Zuivel van de toekomst: optimaal en duurzaam – Najaarssymposium 2015

Verslag: Willem van Middendorp

In huis bij MBO Lifesciences Leeuwarden

In de collegezaal van VHL en MBO Lifesciences gezamenlijk werd op donderdag 15 oktober 2015 een vijftigtal deelnemers welkom geheten. Dagvoorzitter annex bestuursvoorzitter Marjoleine Bartels-Arntz verheugde zich erover, dat zo’n plezierig aantal de weg naar Leeuwarden gevonden had.

De gastheer van de dag Peet Ferwerda (directeur van MBO Life Sciences) introduceerde met groot enthousiasme zijn opleidingen. MBO Lifesciences is voortgekomen uit AOC Nordwincollege (vh Sûvelskoalle - Bolsward) en het ROC Frieslandcollege (vh de laboratoriumopleiding). De opleidingen kunnen worden gekenschetst met de woorden: food - laboratorium – milieu – procestechniek – water.

De BOL(dagschool)-instroom is gegroeid van 70 studenten in 2011 naar 180 in 2015. In totaal kent de opleiding nu 472 BOL -lers. Daarnaast is er het BBL met 198 cursisten. De BBL begint wat te verschuiven naar maatwerk-trajecten binnen de bedrijven.

Samenwerking is er met het HBO LS&T (NHL en VHL) in ondermeer de Dutch Dairy Chain, de Watercampus en Zuivelopleidingen Nederland en ook nog in CIV Food Noord en CIV Water (CIV staat voor Centrum voor Innovatief Vakmanschap).

Afrondend zag Dhr. Ferwerda ook nog de kans schoon om in dit gremium een oproep te doen voor Levensmiddelentechnologiedocenten. Daar is grote behoefte aan, zo gaf hij aan. De vergadering reageerde alert. Prompt werd hem - vanuit Wageningen – een aanbod voor nader contact gedaan.

Meer informatie over de opleidingen: www.mbolifesciences.nl

Innovaties in de zuivelketen

Peter de Jong PhD, HBO lector Zuivelprocestechnologie benoemde de ‘volgende innovaties in de zuivelketen’. Met een prachtige foto van Willem Pieter de Jong (1864-1953) handmelkend onder een zwartbonte koe gaf hij zijn ‘roots’ weer. Meestal is duurzaamheid de invalshoek om te komen tot innovatie, zo gaf hij aan. Dat verschuift tegenwoordig wat naar een ander zorgpunt te weten ‘de melkprijs’. ‘Melkprijs’ behoort naast ‘Fosfaat’ en ‘Topkuil’ tot de populaire zoektermen op de website Melkvee.nl. Dat levert dan berichten op als ‘Voorzichtige melkprijsstijging in Duitsland’, ‘Toename faillissementen in melkveehouderij’, ‘Wintertoeslag vooruit’,’DOC melkprijs ongewijzigd’, en ‘Rabobank: melkprijs bereikt bodem’.

Zo langzamerhand verschuift de aandacht naar de meerwaarde van de melk. In een vergelijking van een liter Cola met een liter Melk zet De Jong naast elkaar: Grondstofkosten (Cola € 0,10 en Melk € 0,30), Productiekosten

(incl. marketing) (Cola € 0,01 en Melk € 0,02), Voedingswaarde (Cola – en Melk ++++). Wat als verkoopprijs oplevert: Cola €1,50 en Melk € 0,90.

Met een grafiek van de wereldbevolkingsgroei (1,1% per jaar met in 2010 6,9 miljard naar 9,3 miljard in 2050) illustreert hij dat de wereld zuivel nodig heeft.

De kernboodschap is dan ook, dat er meer waarde uit melk kan komen. Weliswaar ligt de wereldmarktprijs voor 1 kg melk 25% lager dan de kostprijs in Nederland. Nederland kan dan ook alleen concurreren op kwaliteit en duurzaamheid. Optimalisatie van de keten is onvoldoende. Innovatie is nodig!

Het klimaat hiervoor is goed in Nederland. Ons land kent een Topkennisinfrastructuur met NIZO, WUR, Dairy Campus, CRV en VHL, Daarnaast heeft 50% van de koeien in de wereld hun oorsprong in Nederland en zit het in de top-5 van de grootste zuivelbedrijven ter wereld. En dan is het ook nog marktleider in melkrobots.

