Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Effektivare utnyttjande av energi och kapital på mjölkgården genom integrerad mjölkkylning och bostadsuppvärmning

Status: Avslutat
Projektnummer: H0940300
Kategori: Research program | Bioenergy
Ansökningsår: 2009
Datum för slutrapport: 11 september 2012
Huvudsökande: Ola Pettersson
Organisation: Institutet för Jordbruks- och miljöteknik - JTI
E-postadress: ola.pettersson@jti.se
Telefon: 010-516 69 47
Beviljade medel: 550 000 SEK

Sammanfattning av slutrapport
Denna rapport beskriver alternativa användningsområden för spillvärmen från en mjölkkylutrustning, som alternativ till att fläkta bort energin.
Det är alltid lönsamt att sänka temperaturen i mjölken så mycket som möjligt genom förkylning av mjölken före mjölktanken eftersom det spar både elenergi och gör att mindre kyleffekt krävs.
Kylningen av mjölken avger tillräckligt med energi för att klara djurstallets behov av uppvärmning av till exempel personalrum och andra varma avdelningar, samt räcker även till att förvärma tappvarmvatten i alla studerade gårdsstorlekar.
Det krävs 1 500 m3 mjölk per år för att klara hela årsbehovet av energi för värme och varmvatten för en medelbostad i Sverige. Det krävs mera mjölk om bostaden är äldre, större eller ligger i norra Sverige.
Förlusterna i värmekulverten till bostadshuset är inte försumbara och måste finnas med i bedömningen av om det är lönsamt att utnyttja överskottsvärme från kyl¬maskinen till värme och varmvatten i bostaden.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Föreliggande rapport tar upp frågan hur överskottsvärme, som bildas vid en mjölkkylanläggning på ett lantbruk, kan tillvaratas på effektivast vis.

