Milch: Von der Kuh in den Kühlschrank

Milchprodukte kennt jeder. In unglaublicher Vielfalt. Doch woher sie kommen und wie sie produziert werden, weiß kaum einer so genau. Ob Joghurt, Trinkmilch, Käse oder Quark – in jedem Produktionsschritt sorgen innovative Technologien dafür, hochwertige Lebensmittel zu erzeugen, die schmackhaft und gesund sind.

Quelle: Krones AG

Der Tag fängt gut an. Mit einem Griff zum Kühlschrank nimmt Max einen kräftigen Schluck kalter Milch. Sie schmeckt. Wundern tut er sich darüber nicht. Warum auch? Milch ist schließlich immer und überall verfügbar. Immer frisch und immer gut. Und das, obwohl Milch eines der sensibelsten Lebensmittel ist!

Weil Milch so schnell verderblich und so anfällig für Keime ist, ist sie neben dem Trinkwasser das am strengsten kontrollierte Lebensmittel. Vom Melken bis zur Abfüllung wird die Qualität der Milch während des gesamten Prozesses ständig kontrolliert. Dass die Milch das sicherste und sauberste Lebensmittel ist und in gleichbleibender Qualität und Frische auf unserem Frühstückstisch steht, ermöglicht die Technik. Technik, die nicht erst in der Molkerei beginnt, sondern schon auf dem Acker. Und genau dort fängt auch die Qualität der Milch an: Beim Futter der Kuh.

Agrardrohne im Anflug

Kein Ufo, sondern eine Drohne auf ihrem Kontrollflug. Ausgestattet mit einer Digitalkamera und gesteuert vom Handy macht sie eine Bodenanalyse. Prüft, ob der Acker Mäuse- oder die Pflanzen Läusebefall haben, das Getreide geknickt ist oder der Boden feuchte Stellen hat.

Kühe leben nicht unter aseptischen Bedinungen, deshalb muss die Milchgewinnung und Verarbeitung in einem geschlossenen und hygienischen Prozess stattfinden. Quelle: Shutterstock, Olha Rohulya

Füttern, Kraulen, Melken

Im großräumigen Stall von Bauer Hermann lebt Kuh Elsa. Sie kann ihr Leben ganz nach ihren Bedürfnissen gestalten und fühlt sich wohl in der Behaglichkeit ihrer Herde. Und der Bauer schaut ihr dabei zu. Mit einem Pedometer, einem Schrittzähler, am Bein, einem elektronischen Sensor am Hals, einem Nummernchip am Ohr und vernetzter Software erkennt der Herdenmanager mit einem Mausklick, ob sich Elsa bewegt, ausreichend frisst, ob sie brünstig oder krank ist oder wie viel Milch sie gibt.

Kuh Elsa

Das ist Kuh Elsa. Im Stall von Bauer Hermann kam sie 2014 auf die Welt. Am liebsten frisst die Kuh mit dem schwarzbunten Fellkleid kräftiges, frisches Grünfutter. Und davon jede Menge. Rund 20 Kilogramm verdrückt sie davon am Tag. Aber das braucht sie auch, denn sie liefert 10.000 Liter Milch im Jahr. Elsa ist ziemlich technikbegeistert. Deshalb hat sie sich besonders gefreut, als Bauer Hermann vom Melkschemel auf den Melkroboter umgestiegen ist. Wenn sie nicht gerade kaut oder Milch gibt, lässt sich Elsa gerne von einer vollautomatischen und flauschigen Nackenbürste massieren.

Der moderne Stall für die glückliche Kuh

Das Tierwohl ist wichtig, denn es ist – neben der Technologie – Garant für die Qualität der Milch. Die Qualität der Milch beginnt aber schon beim Fressen. Gutes Futter wirkt sich auf den Geschmack und die Qualität der Milch aus. Wie beim Lieferservice bekommt Kuh Elsa von einem Fütterungsroboter eine frische Portion Heu und Kraftfutter direkt vors hungrige Maul geliefert. Der Grashalm steckt ihr noch im Maul. Kuh Elsa kaut und gönnt sich dabei eine Massage. Sie wird von einer automatischen Bürste gekrault.

Wenn Roboter melken

Ihr Euter ist inzwischen prall voll. Sie will gemolken werden und betritt selbständig den Melkroboter. Ein Roboterarm fährt aus, sucht ihre Zitzen und prüft, ob sie sauber sind. Hygiene ist das oberste Gebot bei der Milchproduktion. Sind die Zitzen sauber, setzt der Roboter die Melkbecher an und pumpt die Milch über Rohre direkt in den Milchtank ab. Fließt keine Milch mehr, löst er sanft das Melkgeschirr von den Zitzen.

Der Roboter überprüft mit seinen Sensoren, ob die Zitzen sauber sind. Erst dann legt er das Melkgeschirr an. Quelle: Lely N.V.