Daar wil De Jong met zijn VHL-lector-taak in het Applied Research Centre on Food & Dairy in Leeuwarden-Velp graag een steentje aan bijdragen. Daarnaast zijn er overigens o.m. de lectoraten ‘Food/Dairy Health & Safety’, ‘Food/Dairy Physics’ en ‘Dairy farming’.

Op het terrein van de ‘Dairy Process technology’ strekt de expertise zich uit tot ‘Mild processing/preservation’, ‘Separation technology’, ‘Product-driven process design’ en ‘Computer simulation’.

Het lectoraat beoogt breed samen te werken met industrie, overheid, ngo’s, universiteiten, onderzoeksinstituten en kennisgroepen.

Dit levert nuttige onderzoeksprojecten op het gebied van de kaasbereiding, de microfiltratie, kleinschalige fermentatieprocessen en processimulaties voor opleidingen en onderzoek.

Enkele specifieke innovaties in de zuivelketen lichtte dhr. de Jong nog nader toe:

1. Rauwe melk als medicijn. Met als hypothese dat rauwe melk verminderde allergiereacties met zich mee brengt, wordt gepoogd bacterievrije rauwe melk te bereiden. Bijkomend punt is, dat rauwe melk een breder smaakspectrum heeft. Met een alternatieve warmtebehandeling (hitteschok < 1 seconde 50-90-50 ^oC) is het resultaat: factor 4 minder denaturatie van immuunglobulines, alk. fosfatase negatief en smaakdifferentiatie mogelijk.

Willem Postma wil weten of dit resultaat ook bij hogedrukpasteurisatie kan worden bereikt. De Jong antwoordt dat daar toch wel smaakinvloed is en dat het een veel duurder proces is.

2. Draaiende microzeven. Het probleem bij microzeven is, dat er sprake is van gaatjesgroottevariatie en de ‘vervuiling’. Door toepassing van de draaiende microzeef kunnen 100x hogere fluxen worden bereikt, is er sprake van minder vervuiling en een meer compact geheel. Het draaien bewerkstelligt een afschuifspanning op het filter plus een soort stofzuigereffect boven het filter. De toepassing zit in het mild pasteuriseren en bij de standaardisatie van kaasmelk.
3. Industriële chromatografie. Het principe is, dat Liganden (antilichamen die specifieke stoffen (eiwitten) binden) op een vaste matrix zitten en de doelstoffen binden, waarna de af te scheiden stoffen kunnen uitspoelen. De uitdaging zit er in om de Liganden te handhaven en een goede reinigingsmethode te ontwikkelen. Toepassingen zitten in het zuiveren van eiwitfracties en het ontkleuren.
4. Big data. Dit behelst de analyse van massale hoeveelheden gegevens met het doel daar specifieke kennis uit te halen. Als voorbeeld noemt De Jong het onderzoek van Marc Vissers uit 2007 in de rauwe melk-gegevens van Qlip. Doel was de hoeveelheid sporen in rauwe melk gerelateerd aan boerderijprocessen te beheersen en verminderen. Het resultaat was een lijst met praktische maatregelen op volgorde van impact op de rauwe melkkwaliteit. Een ander voorbeeld betreft de spreiding in vochtgehalte in de kaas. Big data-onderzoek in 2015 leverde op, dat dit vooral bij de wrongelbereiding bleek te liggen.
5. Computergestuurde fabriek. Er wordt gewerkt aan een nieuwe pilot bij VHL bestuurd door computermodellen en inline-sensoren. Vooralsnog bedoeld voor onderzoek en onderwijs.

Concluderend zegt De Jong dat efficiëntere processen qua energie maximaal 1 eurocent aan winst opleveren. De grootste winst is te behalen met superieure kwaliteit en reductie van grondstofverliezen. Te denken valt daarbij aan: hogere functionaliteit van eiwitten, gegarandeerde veiligheid, gezondere samenstelling/functionaliteit en valorisatie van eiwitten.

Duurzame bedrijfsvoering op de boerderij

Jan Willem Straatsma is planoloog en pas later in de georganiseerde landbouw (LTO) terecht gekomen. Hij werkt sinds 2006 bij Friesland Campina als ‘Sustainability Officer’. Hij is zeer nauw betrokken bij het project Circulaire Economie in de Zuivelsector en citeert met instemming zijn leidinggevende Frank van Ooijen die poneerde: “Circularity at the farm level in soil, pasture and manure/minerals, is an opportunity to secure the longer-term continuity of the dairy sector in The Netherlands (and its outstanding international reputation)”.

De Circulaire Zuivel maakt deel uit van Nederland Circulaire Hotspot en is nader te duiden via www.nederlandcirculairehotspot.nl/circulairehotspot.html

Uitgangspunt is een typisch Nederlands melkveehouderijbedrijf. Kenmerken: familiebedrijf, meergeneraties, gemiddeld 87 koeien, weidegang en mineralenboekhouding, gemiddelde melkleverantie 670.000 kg per jaar, geïnvesteerd kapitaal € 3 mln., melkopbrengst jaarlijks € 300.000 en een netto inkomen € 30.000, - per jaar.

De meest prangende duurzaamheidaspecten op de boerderij zijn: 1. De broeikasgasemissie, 2. Dierenwelzijn, 3. Duurzame sojagrondstof, 4. Mineralenbalans (mest), 5. Ammoniak.

Daarbij hebben duurzaam voer, ammoniak, fosfaat, stikstof en de invloed daarvan op grond-, grasland- en waterkwaliteit alles van doen met biodiversiteit. Andere invloedsfactoren - die het framework van biodiversiteitacties vormen - zijn: energie (CO₂), landschap (grazende koeien, natuurbeheer) en licht&geluid (emissie).

Straatsma legt in het midden, dat – wanneer de coöperatieve fondsen herverdeeld worden – er een inkomensverschil per boer zal ontstaan van € 10.000, - (- 4.275 euro bij stalhuisvesting en minimale duurzaamheidbenadering en + 5.725 euro bij weidegang en maximale duurzaamheidbenadering).

De koe bezet een bijzondere plek wat betreft voederbenutting. Het gaat hierbij om een opmerkelijke omzetting … van Gras naar Zuivelvoeding. Een voor de mens niet verteerbaar product wordt omgezet in een hoogwaardige voeding. Iets meer concreet geeft Straatsma aan, dat het gaat om een voersamenstelling van 50% gras, 30% maïs en 20% krachtvoer. Dat krachtvoer bestaat goeddeels uit gerecyclede reststoffen uit de voedingsindustrie zoals sojaschroot, bierbostel, aardappelvezels, suikerbietenpulp, citruspulp etc.

De melkveehouderijsector staat nu voor de vraag wat nu de volgende fase is in het creëren van toegevoegde waarde. De variant van vlees, huiden, leer is al behoorlijk in beeld. Met mest is nog een forse slag te maken.

Sinds 1 januari 2015 is de Kringloopwijzer van kracht. Bedrijven met een fosfaatoverschot (ca. 60% van het totaal aantal melkveehouderijbedrijven) zijn verplicht hier aan mee te doen. De Kringloopwijzer is een managementtool om op het eigen bedrijf mineralen te recyclen.

In de sector Food & Agribusiness heeft FrieslandCampina in Wageningen de casus Mest: de Groene Motor. Het gaat hierbij om het verwaarden van rundveemest met als doel: de kringloop van diervoeding tot aan gerecyclede grondstoffen uit koemest te sluiten. Dit is een samenwerkingsproject van vijf bedrijven en veel partners in het Dutch Biorefinery Cluster (DBC).

In de omgeving van Heerenveen is met 200 veehouders een project gestart om nieuwe technologieën (mestvoorbehandeling, mineralen eruit halen, biomassaconversie, efficiëntere procesketen) te beproeven in een geïntegreerd systeem.

Willem Postma meldt als waarneming vanuit zijn eigen woonomgeving, dat de weilanden waar hij op uitziet vijfmaal per jaar gemaaid worden en telkens met injecteurs bemest. Daar is geen weidevogel meer en zal het grondleven ook niet goed zijn.

Jan Willem Straatsma merkt op, dat de nieuwe aanpak hier juist verandering in moet aanbrengen. Hij stelt zelfs, dat integrale duurzaamheid juist tot gelding kan komen in de grootschalige melkveehouderij.

André Mulder – zelf boer – constateert dat vanwege de benodigde extra arbeid bij weidegang toch veelal gekozen wordt voor de koeien op stal. Hij is van mening, dat er in het landbouwonderwijs een flinke slag gemaakt zou kunnen worden m.b.t. de overdracht van de oude boerenpraktijkkennis zoals de gewaskennis.

