Membraantechnologie
In een wereld die zijn koolstofvoetafdruk probeert te verkleinen en waar grote chemische bedrijven ambitieuze duurzaamheidsdoelstellingen hebben beloofd, is het grote potentieel van membraanfiltratie bij velen onbekend.
Zijn jouw processen afgestemd op de Europese doelstellingen voor duurzame transitie? Membraantechnologie is een robuust instrument om deze doelstellingen te bereiken en met de hulp van VITO kan je je investeringen toekomstbestendig maken en zo je concurrentiepositie verbeteren. VITO biedt onafhankelijke, wetenschappelijk onderbouwde contractonderzoeksdiensten die je helpen om het meest duurzame en economisch haalbare scheidingsproces te selecteren om jouw bedrijfsdoelstellingen te bereiken.
Wat is membraanfiltratie?
Membraanfiltratie is een milde, niet-destructieve en energie-efficiënte scheidingstechniek die een duurzaam alternatief vormt voor conventionele scheidingsprocessen, zoals destillatie en verdamping, en een aanvulling is op kristallisatie.
Een membraan is een semi-permeabele barrière tussen twee vloeibare fasen. Wanneer een drijvende kracht (druk, concentratie, temperatuur) wordt toegepast, worden de componenten van de voedingsstroom vastgehouden of doorgelaten, afhankelijk van hun interactie met het membraan.
Energie-efficiëntie zit ingebakken in het DNA van alle membraanprocessen: pervaporatie bijvoorbeeld, dat vergelijkbaar is met destillatie maar veel energievriendelijker, combineert permeatie en verdamping.
De scheidingsefficiëntie van een membraanproces wordt bepaald door de flux door het membraan en de selectiviteit of het vermogen van het membraan om specifieke componenten tegen te houden of door te laten.
Zorgvuldig geselecteerde procescondities en reinigingsprotocollen maken het mogelijk om vervuilingsproblemen aan te pakken, waardoor een lange levensduur van het membraan wordt gegarandeerd, de gebruikskosten worden verlaagd en je gemoedsrust wordt vergroot.
Membranen maken verschillende processtappen mogelijk. De meest voorkomende zijn concentratie, zuivering en uitwisseling van oplosmiddelen.
De kwalificerende eigenschappen van elk membraanproces zijn:
- Isotherm: er is geen verandering in temperatuur, waardoor energie wordt bespaard en labiele verbindingen kunnen worden gescheiden.
- Geen additieven: er wordt niets toegevoegd, het voer wordt gescheiden zoals het is. Dit maakt membraanscheiding bijzonder geschikt voor sterk gereguleerde producten
- Schaalbaarheid: membranen worden meestal opgeschaald door modules toe te voegen die intrinsiek het risico verminderen dat gepaard gaat met grote opschaalfactoren.
Waarom membraanfiltratie gebruiken als scheidingstechnologie?
Membraanfiltratie kan je een concurrentievoordeel opleveren door het energieverbruik aanzienlijk te verlagen. Het heeft potentieel voor materiaalbesparing en biedt mogelijkheden voor je zij- en afvalstromen. Membraanfiltratie heeft een kleinere voetafdruk en procescomplexiteit, waardoor de kosten en de impact op het milieu worden geminimaliseerd.
- Niet-thermische scheiding op moleculaire schaal
- Geschikt voor vele unit operations, van concentratie en zuivering van waardevolle verbindingen tot terugwinning van solventen
- Inherent energie-efficiënt, mild en schaalbaar, en biedt een echt duurzaam alternatief voor klassieke scheidingstechnologieën
- Enorm potentieel voor intensivering/debottlenecking van oplosmiddelintensieve processen met betrekking tot energievereisten, CO2-voetafdruk, circulariteit van hulpbronnen, productkwaliteit/opbrengst, productiviteit
- Uitgebreide mogelijkheden voor zowel proces- als productinnovatie/verbetering
- Wijdverbreid toegepast en toepasbaar in alle procesindustrieën, van farmaceutica tot olie en gas
- Gemakkelijk beschikbare technologie voor de scheidingsgereedschapskist van proceschemici en -ingenieurs
- Aantal industriële realisaties neemt gestaag toe, aangedreven door gevestigde/opkomende marktspelers en een kleine maar actieve onderzoeksgemeenschap
Membraantechnologie voor jouw bedrijf
Wil je membraantechnologie gebruiken om je processen en bedrijf te verbeteren? Ben je op zoek naar een food-grade, GMP-conforme en/of ATEX-gecertificeerde pilot plant-infrastructuur om het risico op opschaling van je membraantechnologische innovatie te verminderen? Wij helpen je graag.