Von jetzt an bleibt die Milch während des gesamten Verarbeitungs- und Veredelungsprozesses in einem geschlossenen und hygienischen Kreislauf, an den weder Luft noch Menschenhand oder sonstige Fremdkörper kommen – bis Max die Milchtüte am Frühstückstisch öffnet.

Qualität und Hygiene von Anfang an

Noch im Stall wird die Milch auf 4 Grad Celsius herunter gekühlt. Sie muss auch auf dem Weg in die Molkerei kühl gehalten werden, um die Vermehrung von Mikroorganismen zu vermeiden. Aber bevor die Milch überhaupt erst in den Milchsammelwagen gepumpt und die Molkerei die frische Lieferung annimmt, werden die ersten Qualitätsproben entnommen. Milch von kranken Kühen oder Milch, die Spuren von Antibiotika enthält, darf beispielsweise nicht angenommen werden. Nur wenn alle Qualitätsmerkmale erfüllt sind, wird die Milch verarbeitet.

Mit einem Klick die Herde im Blick

Eine intelligent vernetzte, digitale Kommandozentrale hält den Herdenmanager jederzeit über den Gesundheitszustand, das Bewegungsprofil und die Milchleistung der Tiere auf dem Laufenden.

Hightech-Melken

Unbehandelte Milch – sogenannte Roh- oder Vorzugsmilch – hat heutzutage Seltenheitswert. Aus gutem Grund, schließlich ist die Gesundheit und Sicherheit des Verbrauchers das höchste Gut. Wissenschaftlich fundierte Wärmebehandlungsverfahren machen Milchprodukte zu sicheren Lebensmitteln, die hygienisch einwandfrei, verträglich und haltbar sind.

Schleudern, Erhitzen, Kühlen

Vom Tankwagen wird die Rohmilch in einen Edelstahltank gepumpt und bis zur Verarbeitung weiter gekühlt. Um gesundheitsgefährdende Mikroorganismen abzutöten, muss die Milch behandelt werden. Dabei darf sie jedoch nicht ihre Nährstoffe und Vitamine oder ihren Geschmack verlieren. Dieser Balanceakt ist eine Herausforderung. Er erfordert viel Erfahrung, großes Know-how und eine komplexe Technik.

Festlegung des Fettgehaltes

Die Milch wird zunächst aus den Tanks über einen Vorlaufbehälter zur Vorwärmung in den Wärmeübertrager geleitet, bevor sie anschließend in einer Zentrifuge – dem Separator – von Mikroorganismen und Schmutzpartikeln gereinigt und gleichzeitig in Magermilch und Rahm getrennt wird. Die Fliehkräfte, die bei rund 6.000 Umdrehungen pro Minute entstehen, schleudern die schwere Magermilch nach außen und den leichten Rahm nach innen. Die Milch wird bis zu einem bestimmten Fettgehalt entrahmt: mindestens 3,5 % Fett bei Vollmilch, 1,5 bis 1,8 % Fett bei fettarmer und höchstens 0,35 % Fett bei Magermilch.

Was passiert bei der Homogenisierung?

Danach kommt die Milch in den Homogenisator. Hier wird sie mit hohem Druck durch enge Düsen gepresst. Dadurch werden die in der Flüssigkeit enthaltenen Fettkügelchen mechanisch zerkleinert und gleichmäßig verteilt. Das verhindert, dass sich an der Oberfläche Rahm bildet und sorgt außerdem für einen vollmundigen Geschmack sowie eine leichtere Verdaulichkeit. Wurde der Fettgehalt der Milch im Separator eingestellt und die Milch homogenisiert, spricht man von „standardisierter“ Milch.

Die Molkerei: Qualität und Sicherheit steht an erster Stelle

Die Sterilisation

Und jetzt wird es heiß: Die Milch wird nun im Wärmeübertrager mit Heißwasser oder Dampf erhitzt, um sie haltbar zu machen und um Mikroorganismen abzutöten. Dafür gibt es unterschiedliche Wärmebehandlungsverfahren mit verschiedenen Temperaturen und Erhitzungszeiten. Die Milch wird je nach gewünschter Art und Haltbarkeit entweder pasteurisiert, ultrahocherhitzt, sterilisiert oder mit hochfeinen Membranen filtriert.

Das Ganze ist ein komplexes Zusammenspiel aller elektrischen- und mechanischen Komponenten. Eine übergeordnete Steuerung nimmt die Signale der einzelnen Komponenten auf, verarbeitet sie und gibt entsprechende Steuerungssignale an die anderen Komponenten im Regelkreis weiter. Dieses Zusammenwirken sorgt dafür, dass immer die richtige Menge Milch mit der richten Temperatur und dem richtigen Druck für die richtige Zeitdauer an der richtigen Stelle ist. Alles muss perfekt abgestimmt sein, denn die kleinste Abweichung führt dazu, dass die Milch entweder zu viel oder zu wenig Wärme abbekommt. Und das wirkt sich negativ auf Qualität und Haltbarkeit der Milch aus.