Tidigare genomförda undersökningar har visat att energianvändningen i mjölk¬produktionen uppskattats till mellan 0,125 och 0,33 kWh/kg mjölk på svenska mjölk¬¬företag. Den angivna energimängden avser energi som förbrukas inom gården. Energi för till exempel skörd och utkörning av gödsel till fält är ej inklu¬derad. Energianvändningen resulterar ofta i en energiomvandling där det produ¬ceras en stor mängd lågtempererad spillvärme. Denna lågtempererade spillvärme är i många fall svår att både fånga upp och att finna avsättning för.
Vid mjölkkylning skall man i första hand beakta att via en effektiv så kallad förkylning av mjölken kan man undvika att så mycket förluster skapas genom att kylkompressorn behöver arbeta mindre. Ett relativt enkelt sätt är att förkyla mjölken genom att låta den möta inkommande kallt vatten i en värmeväxlare. Vid god tillgång till kallt vatten kan mjölkens temperatur sänkas avsevärt.
Fördelen är att kylkompressorn används mindre vilket sparar elenergi och att temperaturen i kyltanken inte varierar lika mycket vilket är positivt för mjölkkvalitén. Temperaturhöjningen som uppkommer i det ingående kallvattnet kan utnyttjas på flera vis. Ett sätt är att förvärma dricksvattnet till korna. Sådana system fungerar bra då dricksvattenförbrukning och mjölkproduktion håller rimligt konstanta flöden till exempel vid robotmjölksystem.
En vanlig metod för att återvinna värme från kylkompressorerna är att förvärma vattnet i varmvattenberedarna som ger varmvatten till disk etc. Då kan man ta vara på överskottsvärmen från kylkompressorerna som är kopplade till mjölktankarna, vilket ger temperaturer upp till 50 °C på varma sidan när kompressorn går. För att säkerställa god vattenkvalitet krävs att vattnet håller minst 65 °C och vid diskning av mjölkanläggning krävs minst 80 °C. Detta gör att man måste tillföra ytterligare värmeenergi för uppvärmning av varmvattnet. Beräkningar visar att med 50 kor finns ett överskott på ca 12 000 kWh/år som fläktas bort. Detta överskott kan minskas till hälften (5 300 kWh) om man förkyler mjölk till ca 18 °C med hjälp av till exempel ingående vatten. Vid en väl dimensionerad förkylningsutrustning kan mjölken kylas ner betydligt lägre än så vilket också sänker förlusterna ytterligare.
Om inte avståndet är för långt mellan privata bostaden och kylmaskinen är det möjligt att använda det lågtempererade vattnet (ca 50 °C) i bostaden till tapp¬varmvatten och uppvärmning.
Resultatet från denna studie visar att det krävs 1 500 m3 mjölk per år vilket motsvarar ca 160 kor (9200 kg/ko, år) för att klara både uppvärmning och förvärmning av varmvatten för bostaden. Dessa beräkningar utgår från ett ”medel”-hus i Sverige, där avståndet mellan mjölkrum och hus är 100 m och att det finns en välisolerad värmekulvert som för över energin. Flertalet byggnader på landsbygden har sitt ursprung i äldre byggnader som kräver mera energi. De har i många fall dessutom större byggnadsyta än normalvillan. Detta kan medföra att energibehovet kan ha underskattats, vilket skulle innebära att det krävs ännu mer mjölk på flertalet mjölkföretag.
En viktig del av analysen är om energin i systemet klarar s.k. ”köldknäppar”.
Det är just toppeffekten som gör att det krävs relativt många kor. Vid 50 kor har ca 44 % av energin ersatts med ”gratis” värme från kornas mjölk. Därför bör det vara intressant för flertalet mjölkföretag att undersöka om det är lönsamt att ut¬nyttja överskottsvärmen från mjölkkylning, och komplettera med el eller fastbränsle för att klara de kallaste perioderna. Det är även viktigt att inte underskatta förlusterna i värmekulverten mellan stall och bostadshus. I exemplet ovan är förlusterna 30 % av totalt överförd energi. Trots detta visar beräkningarna att årskostnaden är 30-40 % billigare jämfört med olika värmepumpar eller pelletspanna, även när man räknar in värmeförluster i kulverten.
Om man mäter miljöbelastningen i CO2-ekvivalenter är systemet med värmeåtervinning från mjölk bättre än övriga system med värmepump och likvärdigt med pellets om man använder el producerad som ”nordisk elmix” eller ”grön el”.

Slutsats
Det är alltid lönsamt att sänka temperaturen i mjölken så mycket som möjligt genom förkylning av mjölken före mjölktanken eftersom det spar både elenergi och gör att mindre kyleffekt krävs.

Kylningen av mjölken avger tillräckligt med energi för att klara djurstallets behov av uppvärmning av till exempel personalrum och andra varma avdelningar, samt räcker även till att förvärma tappvarmvatten i alla studerade gårdsstorlekar.

Det krävs 1 500 m3 mjölk per år för att klara hela årsbehovet av energi för värme och varmvatten även för en medelbostad i Sverige. Det krävs mera mjölk om bostaden är äldre, större eller ligger i norra Sverige.

Förlusterna i värmekulverten till bostadshuset är inte försumbara och måste finnas med i bedömningen av om det är lönsamt att utnyttja överskottsvärme från kyl¬maskinen till värme och varmvatten i bostaden.

Det är lönsamt att utnyttja överskottsvärmen för uppvärmning av bostaden om mjölk¬kylningen ger nödvändig effekt och mängd energi, trots att man måste bygga en längre värmekulvert.