Welke toepassingen zijn geschikt voor membraanfiltratie?
Reactie
Evenwichtsreacties beheren, katalysator TON verhogen, koolstofbesparing verbeteren, algehele duurzaamheid verhogen. Dit zijn slechts enkele van de uitdagingen waar proceschemici dagelijks mee te maken hebben. Nu het bewustzijn voor duurzaamheid in chemische bedrijven toeneemt, zijn dit uitdagingen die een gespecialiseerde aanpak vereisen. In feite kan membraanscheiding nieuwe opties bieden, zoals al is aangetoond in:
- Hoge verdunningssynthese
- Ringsluitende metathese
- Oligonucleotidesynthese
- Enzymatische reacties
- Peptidesynthese
- Hydrosilylering van alkenen
- Alkynehydratatie
- Suzukikoppeling
- Mitsunobureactie
Zuivering en productterugwinning
Membraanscheiding is nieuw in de gereedschapskist van procesontwikkelaars. Als je overweegt een oplosmiddel te verdampen, een mengsel te destilleren of je product te kristalliseren, kun je membraanscheiding overwegen.
Isotherme concentraties, onzuiverheden verwijderen, tweede oogst uit moederlogen, oplosmiddelomschakeling, telescopie, tegenionenruil, terugwinning van homokatalysatoren, terugwinning van API's zijn slechts enkele van de typische toepassingen van membranen.
Terugwinning van oplosmiddelen
De meeste chemische processen vereisen een solvent. Dat is een dubbele kost: bij de aankoop en bij de afvoer. Daarom zijn tegenwoordig steeds meer bedrijven uitgerust met een terugwinningssectie voor solventen. De terugwinning van oplosmiddelen gebeurt meestal door middel van destillatie, waarvoor warmte nodig is, die steeds moeilijker en duurder te verkrijgen is. Soms zorgt membraanscheiding voor een balans tussen economische en duurzaamheidsaspecten, door schone scheidingen mogelijk te maken die isotherm zijn of kunnen worden gebruikt met restwarmte.
Behandeling van zijstromen
Milieuchemici en -ingenieurs hebben meestal te maken met lage budgetten, grote debieten en enkele componenten die niet biologisch afbreekbaar of gevaarlijk voor het milieu kunnen zijn, enz. Een hoog debiet, vooral wanneer water het hoofdbestanddeel is, sluit distillatie en verdamping uit om economische redenen.
Hier kan membraanwerking een rol spelen. Dankzij de brede beschikbaarheid van waterbehandelingsmembranen en de eenvoudige schaalbaarheid kunt u een grote verscheidenheid aan milieu-uitdagingen aanpakken die voorheen niet konden worden opgelost.
Meer weten?
Onze experts bespreken graag hoe je kan profiteren van onze innovaties op het gebied van membraantechnologie. Vul het onderstaande formulier in en wij nemen contact met je op.
Vragen over membraantechnologie
Membraanfiltratie is een milde, niet-destructieve en energie-efficiënte scheidingstechniek die een duurzaam alternatief vormt voor conventionele scheidingsprocessen, zoals destillatie en verdamping, en een aanvulling is op kristallisatie.
Membraanfiltratie kan je een concurrentievoordeel opleveren door het energieverbruik aanzienlijk te verlagen. Het heeft potentieel voor materiaalbesparing en biedt mogelijkheden voor je neven- en afvalstromen. Membraanfiltratie heeft een kleinere voetafdruk en procescomplexiteit, waardoor de kosten en de impact op het milieu tot een minimum worden beperkt.
- Reactie
- Zuivering en productterugwinning
- Recuperatie van solventen
- Behandeling van zijstromen