Nachhaltigkeit in der Milchwirtschaft

Welche Auswirkungen haben die Milcherzeugung und Molkereien auf die Umwelt?

Die Milchproduktion verbraucht viele Ressourcen. Kühe benötigen Futter, Wasser, Weidefläche, Stall und Pflege. Der Anbau von Futter wie Mais oder Soja beansprucht viel Land, oft in Monokulturen, was den Boden erschöpft, die Artenvielfalt verringert und mehr Dünger und Pflanzenschutzmittel nötig macht. Kühe selbst produzieren Treibhausgase wie Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O). Auch in der Molkerei wird viel Energie verbraucht: Milch muss gekühlt, erhitzt, getrennt und gepumpt werden. Besonders viel Energie benötigen Prozesse mit hohen Temperaturen, wie die Haltbarmachung von Milch. Außerdem fällt viel Abwasser an, das Milchreste und Spuren von Reinigungsmitteln enthält und aufwendig behandelt werden muss, bevor es in die Umwelt gelangt. Bereits die Herstellung der Milch belastet die Umwelt stark – und die Weiterverarbeitung zu Milchprodukten noch zusätzlich. Deshalb ist es umso wichtiger, dass so viel wie möglich von der Milch genutzt wird.

Wie werden Milchreststoffe heutzutage weiterverarbeitet?

Reststoffe aus der Milch werden oft in Biogasanlagen verwertet. Dort bauen Mikroorganismen die Stoffe ab und erzeugen Biogas, das hauptsächlich aus Methan (CH₄) und Kohlendioxid (CO₂) besteht. Das Methan wird verbrannt, um Strom und Wärme zu erzeugen – direkt für die Molkerei oder für das Stromnetz. Das Besondere am Biogas: Die Energie stammt aus Stoffen, die zuvor CO₂ aus der Luft aufgenommen haben. Bei Milch passiert das über das Futter der Kühe. Das CO₂, das die Pflanzen beim Wachsen aufgenommen haben, steckt also in der Milch und den Resten (Bild 8). Beim Verbrennen des Methans gelangt dieses CO₂ wieder in die Luft. Anders als bei Kohle oder Erdöl wird bei Biogas kein altes CO₂ freigesetzt, das Jahrhunderte im Boden gespeichert war. Biogas ist also klimafreundlicher. Dennoch gelangt CO₂ in die Atmosphäre, und zu viel davon schadet der Umwelt. Außerdem gehen die wertvollen Inhaltsstoffe der Milchreste durch den Abbau verloren. Proteine, Zucker und Mineralstoffe bestehen aus vielen verschiedenen chemischen Bausteinen und haben deshalb einen hohen stofflichen Wert. CO₂ und Methan dagegen sind einfache Moleküle – sie liefern Energie, aber man kann daraus keine Lebensmittel oder wertvollen Stoffe herstellen. Ein wirklich nachhaltiger Ansatz wäre, die Nebenströme nicht abzubauen, sondern sie weiter zu nutzen. Forschung und kreative Ideen können dafür sorgen, dass die „Abfälle“ von heute zu wertvollen Rohstoffen von morgen werden. Gleichzeitig kann die Milchindustrie nachhaltiger werden, wenn die einzelnen Produktionsschritte energieärmer und umweltfreundlicher gestaltet werden.

Wie kann eine Molkerei die Produktionsschritte nachhaltiger gestalten?