Mulder zegt vervolgens dat een vermindering van de melkveestapel in Nederland met 10% al veel zou oplossen.

Volgens Straatsma reageert, dat harder sturen op grondgebondenheid en mest zodanig verwerken dat dat niet ten koste gaat van de biodiversiteit, een goede bijdrage levert.

De groenste kaasmakerij

Peter Schurink projectleider bij CONO Kaasmakers in het UNESCO Werelderfgoed ‘de Beemster’ geeft een inkijkje bij De ‘Nieuwe’ Tijd. Weliswaar niet dan nadat hij missie en visie van CONO geciteerd heeft:

Missie: Een eerlijke melkprijs uitbetalen aan onze leden melkveehouders. Met echte aandacht voor natuur en milieu maken we op onze eigen ambachtelijke wijze de lekkerste kaas.

Visie: Smaakvolle en eerlijke producten genieten de voorkeur van onze bewuste klanten en consumenten. Daarom strijden wij tegen smaakvervlakking, zijn we toonaangevend op het gebied van maatschappelijk verantwoord ondernemen en gaan wij voor een eerlijke marge in de keten.

Inspelend op de voorgaande spreker zegt Schurink, dat marketingkosten onderdeel uitmaken van de proceskosten. De verdiensten komen van ‘be good and tell it’, aldus Schurink.

CONO Kaasmakers heeft 171 fte medewerkers en 475 leden melkveehouders. Sinds 2001: Hofleverancier, Sinds 2002: Weidegang, Sinds 2008: Caring Dairy (zie verslag Voorjaarssymposium 2009), Sinds november 2014: Geopende nieuwe kaasmakerij.

Uitgangspunt was en is: traditioneel kaasmaken met ambachtelijke elementen zoals open draineerbakken & wrongel roeren met de hand, een grote rol voor ‘het oog van de kaasmeester’, de geschiedenis telt mee (van generatie op generatie), de unieke smaak & smedigheid van Beemsterkaas en de natuurlijke rijping op houten planken.

Kortom: de slowfood manier oftewel smaak vergt tijd.

De bouw van de nieuwe kaasmakerij had als extra uitdaging, dat deze ingepast moest worden in het landschap van het Werelderfgoed De Beemster. Dit leidde mede ertoe, dat gekozen werd voor duurzaam coöperatief bouwen. Samen met duurzaamheidsorganisaties en NGO’s werden de mogelijkheden onderzocht. In de ontwerpfase was er overleg met het regiobestuur en de rijksdienst cultureel erfgoed/Unesco. Ook was er regelmatig afstemming met de Beemster buren. Voor commitment tussen de bouwpartners en om van elkaar te leren werden ronde tafel discussies georganiseerd. Datzelfde vond plaats rondom onderwerpen als ‘beschikbare restenergie uitwisselen’ en ‘besparingspotentieel bepalen’.

Daar kwam de keuze uit voort van een verdiepte bouw (m.n. de kaasopslag van 50 x 50 m) met grote glaswanden rond het productiegebouw. De verhouding 1:3 van de polder werd meegenomen in het ontwerp.

Hoofdpijlers voor de bouw waren:

• Ontwerp, Constructief en Bouwkundig
• Waterbesparing & Hergebruik
• Energiebesparing & Hergebruik

Begonnen werd met een zgn. kaasstolp analyse: wat komt erin en wat gaat eruit.

In de ontwerp-pijler kwamen aspecten aan de orde als: geen onderhoud aan wanden, bubbledeck betonvloeren, kantoren op de noordoostkant, natuurlijk geventileerde spouw, geïsoleerde sandwichpanelen, HR++ - en getinte beglazing, warmteterugwinning bij luchtbehandeling, geïsoleerde leidingen etc.

In de waterbesparingpijler was er aandacht voor het beperken van verliezen (product, water, etc.), het toepassen van omgekeerde osmose voor het concentreren van wei, waarbij het permeaat wordt ‘gepolished’ en dan inzetbaar is als proceswater (in de CIP sets inclusief het flushen (spoelen) en om voor te koelen (energiebesparing in de roompasteur 183 kW ijswater/uur).

Onder de energiebesparingpijler kwam de warmte en koude accu (vanuit de accutank kan de weilijn voorgekoeld worden (besparing 24.322 kW ijswater/dag) en de kaasmelkpasteur worden voorverwarmd (besparing 43.688 kg stoom per dag), toepassing van ECO centrifuges (besparing t.o.v. conventioneel > 50%), toepassing hoogrendement LKH-pompen (elektromotoren met frequentieregeling), inzet van platenwarmtewisselaars met Hibernationfunctie (na 5 minuten ongebruikt automatisch in watercirculatie), hoogrendement koudeopwekking (met 1kW elektriciteit wordt 6 kW koude opgewekt), hoogrendement luchtbehandeling (sterke ontvochtiging van een deelstroom, waardoor de grote hoofdstroom zonder ‘behandeling’ kan blijven en verder interne warmtepompen en kruisstroomwisselaars), start/stop-regeling (de logistieke systemen (kaasmakerij, pekellokaal en kaasbehandeling) zijn uitgerust met ‘start/stop’-functie: op basis van geen beweging en/of geen vraag).

Het resultaat van de reducties t.o.v. de oudbouw mag er wezen: water: 75%, elektriciteit & gas 25% en afvalwater: 47%.

Een vraagsteller vraagt of er al gewerkt wordt met kaascoating zonder plastic. Het antwoord is dat hiervoor nog niet is gekozen.

Voedsel microtechnologie en zuivel

Karin Schroën (& the FMT team) van Wageningen UR leidde de aanwezigen tenslotte in in de wereld van de micrometers. Haar stelling is: “om echt naar kwaliteit te kijken moet je naar het micrometerniveau’. Dat geldt altijd, ook wanneer je uiteindelijk uitkomt op m³/uur.

Ze beschouwt als voorbeelden de aspecten fractioneren/concentreren en structuurvorming (emulsies, schuimen, capsules etc.)

Melkfractionering leidt tot langere houdbaarheid (‘increased shelflife’), ‘versere’producten (koude sterilisatie), minder transportkosten, beter gedefinieerd uitgangsmateriaal en nieuwe producten.

Karin Schroën geeft aan, dat het verrassenderwijs soms nog werkt ook. Als voorbeelden noemt ze de Koude sterilisatie, Melkvet scheiden van melk, Concentreren van caseïne en Winnen van wei eiwit uit wei. Echter…. algehele fractionering is niet bereikbaar.

Stromingssnelheid en Verschillen in deeltjesgrootte in melk zijn medebepalende factoren bij een door afschuifkrachten geïnduceerde diffusie. In de microbuis kan dit leiden tot concentratie van kleine deeltjes aan de rand (het membraan) en het daar juist vandaan blijven van de grotere deeltjes. Dit is gunstig in relatie tot vervuiling van de membranen. Een mogelijkheid zou zelfs kunnen zijn, dat fractionering met grote(re) poriën gedaan kan worden.

Wat betreft het maken van emulsies zijn hogedrukhomogenisatoren, rotor-stator-systemen en ultrageluidbehandelingen de ‘normale’ mechanische methoden. Tot de ‘micro’mechanische methoden behoren membraan- en microbuis-emulsiebereiding.

Algemeen geldt dat de energie-input bij emulsiebereiding aanmerkelijk is. Van belang is goed te weten wat de eigenschappen van het product moeten zijn, wat betreft volumefractie in de gedispergeerde fase, de deeltjesgrootteverdeling, voorspelbaarheid van de deeltjesgrootte, dynamica van de oppervlakte actieve stoffen en de coalescentie dynamica.

Om dit beter te kunnen bestuderen wordt hexadecaan in water als model gebruikt. Met als idee dat het gedrag van andere stoffen daarmee voorspeld kan worden.

Als praktisch voorbeeld noemt Mevr. Schroën de coalescentie in een centrifugaal veld. Oliedruppels coalesceren afhankelijk van de concentratie.

Rondleiding en afsluitende Borrel in de schoolkroeg

In kleine groepen werd ter afsluiting een bezoek gebracht aan de schoollaboratoria en de apparatenhal.

Na afloop daarvan werd door menigeen nog een drankje genuttigd in het café van studentenvereniging Osiris.

Het voorjaarssymposium van 2016 zal plaatsvinden in sportcentrum Papendal bij Arnhem.

Datum: dinsdag 7 april 2016.

Verslag: Willem van Middendorp