Im Streben nach Nachhaltigkeit in der Saftindustrie wird die Rückgewinnung und Wiederverwendung von industriellen Nebenprodukten immer wichtiger. Ein Beispiel dafür ist die Zitrusindustrie, in der Lösungen von JBT bei der Umwandlung von Zitrusabfällen in wertvolle Nebenprodukte eine Vorreiterrolle spielen. Dieser Weg der Umwandlung von "Abfall in Wert" bietet nicht nur finanzielle Vorteile, sondern trägt auch wesentlich zum Umweltschutz bei.

Ökonomie und Ökologie der Verwertung von Zitrusnebenerzeugnissen

Jüngste Studien der Abteilung für Chemieingenieurwesen an der Polytechnischen Schule der Universität São Paulo und des Zentrums für Nachhaltigkeit und geringen Kohlenstoffausstoß am Institut für technologische Forschung in São Paulo haben die finanziellen Einnahmen mit den Umweltauswirkungen verschiedener industrieller Prozesse verglichen, die durch die Rückgewinnung von Nebenprodukten aus Abfällen der Zitrusfrüchteverarbeitung einen Mehrwert schaffen. Die folgende Grafik aus dem Artikel Die Modellierung und Simulation von Abfallverwertungsprozessen in der Orangensaftindustrie schätzt die jährlichen Einnahmen, die mit verschiedenen Nebenprodukten erzielt werden, sowie deren ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen auf die Produktion.

die jährlichen Einnahmen, die mit verschiedenen Nebenprodukten erzielt werden

Die Ergebnisse zeigen, dass die Pektinrückgewinnung den höchsten wirtschaftlichen Ertrag, aber auch die größten Auswirkungen auf die Umwelt bringt. Die Rückgewinnung von d-Limonen weist jedoch ein optimales Gleichgewicht auf, da es unter den fünf analysierten Nebenprodukten den zweithöchsten Ertrag und die geringsten Umweltauswirkungen aufweist.

Rückstände aus der Verarbeitung von Zitrusfrüchten machen bis zu 50-60 % der Fruchtmasse aus. Dabei handelt es sich um eine feste Fraktion mit hohem Feuchtigkeitsgehalt, die wiederum verarbeitet werden muss, um wertvolle Nebenprodukte für bestehende Märkte zu gewinnen. Es gibt zwar verschiedene Methoden zur Verarbeitung von Zitrusabfällen und zur Erzeugung gewinnbringender Nebenprodukte, aber wie jeder industrielle Prozess haben diese Methoden unweigerlich Auswirkungen auf die Umwelt.

JBT verfügt über das nötige Fachwissen und die Erfahrung, um die mit der Verwertung von Zitrusnebenprodukten verbundenen Herausforderungen zu meistern und dabei die Umwelt möglichst wenig zu belasten. Dieser Ansatz maximiert nicht nur die Ressourcennutzung, sondern steht auch im Einklang mit nachhaltigen Praktiken im Umgang mit Zitrusabfällen.

D-Limonen aus Presselikör

D-Limonen ist eine duftende Verbindung, die im ätherischen Öl von Zitrusschalen vorkommt, insbesondere in der Flavedo-Schicht (Schale), wo sich die Ölsäcke befinden. d-Limonen macht den Großteil der ätherischen Öle von Zitrusschalen aus. Sein angenehmer Zitrusduft wird in Reinigungsmitteln, Parfüms und als Aromastoff in Lebensmitteln und Getränken verwendet. Zur Gewinnung von d-Limonen verwendet JBT ein Flash-Destillationssystem, READYGo™ d-LIMONENE, das speziell für diesen Zweck entwickelt wurde.

READYGo™ d-Limonene 100 GPM (links) und READYGo™ d-Limonene 33 GPM (rechts).

READYGo™ d-LIMONENE 100 GPM (links) und READYGo™ d-LIMONENE 33 GPM (rechts).

Im READYGo™ d-LIMONENE System wird die Pressflüssigkeit von Zitrusschalen, ein ölhaltiger Strom, der bei der Verarbeitung von Zitrusschalen mit Hilfe der JBT-Technologie gewonnen wird, zusammen mit anderen ölhaltigen Strömen aus der Zitrusverarbeitung zur Abtrennung des d-Limonen verwendet. Die verschiedenen Ströme werden dann mit Dampf erhitzt, wodurch der Ölstrom in Öltröpfchen und Wassertröpfchen zerfällt. Die Öltröpfchen, die d-Limonen enthalten, werden dann in einem Flash-Destillationsverfahren aus dem Wasser destilliert. Dieser Dampf wird kondensiert und als reines d-Limonen gesammelt, das für verschiedene Anwendungen zur Verfügung steht.