Ein wichtiger Punkt ist, weniger Energie und Wasser zuverbrauchen. Beim Energieverbrauch lohnt es sich, die Prozesstemperaturen zu prüfen. Viele Arbeitsschritte bei der Käseherstellung werden seit Generationen bei bestimmten Temperaturen durchgeführt. Heute weiß man: In vielen Fällen reichen auch etwas niedrigere Temperaturen – und dabei wird viel Energie gespart (Bild 9A). Da auch das Kühlen Energie erfordert, sollten auch diese Temperaturen hinterfragt werden. Eine weitere wichtige Maßnahme ist es, Wärmeverluste zu vermeiden. Wenn Wärme verloren geht, muss sie wieder zugeführt werden, wofür zusätzliche Energie benötigt wird. Gut isolierte Rohre, Kessel und Maschinen helfen, solche Verluste zu reduzieren (Bild 9A). Außerdem kann Abwärme genutzt werden. Abwärme ist Wärme, die z. B. beim Betrieb von Maschinen entsteht. Da diese Abwärme oft nicht warm genug für viele industrielle Prozesse ist, können Wärmepumpen sie auf eine höhere Temperatur bringen und dadurch nutzbar machen (Bild 9A). Werden Wärmepumpen mit Strom aus erneuerbaren Quellen betrieben, ist das besonders umweltfreundlich. Sehr viel Energie kann eingespart werden, wenn Heizen und Kühlen zusammen betrachtet werden. In der Molkerei wird z. B. kalte Milch erst aufgewärmt und nach der Käseherstellung die warme Molke wieder abgekühlt. Für beide Prozesse wird Energie benötigt. Mit Hilfe einer sogenannten Wärmeschaukel können aber die beiden Prozesse zusammengebracht werden: Hierbei gibt die Molke ihre Wärme an die Milch und kühlt dabei selbst ab, sodass Wärme- und Kälteenergie gespart werden. Beim Wasserverbrauch gibt es ebenfalls Sparmöglichkeiten, zum Beispiel durch die Aufbereitung und Wiederverwendung von Wasser oder durch effizientere Reinigungsprozesse. Wenn die überschüssige Milch in Rohren erst mit einem starken Luftstrom entfernt wird, bleibt weniger Milch in den Rohren, und es wird weniger Wasser für die Reinigung gebraucht (Bild 9B). Doch solche Veränderungen anzuwenden, ist oft aufwendig. Molkereien sind über viele Jahre gewachsen, und die einzelnen Schritte hängen eng zusammen. Schon kleine Veränderungen können große Auswirkungen auf den Gesamtprozess und die Kosten haben sowie Komplikationen verursachen. Dadurch kann der Produktionsablauf schnell gestört werden.

Welche Bestandteile der Milch sind im Käse und welche in der Molke?

Bei der Trennung von Milch in Käsebruch und Molke verteilen sich die Bestandteile ungleich auf zwei Phasen: eine feste und eine flüssige. Die feste Phase, der Käsebruch, entsteht durch eine Vernetzung des Caseins zu einer Art Gerüst. In diesem Netz bleiben große Teile des Milchfetts hängen, ebenso wie ein Teil der Mineralstoffe. Auch die fettlöslichen Vitamine werden dabei überwiegend im Käsebruch eingeschlossen, da sie an das Milchfett gebunden sind. Wie viel Wasser dabei eingeschlossen bleibt, hängt von der weiteren Verarbeitung ab – dadurch entstehen unterschiedliche Käsesorten. Die Molke ist dagegen der flüssige Teil, der aus diesem Netz herausläuft. Sie besteht überwiegend aus Wasser und enthält vor allem die Stoffe, die nicht in das feste Gerüst eingebaut werden können. Dazu gehören insbesondere der Milchzucker (Laktose) sowie die Molkenproteine, die zu klein und zu löslich sind, um im Käsebruch festgehalten zu werden. Auch wasserlösliche Vitamine sowie ein Teil der Mineralstoffe gehen in die Flüssigkeit über. So entstehen aus derselben Milch zwei sehr unterschiedliche Produkte: ein fester, strukturreicher Käse und eine dünnflüssige, aber dennoch nährstoffhaltige Molke.

Wie wird aus Molke ein nachhaltiges Lebensmittel?

Genau daran forschen von 2025 bis 2027 Infinite Roots und das Institut für Biokatalyse – sie nutzen Molke als Nährstoff für Pilzmyzel, das zu einem neuen Lebensmittel weiterverarbeitet wird. Ab 2027 kannst du dieses spannende Thema auf Kniffelix.de entdecken.