Nach der Wärmebehandlung wird die Milch schnell wieder auf 4 Grad herabgekühlt. Diese Temperatur muss in der gesamten Kühlkette aufrecht erhalten werden, um weiteres Keimwachstum zu vermeiden.

Wärme­behandlungs­verfahren der Milch

72°C– 75°C

Kurzerhitzen

in 30 Sekunden zur Frischmilch, eine Woche haltbar.

104°C– 108°C

Mikrofiltrieren

in 1 bis 4 Sekunden zur ESL-Milch, drei Wochen haltbar.

104°C– 127°C

Hocherhitzen

in 1 bis 4 Sekunden zur ESL-Milch, drei Wochen haltbar.

135°C– 150°C

Ultrahocherhitzen

in 1 bis 4 Sekunden zur H-Milch, bis zu acht Wochen haltbar.

110°C– 120°C

Sterilisieren

in 10 bis 30 Minuten zur Sterilmilch, die bis zu ein Jahr hält.

Sauber, hygienisch, praktisch: der Milchkarton Quelle: Shutterstock, CroMary

Abfüllen, Palettieren, Genießen

Der letzte Schritt und die letzte technische Herausforderung – bevor es in den Supermarkt geht – ist die Abfüllung der Milch. Vollautomatisch wird der bedruckte und beschichtete Milchkarton zu einer Verpackung geformt, befüllt und dann verschlossen. Auf diesen letzten Metern dürfen dabei weder die Milch noch die Verpackung verkeimt werden. Aseptische Abfüllanlagen schaffen dafür optimale hygienische Bedingungen.

Hygiene ist das A und O in der Lebensmittelproduktion. Aber das gilt nicht nur für das Produkt, sondern auch für die Maschinen und Anlagenkomponenten. Durch die Wärmebehandlung der Milch werden vor allem gesundheitsgefährdende und die Milch verderbende Keime abgetötet. Die Wärmebehandlung tötet jedoch nicht alle Mikroorganismen einer Sorte ab. Sofern das technisch überhaupt machbar wäre, würden Geschmack und wertvolle Nährstoffe der Milch stark darunter leiden. Es verbleiben also immer ein paar Mikroorganismen, die sich weiter vermehren können, so dass die Milch irgendwann ungenießbar oder gesundheitsgefährdend ist. Deshalb ist es wichtig, dass die Maschinen und Anlagenkomponenten so konstruiert sind, dass Keime und Verunreinigungen möglichst nicht haften bleiben und die Anlagen leicht und schnell zu reinigen sind. Eine solche Konstruktion der Maschinen nennt man Hygienic Design.

In einer keimfreien Zone wird erst die Verpackung von innen z.B. mit Wasserstoffperoxid sterilisiert, dann die Milch in die Verpackung abgefüllt und schließlich hermetisch verschlossen. Das Ganze geschieht, ohne dass Sterilisationsmitteldampf austritt oder unsterile Außenluft in die Aseptik-Zone eindringt. Je nach Maschine und Verpackungsformat können bis zu 24.000 Milchtüten pro Stunde abgefüllt werden. Jetzt geht es ins Zentrallager des Handels und von dort aus in den Supermarkt. Und wenig später genießt Max seine Milch zum Frühstück.

Immer frisch. Immer gut. Max genießt seine Milch. Quelle: Shutterstock, Rus S

„Innovative Maschinen- und Anlagenbauer sorgen für Qualität und Sicherheit – für Frische und Geschmack. Jeden Tag.“

Die Autoren

Margret Menzel

Referentin für Marketing und Kommunikation

Sie ist seit 2014 verantwortlich für den Bereich Marketing und Kommunikation im Fachverband Nahrungsmittelmaschinen und Verpackungsmaschinen. Zur Bandbreite dieses Fachzweiges gehören Getränkemaschinen und Molkereitechnik, Fleischverarbeitungsmaschinen, Bäckereimaschinen, Süßwarenmaschinen, Maschinen zur Verarbeitung pflanzlicher Rohstoffe, Pharma- und Kosmetikmaschinen sowie Verpackungsmaschinen.

Christoph Götz

Referent für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Er kommuniziert seit 2008 für den VDMA zu spannenden Markt- und Technologiethemen der Landmaschinen- und Traktorenindustrie in Deutschland und Europa. Zu den aktuellen Branchentrends zählen intelligente Vernetzungslösungen im Stall und auf dem Acker. Als Global Player bedienen die europäischen Landtechnikhersteller die Bedürfnisse von Landwirten in weltweit rund 150 Märkten.