Dekantierbehälter für Wasser und d-Limonen und reines d-Limonen

Dekantierbehälter für Wasser und d-Limonen (links) Gesammeltes d-Limonen (rechts)

Eine Weiterentwicklung dieses Prozesses, die darauf abzielt, die Treibhausgasemissionen von Erdgasbrennern zu vermeiden, besteht in der Verwendung von Elektrodampfkesseln, die in zunehmendem Maße in industriellem Maßstab verfügbar sind. In Kombination mit photovoltaischen Solarzellen kann so ein Null-Emissionsziel erreicht und die ökologische Nachhaltigkeit verbessert werden.

Getrocknete Pektinschalen und Pektinrückgewinnung

Pektin ist ein wichtiger Bestandteil in der Lebensmittelindustrie und dient als Geliermittel, Trübungsstabilisator und Verdickungsmittel in Konfitüren, Gelees, Babynahrung, Säften, Getränken, Joghurt und vielen anderen Produkten. JBT hat den Wert von Pektin und seinen Reichtum an Zitrusschalen erkannt und bietet getrocknete Pektinschalenlösungen an, um es zu extrahieren.

Der Prozess beginnt mit dem Waschen der Zitrusschalen im Gegenstromverfahren, um den Zucker zu entfernen (Diffusion löslicher Feststoffe aus der Schale in Wasser bei kontrollierter Temperatur). Dieser Prozess wird durch den Einsatz von Waschtanks, Rotationsfiltern und Schneckenpressen erreicht. Nach den Waschvorgängen werden die Schalen in einem Rotationstrockner bei niedrigerer Temperatur getrocknet, um die Pektinqualität zu erhalten. Unmittelbar nach dem Trockner folgen eine Kühlhaspel und eine Ballenpresse zur Herstellung von Säcken mit getrockneten Pektinschalen.

Zitrone getrocknete Pektinschalenflocken

Getrocknete Zitronenschalen Pektinflocken

Diese pektinreichen Flocken können zu handelsüblichem Pektin weiterverarbeitet werden, einem Produkt, das in der Lebensmittelindustrie sehr gefragt ist. Diese innovative und nachhaltige Lösung senkt die Entsorgungskosten, trägt zu einer Kreislaufwirtschaft in der Zitrusindustrie bei und eröffnet den Verarbeitern eine lukrative Einnahmequelle.

Das Wasser, das zum Waschen der Schalen verwendet wird, enthält natürliche Zucker, die extrahiert werden können, um einen weiteren Rückgewinnungsstrom zu erzeugen. Dieses Wasser wird in den TASTE-Verdampfer von JBT geleitet, um diese Zucker als konzentriertes Produkt - natürliche Fruchtzucker - zu gewinnen und stellt eine Alternative zur Abwasserbehandlung dar. Dank des eingebauten ARS (Aroma Recovery System), das in den TASTE-Verdampfer von JBT integriert ist, können die Ölphase und jede Aromawasserphase auch unabhängig voneinander zurückgewonnen und auf dem Nebenproduktmarkt verkauft werden.

Futtermittelmühle (Schälentrocknung - Pellets)

Eine der größten Herausforderungen bei Zitrusfruchtabfällen ist ihr hoher Feuchtigkeitsgehalt, der das Gewicht erhöht, den Transport kostspielig macht und die Weiterverarbeitung erschwert. Die Lösung von JBT für die Futtermittelindustrie geht dieses Problem direkt an. Sie nutzt ein effizientes Trocknungs- und Pelletierungsverfahren, das nasse Schalenabfälle in ein wertvolles Nebenprodukt verwandelt - eine reichhaltige Nahrungsquelle für Tierfutter oder eine Basis für die Pektinextraktion.

Der Prozess beginnt mit der Zugabe von Kalk (Kalziumhydroxid) zu den Schalen in einer Förderschnecke, die die Schalen für die weitere Verarbeitung vorbereitet. Die gemischte gekalkte Schale wird in einer Hammermühle zerkleinert, um eine homogene Partikelgröße zu erhalten, was dem Trocknungsschritt zugute kommt. Nach einer Mindestverweilzeit, in der die Pektinketten aufgebrochen werden, wird die gekalkte, zerkleinerte Schale mit Hilfe von Schneckenpressen gepresst, um ihren anfänglich hohen Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren, so dass sie zu einer Schale mit geringerem Wassergehalt" oder einem Presskuchen wird. Die Schneckenpressen trennen die feste Fraktion (Presskuchen) von der flüssigen Fraktion (Pressflüssigkeit).

Nach der Extraktion der flüssigen Fraktion kann die (Press-)Flotte je nach dem gewünschten Produkt in eine von zwei Optionen geleitet werden:

  1. Bei der ersten Option kann die Lauge direkt für die Herstellung von trüben Produkten verwendet werden, eine Zutat, die häufig in Fruchtsaftgetränken verwendet wird, um die Trübung zu stabilisieren. Bei diesem Verfahren muss die Schale ohne Zugabe von Kalk verarbeitet werden, sondern erfordert im Gegenteil die Zugabe spezifischer Enzyme und möglicherweise eine pH-Korrektur durch Zugabe von Säure wie Vitamin C (Ascorbinsäure). Die Laugenextraktion erfolgt entweder durch Waschen der Schalen im Gegenstrom mit heißem Wasser und Enzymdosierung (Diffusion) oder durch Mischen von Schale, heißem Wasser und Enzym in einem Tank. Nach der erforderlichen Verweilzeit des Enzyms wird die Lauge je nach endgültiger Rezeptur entpulpt, pasteurisiert, entbittert und in einem JBT TASTE-Verdampfer konzentriert, um ein trübes Konzentrat oder ein so genanntes trübes Konzentrat aus der Schale herzustellen.
  2. Bei der zweiten Option wird die Flotte in einem Abwärmeverdampfer (WHE) konzentriert, einem entscheidenden Schritt, bei dem der Schale Energie in Form von Wasserdampf entzogen und für die Verdampfung der Flotte genutzt wird. Die daraus resultierende konzentrierte Melasse wird dem Presskuchen vor der abschließenden Trocknung wieder zugeführt, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt der Schale reduziert und die Energieeffizienz des Trockners verbessert wird. Die Melasse liefert außerdem zusätzliche lösliche Feststoffe (Zucker) in den getrockneten Schalen, die Rinder als sehr schmackhaft empfinden.

Der Presskuchen, die feste Fraktion aus der Pressung, wird zusammen mit der konzentrierten Melasse in einen rotierenden Trommeltrockner gegeben. Ein erhitzter Luftstrom verdampft den verbleibenden Wassergehalt, verringert das Volumen der Schale und hinterlässt einen trockenen Brei. Diese getrocknete Pulpe gelangt dann in eine Pelletieranlage, wo sie zu Pellets gepresst wird, die sich leichter handhaben und transportieren lassen.

Die daraus resultierenden getrockneten, pelletierten Zitrusabfälle haben nicht nur einen hohen Nährwert als Tierfutter, sondern reduzieren auch die Kosten und Auswirkungen der Abfallentsorgung erheblich.

Getrocknete Orangenschalen-Pellets

Getrocknete Orangenschalenpellets

Eine nachhaltige Zukunft für die Verarbeitung von Zitrusrückständen

Da die Notwendigkeit nachhaltiger industrieller Praktiken immer deutlicher wird, sind die innovativen Fortschritte, die JBT Solutions im Bereich der Rückgewinnung von Zitrusnebenprodukten gemacht hat, nicht nur ein Beweis für den technologischen Fortschritt, sondern auch ein Hoffnungsschimmer für die Umweltverantwortung. Dieser Weg von Zitrusabfällen zu wertvollen Nebenprodukten ist ein klarer Beweis dafür, wie industrieller Einfallsreichtum mit ökologischer Verantwortung in Einklang gebracht werden kann. Indem JBT Solutions das, was einst als Abfall betrachtet wurde, in wirtschaftlich rentable und umweltfreundliche Produkte umwandelt, schafft das Unternehmen einen Präzedenzfall, dem andere Branchen folgen können.

Die Auswirkungen dieser Fortschritte gehen weit über die Zitrusindustrie hinaus. Sie dienen als Blaupause dafür, wie Unternehmen Herausforderungen in Chancen verwandeln und eine Kreislaufwirtschaft fördern können, in der jedes Nebenprodukt eine Ressource ist, die darauf wartet, genutzt zu werden. Dieser Ansatz mildert nicht nur die Umweltauswirkungen, sondern eröffnet auch neue Einnahmequellen und beweist, dass wirtschaftlicher Wohlstand und ökologische Nachhaltigkeit nebeneinander bestehen können. Während sich Industrien auf der ganzen Welt mit den Anforderungen einer nachhaltigen Entwicklung auseinandersetzen, bietet die Arbeit von JBT Solutions wertvolle Lektionen in Sachen Innovation, Effizienz und Umweltbewusstsein. Die Zukunft der industriellen Verarbeitung liegt zweifelsohne in solchen nachhaltigen Praktiken, die unseren Planeten respektieren und erhalten und gleichzeitig das Wirtschaftswachstum fördern.

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