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Dienstag, 23. Januar 2018

Solar

Kühle Milch für heiße Länder

Von Hans-Christoph Neidlein | 24. August 2017 | Ausgabe 34

Mit einem bezahlbaren System zur solaren Milchkühlung zeigen der Memminger Mittelständler Phaesun und Forscher der Universität Hohenheim, wie dies für Kleinbauern in Afrika funktionieren kann.

w - Solarkühlen BU
Foto: Phaesun

Milch wird in Westkenia in wärmeisolierten Kannen transportiert. Das Eis dafür wird durch solare Kühlung erzeugt.

Sie haben nur wenige Kühe und keinen Anschluss ans Stromnetz: Viele afrikanische Kleinbauern können mangels Kühlmöglichkeit nur einen Teil ihrer Milch vermarkten. Denn die hohen Temperaturen sorgen dafür, dass ein großer Teil der Milch aufgrund des hohen Bakterienwachstums nicht für die Weiterverarbeitung geeignet ist.

„In Tunesien haben 85 % der Bauern weniger als zehn Kühe und oft keinen Stromanschluss“, sagt Joachim Müller, Leiter des Fachgebiets Agrartechnik in den Tropen und Subtropen am Hans-Ruthenberg-Institut der Universität Hohenheim. „Der Zugang zu den Märkten ist häufig eingeschränkt“, ergänzt Regina Birner, die an der Hochschule bei Stuttgart das Fachgebiet „Sozialer und institutioneller Wandel in der landwirtschaftlichen Entwicklung“ leitet.

Birner steht auch einem Projekt vor, das durch ein neu entwickeltes Kühlsystem für Abhilfe sorgen soll. Mit im Boot ist das Solarunternehmen Phaesun. Die Memminger sind seit 16 Jahren auf sogenannte Off-Grid-Anwendungen auf Basis erneuerbarer Energien, vor allem aber auf Solartechnik, spezialisiert.

„Zunächst wird mittels Solarstrom Eis bereitet“, erklärt Doktorand Victor Torres Toledo. Das Eis werde in einen Behälter gefüllt, der sich in der Mitte speziell isolierter Milchkannen befindet. „Auf diese Weise kann die Milch mehrere Stunden von innen gekühlt und die Vermehrung von Keimen verhindert werden“, so Toledo.

Die Kühlung ermöglicht eine höhere Milchproduktion, da die Bauern zweimal täglich melken können. Außerdem erhält sie die Qualität der Milch und sorgt so für Premiumpreise. Für die Bauern verbessert sich damit der Zugang zum lokalen Markt sowie zur Fertigung von Käse und anderen Milchprodukten; und all dies ohne Anschluss an ein Stromnetz.

Erfolgreich getestet wurde das Kühlsystem in Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) bei sieben kleinen Landwirtschaftsbetrieben in Sidi Bouzid in Zentral-Tunesien. Bei einer Milchproduktion von 50 l bis 60 l pro Hof galt es, vor allem während des Transports zu den 40 km entfernten Sammelstellen die Kühlung zu gewährleisten.

Foto: Universität Hohenheim/Victor Torres Toledo

Für einfache Handhabbarkeit und Flexibilität wurde das solarbetriebene Milchkühlungssystem von Phaesun und der Universität Hohenheim ausgezeichnet.

Wichtig war dabei das Zusammenspiel mit den Nutzern: Aufgrund der Anregungen der Landwirte wurde das Design der Milchkannen verändert. Die Wärmeisolierung ist nun nicht mehr fest integriert, sondern abnehmbar, damit die Reinigung vereinfacht wird und vorhandene Kannen mit der Isolierung nachgerüstet werden können.

Das Projekt baut auf dem Trend auf, in ländlichen Regionen von Entwicklungsländern mit lückenhafter Stromversorgung mittels Solartechnik Jobs zu schaffen. So gibt es in Afrika und Asien zahlreiche Franchising-Modelle für Solarkioske, die Ladeservices für LED-Lampen und Smartphones anbieten.

In Äthiopien organisiert die Hochschule Neu-Ulm mit der Universität von Arba Minch und Phaesun in ländlichen Regionen Schulungsangebote zur Existenzgründung. Mehrere Kleinunternehmer machten sich dort beispielsweise mit solar ausgerüsteten Handwagen als Straßenfriseure selbstständig.

Phaesun bietet das „Milky Way“ genannte System seit Kurzem als sogenanntes Boss Kit (Business Opportunities with Solar Systems) für 2700 € netto an. Innerhalb von drei Jahren könne sich die Investition rechnen, sagt Tobias Zwirner, Geschäftsführer von Phaesun.

In einer Beispielrechnung veranschlagt Zwirner die Kühlkosten auf 6 Cent/l. Dem gegenüber stehen ein 20 %iger Premiumaufschlag (bei einem Milchpreis von 30 Cent/l), eine höhere Produktivität und eine Reduzierung der Logistikkosten, da nur einmal täglich die Milch abgeholt wird.

Konkret besteht das System aus einem mit Gleichstrom betriebenen Kühlschrank mit 166 l Volumen, einer Steuereinheit, einem Solarmodul mit 150 W Nennleistung sowie einem wartungsfreien Bleiakku mit AGM-Technik (Absorbent Glass Mat) und 65 Ah/12 V DC. Hinzu kommen eine 40-l-Milchkanne mit Isolierschicht und Plastikbecher für je 2 kg Eis.

Optimiert werde die Eisproduktion unter anderem durch die intelligente Steuerung des Kompressors in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung und dem Batterieladestand, so Phaesun-Geschäftsführer Zwirner. Zudem sei ein Ventilator integriert und durch den Batterieeinsatz könne die tägliche Eisproduktion um bis zu 30 % gesteigert werden.

In Gebieten mit einer täglichen Sonneneinstrahlung von 6 kWh/m3 und einer Umgebungstemperatur von 30 °C können so 12,7 kg Eis pro Tag hergestellt werden, bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C rund 6,7 kg. Dies reicht aus, um 40 l Milch in den isolierten Kannen mindestens 6 h bis 12 h auf unter 15 °C zu kühlen.

Derzeit wird das System an die Verhältnisse in Kenia angepasst: Bei einer Milchproduktion von 1 l bis 10 l pro Betrieb sind kleinere Behältnisse nötig, und der Milchtransport mittels Motorräder erfordert Kunststoff- statt Edelstahl-Milchkannen. Entwickelt werden sollen auch solarbetriebene Melk- und Reinigungsmaschinen.

Vor allem aufgrund seiner positiven gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Auswirkungen wurde das Kühlsystem im Juni auf der Solarmesse Intersolar in München als „herausragendes solares Projekt“ mit dem Intersolar Award 2017 ausgezeichnet. Gewürdigt wurden auch die einfache Handhabbarkeit und Flexibilität.

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