Die Choreografie des Melkens

BÖNEN. Wenn es um Kautschuk geht, macht ihm so schnell keiner was vor: Benjamin Heuwers hat das Material von Grund auf studiert – an der Technischen Universität Dortmund und im finnischen Lappeenranta. Seine Doktorarbeit schrieb der Chemieingenieur über Formgedächtnispolymere auf Naturkautschukbasis. Diese lassen sich verformen und bleiben in einer gedehnten Position, bis ein äußerer Reiz sie fast vollständig in ihre ursprüngliche Form zurückholt. Heuwers prüfte daher ihren Einsatz als Sensoren für Lösungsmittel. Heute beschäftigt er sich weiterhin beruflich mit den Polymermaterialien. Und selbst in der Freizeit bleibt er ihnen treu: Beim Tischtennis entscheidet der Gummi auf dem Schläger – und die Art, wie er verklebt ist – mit über Sieg oder Niederlage.

Zitzengummis für die Milchgewinnung

Seit 13 Jahren arbeitet Heuwers bei GEA Farm Technologies. Als Material- und Compliance-Experte im Bereich Technologie und Innovation befasst er sich mit Produkten, die außerhalb der Landwirtschaft kaum jemand kennt, dort aber zum Alltag gehören: Melkequipment. „Wir entwickeln und fertigen hier Anlagen zum Melken – vor allem für Kühe, in kleinerer Zahl auch für Ziegen und Schafe“, sagt er. Im Segment der Zitzengummis teilt sich GEA den Weltmarkt mit nur wenigen Wettbewerbern. Der Erfolg, so Heuwers, beginne mit der richtigen Perspektive: „Unsere Kunden sind die Landwirte – aber auch die Kühe. Und beide müssen zufrieden sein.“ Der Mutter-Konzern, die GEA Group, ist weltweit einer der größten Systemanbieter für die Nahrungsmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie. Am Standort Bönen – einer kleinen Gemeinde zwischen Hamm und Unna direkt an der A 2 – produziert das Unternehmen Systemlösungen für die Milchgewinnung.

Milchkonsum steigt weltweit

Was in Bönen entwickelt und produziert wird, ist Teil eines globalen Marktes. Milch gehört zu den am strengsten kontrollierten Lebensmitteln weltweit. Aus ihr entstehen Joghurt, Kefir, Butter oder Käse – Produkte, die in vielen Regionen zur Grundversorgung zählen und mit Fett, Eiweiß, Kohlenhydraten, Mineralstoffen und Vitaminen einen wichtigen Beitrag zur vollwertigen Ernährung leisten können. Mit wachsender Weltbevölkerung und steigendem Wohlstand nimmt der Milchkonsum weiter zu. Besonders in Asien steigt die Nachfrage dynamisch; die höchsten Wachstumsraten verzeichnen Indien und Pakistan. Das zeigen Zahlen der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD). 

Wenn Technik Kühe versteht 

Die globale Milchproduktion wächst vor allem durch höhere Tierleistungen. „Rund 30 Liter Milch gibt eine moderne Milchkuh in Deutschland durchschnittlich am Tag“, sagt Heuwers. Vor einigen Jahrzehnten melkten Landwirte ihre Tiere per Hand, in mühsamer Routine. Heute übernehmen Hightech-Anlagen diese Arbeit  – automatisiert, präzise, im Takt. Doch Technik allein reicht nicht. Damit Kühe Milch geben, müssen sie sich wohlfühlen. Entscheidend ist das Hormon Oxytocin – auch als „Kuschelhormon“ bekannt. 

Es spielt bei Mensch und Tier eine zentrale Rolle, etwa bei der Geburt und beim Stillen, und wird durch Berührungen und Nähe freigesetzt. Kälber stimulieren den Milchfluss, indem sie die Zitzen in den Mund nehmen. „Unsere Maschinen ahmen diesen Prozess nach“, sagt Heuwers. Die Zitzengummis gehören dabei zu den entscheidenden Komponenten: längliche, flexible Schläuche, die oben eine Öffnung für die Zitze und unten einen Anschluss für den Milchabfluss besitzen. „Sie sind das einzige Bauteil, das während des Melkvorgangs direkten Kontakt zum Tier hat – und sind damit ein Schlüssel für Hygiene, Effizienz und Tierwohl“, erklärt der Experte. Darum hat GEA schon vor rund 20 Jahren entschieden, dieses wichtige Bauteil selbst herzustellen und weiterzuentwickeln. 

Warum Form und Material entscheiden

Neben dem Material beeinflusst auch die Form des Zitzengummis, wie effizient gemolken wird – und wie angenehm der Vorgang für die Tiere ist. Der obere Bereich ist oft größer ausgeformt, damit die Zitze gegen das Vakuum gut abgedichtet ist. Elastisch und weich soll das Zitzengummi sein, aber auch langlebig und temperaturbeständig. Daher kommen verschiedene Materialien zum Einsatz, etwa Silikon oder synthetische organische Elastomere.  

„Nachdem unterschiedliche Verfahren erprobt wurden, hat sich das sogenannte Zweiraum-Melkbecher-Prinzip durchgesetzt“, erklärt Heuwers. Die Zitze gleitet von oben in das Zitzengummi, das wiederum in einer Melkbecherhülse sitzt. „So entstehen zwei Funktionsräume: der Innenraum und der äußere Pulsraum zwischen Gummi und Hülse.“   

Rhythmische Bewegungen im Takt

Bei automatischen Melksystemen werden die Melkbecher mechanisch präzise angelegt, indem Kameras die Position der Zitzen erfassen. Noch bevor die Milch fließt, übernimmt die Anlage mehrere vorbereitende Schritte: Die Zitzen werden gereinigt, anschließend stimuliert ein hochfrequentes Pulsieren des Zitzengummis das Euter – eine technische Nachbildung der Zungenbewegung eines Kalbs. Nach dem Melken wird „gedippt“. Die Zitze wird mit einem pflegenden und desinfizierenden Mittel benetzt. 

„Da der Strichkanal nach dem Melken geöffnet ist, schützt ein Pfropfen an der Zitze vor dem Eindringen von Keimen“, sagt Heuwers. „Beim Melken wirkt im Inneren des Melkbechers ein Unterdruck von rund 0,4 Bar – er sorgt dafür, dass Milch fließt und das natürliche Saugen eines Kalbs nachgebildet wird“, so der Experte. Würde dieser Unterdruck jedoch dauerhaft anliegen, würde das Gewebe anschwellen, und es könnten Blutergüsse entstehen. Daher wechselt der äußere Pulsraum rhythmisch zwischen Unter- und Atmosphärendruck. 

Bei jedem Takt faltet sich das Zitzengummi zusammen, entlastet die Zitze und massiert sie sanft. Dieser Zyklus wiederholt sich sekündlich – ein ständiges Öffnen, Schließen und vollständiges Kollabieren des Gummis. „Über die gesamte Lebensdauer hinweg muss das Material dieser Beanspruchung standhalten“, so Heuwers. „In Summe sind das rund 1.500 Betriebsstunden oder etwa 5.000 Melkungen.“ Vielleicht ist es kein Zufall, dass Heuwers in seiner Freizeit Tischtennis spielt. Auch dort reagiert ein Stück Gummi auf Druck, Tempo und richtiges Timing.

GEA Farm Technologies – die Fakten

GEA Farm Technologies gehört zur GEA Group und ist ein weltweit führender Anbieter moderner Lösungen für die Milchviehhaltung. Seit September 2025 ist die Gruppe im Deutschen Aktienindex (DAX). GEA machte im Jahr 2024 mit der Landwirtschaftssparte 773 Millionen Euro Umsatz. Am Hauptsitz in Bönen arbeiten rund 850 Menschen.