 

Antal träffar i projektbanken: 1676

Förbättrad utvärdering av officiella fältförsök genom bildanalys av drönarfoton med maskininlärning
Aakash Chawade

Projektnummer: O-20-23-462 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass

The goal of the project is to digitize the data from the Swedish official field trials through automated estimates of important traits such as germination, growth, resistance, maturity and the effect of plant protection products. The purpose is to streamline and improve scoring of both diseases but …

Läs mer

Fullständiga växthusgasbudgetar för odlade mulljordar skapar underlag för klimatsmarta åtgärder
Achim Grelle

Projektnummer: O-18-23-169 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk

Conventional technology is virtually unable to measure complete GHG budgets of drained organic soils, which may provide misleading results. So, global estimates of GHG emissions are based on coarse assumptions that don’t take into account the complexity of agroecosystems. Better data are needed for …

Läs mer

Mjölkfettsyror - verktyg för att hitta kor med ökad risk för ämnesomsättningssjukdomar och reproduktionsstörningar
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-19-20-306 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Milk

The overall objective of this project is to create milk biomarkers based on specific milk fatty acids for identification of cows with reproductive disorders and metabolic disturbances. Milk will be analysed by Fourier-transform mid-infrared technology. An important value of this project for the …

Läs mer

Forståelse av etiologien bak acquired equine polyneuropathy via studier av Schwanske celle kulturer
siv Hanche-Olsen, NMBU Veterinærhøgskolen

Projektnummer: H-18-47-409 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Acquired equine polyneuropathy (AEP) is a devastating neurologic disease affecting Nordic horses. Characteristic histopathological changes have been shown in the peripheral nerves of horses euthanized due to the disease. These include re- and demyelination as well as hypertrophy of perikaria and …

Läs mer

Vattenstress och sensorstyrd kvävegödsling: utveckling av beslutsstöd för bättre synergier mellan vatten- och kvävestatus
Bo Stenberg

Projektnummer: O-19-20-319 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Energy and biomass

This project aims to modify existing sensor systems for adapted nitrogen fertilization to consider water stress at
supplementary fertilization in cereals. Different approaches to consider sensor data and soil information will be tested
in field trials. Current commercial systems interpret water …

Läs mer

Cannabinoider – Säkert foder, ren sport och framtida potential till häst
Matilda Lampinen Salomonsson, SVA

Projektnummer: H-19-47-486 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Cannabinoids have potential to induce analgesia and muscle relaxation which would be beneficial for equine practice. Today there is no drug labelled for veterinary use containing these cannabinoids, but there are some herbal oil products which unofficially have been reported to be used in horses, …

Läs mer

Utveckling av den didaktiska processen i ridundervisning (Delstudie 3: Ridlärare-Häst)
Charlotte Lundgren, Linköpings universtitet

Projektnummer: H-17-47-278 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

'Work Package 3: Riding Instructor-Horse' is the final part of the project 'Improving Teaching Methods in Riding Education: the Interplay between Rider, Riding Instructor and Horse'. In this project, the Swedish-Norwegian Foundation for Equine Research has previously funded the first two work …

Läs mer

Validering av prebiotiska och antioxidanta effekter av vetekli hemicellulosor i bakprodukter
Francisco Vilaplana

Projektnummer: O-17-20-962 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Socker

Wheat bran is the largest by-product of wheat flour production with approximately 300,000 tonnes in Sweden. Bran is mainly used in animal feed, as human digestion is not fully able to absorb it. Wheat bran contains valuable biomolecules, such as dietary fiber (arabinoxylans, AX) and phenolic …

Läs mer

Säkrad mikrobiell kvalitet hos grovfoder och mjölkråvara för lönsam produktion av långlagrad ost
Åse Lundh

Projektnummer: O-16-20-764 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2016

Mjölk

Increased production and export of products with high added values, e.g. long-ripened hard cheeses, are considered important steps for a positive development of the Swedish dairy sector. Increased investment in Swedish premium cheese will, however, require increased volumes of high quality raw milk …

Läs mer

Tidiga larm om produktionsstörningar för snabbare åtgärd och minskade förluster i grisföretag
Fernanda Cetrangolo Dórea

Projektnummer: O-17-20-978 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Kött

Disease and production disturbances in a herd are often silent, and may cause major losses if they remain undetected. Continuous analysis and monitoring of data already recorded at the farm level can improve profitability. This project will develop methods for monitoring trends in production and …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev