderungen ermöglicht bei Betrieben, 50 % Einsparung bei der Wärmebereitstellung für Reinigungsprozesse.

– Effizientere Wärmebereitstellung und erneuerbare Wärmeversorgung:

Viele Betriebe nutzen Dampfkessel, die für Niedrigtemperaturprozesse (< 100 °C) oft ineffizient sind. Diese Prozesse könnten mit Warmwasser statt Dampf betrieben werden, was Energie spart und die Betriebskosten senkt.

 

Für Wärmeprozesse unter 100 °C bietet sich der Einsatz von Industriewärmepumpe als erneuerbare Wärmeversorgungsanlagen an. Ihre Effizienz steigt mit geringeren Temperaturdifferenzen zwischen der Wärmequelle und der Zieltemperatur, wodurch sie eine wirtschaftliche Lösung für viele betriebliche Wärmeprozesse darstellt.

– Reduktion der Wärmeverluste:

Je höher die Temperaturdifferenz zwischen einem Prozess und der Umgebung, desto größer die Wärmeverluste. Bei niedrigeren Prozesstemperaturen sinken diese Verluste drastisch.

 

Ein weiterer Grund für Wärmeverluste sind überdimensionierte Wärmeerzeugungsanlagen. Wärmeverbrauchsmessungen zeigen, dass Wärmeversorgungsanlagen in der Regel immer überdimensioniert sind. Im Lebensmittelbereich spezifisch oft nochmal mehr. Grund dafür sind Reinigungsspitzen und Batchprozesse welche bei gleichzeitigem Betrieb hohe Verbrauchsspitzen benötigen. Eine optimierte Regelung mit angepassten Nutztemperaturen ermöglicht große Einsparungen von überdimensionierten Wärmeversorgungsanlagen und reduziert Verbrauchsspitzen.

 

Fazit: Kleine Änderungen, große Wirkung

 

Die Senkung von Versorgungs- und Nutztemperaturen bietet im Lebensmittelbereich ein enormes Potenzial, um Energie einzusparen und CO₂-Emissionen zu reduzieren. Diese Anpassung ermöglicht außerdem eine bessere Integration von erneuerbaren Energiequellen und die Nutzung von Abwärme, wodurch der Weg in eine klimafreundlichere Zukunft geebnet wird. Unternehmen, die diesen Schritt gehen, profitieren von niedrigeren Betriebskosten und einer nachhaltigeren Produktion.