Solare Milchkühlung in Afrika

Solare Milchkühlung in Afrika

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Das deutsche Solarunternehmen Simply Solar hat mit wissenschaftlichen Partnern ein batterieloses System zur dezentralen Milchkühlung entwickelt. Es ist für Kleinbauern im ländlichen Raum Ostafrikas vorgesehen, die im Schnitt drei bis vier Kühe haben. Auf der über 2000 Meter hohen Hochebene von Kinangop in Kenia warten Kleinbauern auf den Transport, der ihre vollen Milchkannen zur Kooperative bringt. Das erledigen Pickups, Eselskarren oder sie bringen sie selbst per Motorrad hin. Zwischen dem Melken und der tatsächlichen Abholung kann so wertvolle Zeit vergehen, dass die Keimzahl in der Milch sich rasant erhöht und sie nicht mehr genießbar ist, auch wenn die Kannen nach Aussage der Eigentümer im Schatten stehen. Denn auf mehr als 2000 Meter nahe am Äquator steigt das Thermometer tagsüber leicht auf über 30 Grad Celsius warm.

Milch on the Rocks

Nach dem Melken ist daher schnelle und unterbrechungsfreie Kühlung gefragt. Dafür hat Simply Solar eine PF 240-Gefriertruhe von Steca in einen Milchkühler umgerüstet, der an zwei Solarpanels angeschlossen ist.

Bildquelle: Simply Solar
Bildquelle: Simply Solar

Der Milchkühler ist für die Verarbeitung von 40 Liter Milch am Tag ausgelegt und kann dementsprechend 20 Liter nach dem Melken am Morgen und Abend von Körpertemperatur auf 4 Grad Celsius in 2,4 Stunden herunter kühlen und die Temperatur bis zum Abtransport konstant halten. Um auf diese Kühlleistung zu kommen, die Milchstandards entspricht, wird Energie in Form von Eis gespeichert. Der Eisspeicher ermöglicht eine Kühlung rund um die Uhr (24 Stunden) und erhöht die Kühlleistung der Gefriertruhe, so dass die Milch in der erforderlichen Zeit gekühlt wird und kalt bleibt. Eine elektronische Steuerungseinheit sorgt dafür, dass die Milch nicht einfriert. Sie liefert zugleich den hohen Anlaufstrom für den Verdichter der Tiefkühltruhe, ohne dass eine Batterie nötig ist und verwaltet die überschüssige Energie, mit der sich Wasser erhitzen lässt. Mt dem heißen Wasser können wiederum die Milchbehälter gereinigt werden. Milchbehälter und Ice-Packs sind in der Weise konstruiert, dass die Eisbeutel nicht in den direkten Kontakt mit der Milch im Behälter kommen und dadurch die Anforderungen zur Reinigung minimiert werden. Das Design der Eisbeutel können lokale Hersteller und Endnutzer mit sehr einfachen Mitteln reproduzieren.

Wissenschaftliche Partner

Das Milchkühlungsprojekt von Simply Solar gehört zum Programm Reload, dessen Ziel es ist, Nachernteverluste in den ostafrikanischen Ländern Kenia, Äthiopien und Uganda zu reduzieren und die Wertschöpfung durch Verarbeitung zu anzukurbeln. Das Programm unterstützen das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF und das Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung BMZ. An ihm beteiligen sich deutsche Forschungseinrichtungen und Universitäten in den betreffenden Ländern. So führt etwa die Egerton Universität in Nakuru 150 Kilometer von der kenianischen Hauptstadt Nairobi entfernt den praktischen Feldtest im Land durch, während das Institut Agrartechnik Witzenhausen der Universität Kassel das Kühlungssystem im Vorfeld umfassend bewertet und geprüft hat, ob es sich für en Einsatz in Kenia eignet. Auch der deutsche Off-Grid-Spezialist Phaesun arbeitet mit der deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GIZ, der Universität Hohenheim und dem Institut National de la Recherche Agronomique de Tunisie (INRAT) an einem Projekt zur solaren Milchkühlung. Geplant ist, sechs Pilotanlagen bei Kleinbauern in Nordafrika in Tunesien zu installieren. Das BMZ unterstützt das Projekt mit einer Laufzeit von Juli 2015 bis Ende 2017 finanziell.

Solarkühlung mit Batterie

Wie bei Simply Solar wird frisch gemolkene Milch in Plastikkannen mit Eis in einer Gefriertruhe von Steca auf 4 Grad Celsius herunter gekühlt und kann einen Tag zwischen 2 und 4 Grad Kälte gelagert werden. Technisch getestet hat das System unter realen Bedingungen in einer eigens dafür eingerichteten Klimakammer das Institut für Agrartechnik an der Universität Hohenheim. Im Unterschied zum Konzept von Simply Solar ist im System eine 65 Ah kleine Batterie integriert, um die Leistung der Eisproduktion um rund 30 Prozent zu erhöhen und außerdem dem ländlichen Fahrbetrieb Strom zu liefern. Zum System gehören außerdem zwei 300 Watt Solarmodale und eine Kontrolleinheit, um die Temperatur in der Gefriertruhe zu steuern. „Die Untersuchungen zur Milchqualität führten Master Studenten in Kooperation mit dem Bauerhof der Universität letztes Jahr durch“, erläutert Victor Torres Toledo von der Universität Hohenheim. Ihm zufolge sucht der Projektpartner vor Ort in Tunesien momentan 6 Standorte (Bauernhöfe) in der Nähe von Sidi Bouzi, während die Forscher in Hohenheim und Mitarbeiter von Phaesun die Prototypen aus Milchkannen und umgerüsteten Kühltruhen bauen, so dass Anfang 2016 mit der Installation vor Ort begonnen werden kann. Gleich danach werden die Anwender geschult und der Betrieb untersucht. Bis Ende 2017 werden dann die Milchqualität, System-Akzeptanz, soziale Einflüsse, der Wirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit analysiert.

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