Intelligente Abwasserrückgewinnung sorgt für umweltfreundlichere Lebensmittelindustrie
Wasser ist für die Herstellung von Lebensmitteln und Getränken unerlässlich, einem Sektor, der weltweit zu den wasser- und energieintensivsten zählt. Angesichts des Klimawandels, steigender Wasserkosten und des zunehmenden Drucks, die industrielle Verschmutzung zu reduzieren, wächst die Nachfrage nach intelligenteren Vorgehensweisen zum Umgang mit dieser kostbaren Ressource.
Abwasser in wertvolle Ressource umwandeln
Die Arbeit des EU-finanzierten Projekts AccelWater(öffnet in neuem Fenster) hatte zum Ziel, das Wassermanagement in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie zu optimieren, wobei zu diesem Zweck der Frischwasserverbrauch gesenkt, die Abwassereinleitung minimiert und die Verwertung wertvoller Nebenprodukte gefördert wurde. „Unsere Absicht war es, zu zeigen, dass das Abwasser der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eine wertvolle Ressource bildet, die, wenn sie richtig behandelt wird, eine kreislauforientierte Wassernutzung und Nachhaltigkeitsziele unterstützen kann“, sagt Projektkoordinator Zisis Tsiropoulos. Das Team von AccelWater hat in Griechenland, Island, Italien und Spanien an Demonstrationsstandorten in der Molkerei-, Brauerei-, Tomaten-, Fleischverarbeitungs- und Fischzuchtindustrie Wasserkreislaufsysteme zum Einsatz gebracht. Im Rahmen des Projekts wurde an jedem Demonstrationsstandort eine maßgeschneiderte Strategie entwickelt und Aufbereitungstechnologien wie Ultrafiltration, Membranbioreaktoren, Elektrodialyse und Ultraviolettdesinfektion angewandt. Das Konsortium entwickelte mithilfe von KI-und Internet-der Dinge-Instrumenten (IoT) Überwachungs- und Steuerungstechnologien, die die Umsetzung integrierter kreislaufgerechter Wassersysteme unterstützen. Dadurch konnte das aufbereitete Wasser effizienter wiederverwendet und der Umweltfußabdruck verkleinert werden.
Innovative Lösungen zur Wasserwiederverwendung
Ein Hauptziel von AccelWater war die Rückgewinnung von Energie und Wertstoffen aus Abfallströmen. In Griechenland wurde mehr als die Hälfte des gereinigten Abwassers in Kühltürmen und zur Bewässerung angrenzender Agrarforstflächen wiederverwendet. In Italien wurde der Demonstrationsstandort in der saisonalen tomatenverarbeitenden Industrie installiert. Die Maßnahmen zur Wassereinsparung führten zu einer geschätzten Reduzierung von 4 000 m³ jährlich. In Spanien wurden in der fleischverarbeitenden Demonstrationsanlage rund 25 % des aufbereiteten Abwassers zu Reinigungszwecken wiederverwendet. Am isländischen Demonstrationsstandort, an dem die fischverarbeitende Industrie und die Aquakultur im Mittelpunkt standen, ergaben die eingesetzten Technologien eine Senkung des Süßwasserverbrauchs um 30 %. „Ungeachtet verschiedener Herausforderungen konnten im Zuge von AccelWater der Frischwasserverbrauch und die Abwassereinleitung erheblich reduziert und damit bewiesen werden, dass Wasserkreislaufsysteme in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie von höchstem Nutzen sein können“, hebt Tsiropoulos hervor.
Nebenprodukte für einen guten Zweck verwenden
Das Team von AccelWater erkundete überdies, wie Nebenprodukte zurückzugewinnen und in hochwertige Produkte umwandelbar sind. In Griechenland wurden Nebenprodukte aus Brauereien und Molkereien bei der Herstellung von Proteinshakes und -riegeln verwertet. In Italien gewann das Konsortium Lycopin und Samenöl aus Tomatenrückständen, wobei diese Stoffe in Kosmetika, Verpackungen und Pharmazeutika verwendet werden können. In Island wurde Aquakulturschlamm in ein Bodenverbesserungsmittel für Leguminosen umgewandelt, während Häm-Eisen-Verbindungen aus Fischblut extrahiert wurden und zu Eisenpräparaten von pharmazeutischer Qualität verarbeitet werden können.
Intelligente Wassersysteme
Das Gemeinschaftsunternehmen setzte digitale Technologien wie IoT- und IKT-Systeme ein, um eine Plattform zu entwickeln, die Echtzeitüberwachung gestattet und eine vorausschauende Steuerung der Wasser- und Energieströme bietet. Die generierten Systeme stellen eine Kombination aus Sensoren, Aktoren, KI-gestützten Instrumententafeln und Maschinenlernalgorithmen dar, um Wasserqualität, Verbrauch und Prozessleistung zu überwachen. Sie dienen der Parameteroptimierung und Erkennung von Wartungsproblemen, wodurch eine schnellere Entscheidungsfindung in der Fabrikhalle unterstützt wird. Mehrere der Projektergebnisse wurden bereits kommerzialisiert oder von anderen Industriezweigen und Behörden übernommen. „Unser integrierter Ansatz zeigt, dass das Kreislaufprinzip bei industriellen Wassersystemen eine praktische und wirtschaftlich tragfähige Lösung darstellt“, so Tsiropoulos abschließend.
