RFC en suikerstromen

Radiale chromatografie: verwijderen componenten uit suikerstromen

Publieke samenvatting / Public summary

Aanleiding
De Nederlandse voedingsmiddelen- en biobased-industrie heeft behoefte aan chromatografische processen met een lage CAPEX en OPEX. Als voorbeeld: in het ISPT project Generic Technology Development for Membrane Bioreactors and Detoxification of Lignocellulosic Hydrolysates zijn suikerstromen geproduceerd waaruit adsorptief toxische en antinutritionele componenten moeten worden verwijderd omdat deze een verdere verwerking van de suikerstropen hinderen of een waardevol product in zich zijn. Kostenberekeningen tonen aan dat de verwijderingskosten een aanzienlijke kostenfactor zijn (40 – 60 €/ton suiker), terwijl de prijsrichtlijn vanuit de industrie 180 €/ton suiker is. Voor de toepasbaarheid van alternatieve suikerstromen is het essentieel dat de verwijdering (en eventuele winning) van toxische, antinutritionele factoren economisch rendabel is cq wordt.


Doelstelling
Kosten-baten berekeningen tonen aan dat de haalbaarheid van adsorptieve processen in belangrijke mate afhankelijk kan zijn van de hoeveelheid en levensduur van het hars en het gebruik van chemicaliën. Met radiale kolommen van Proxcys, en de mogelijkheid om daarmee kleine harsen toe te passen, kunnen chromatografische processen factoren worden verkleind. Daarnaast hebben radiale kolommen van Proxcys als voordeel dat het doodvolume klein is, waardoor vooral tijdens de regeneratie het hars effectief in contact wordt gebracht met de chemicaliën.
Het doel van het voorliggende industrieel onderzoeksproject is:
- De voordelen van een radiale tov een axiale kolom te kwantificeren in case studies;
- Een regeneratieprotocol te ontwerpen waarmee het chemicaliën gebruik wordt geoptimaliseerd;
- De levensduur te bepalen van een kenmerkend hars (~ 200 cycli).

Korte omschrijving
De activiteiten zullen starten met het selecteren van twee harsen met dezelfde functionaliteit maar van verschillende grootte(120 versus 75 µm). Voor beide harsen zal de chemische stabiliteit vastgesteld worden door de harsen voor een langere periode weg te zetten onder verschillende condities. Op basis van deze proeven zal een combinatie van hars en regeneratiecondities worden geselecteerd. Met het hars wordt een axiale en radiale kolom gepakt, rekening houdend met het doodvolume dat onder industriële condities in beide kolommen aanwezig zal zijn. Het aantal bedvolumes bij het beladen en regenereren zal voor beide kolommen worden geoptimaliseerd en vergeleken. Voor het geoptimaliseerde protocol zal een automatische duurproef worden ingezet met een industriële suikerstroom waarbij ~200 cycli worden doorlopen.

Resultaat
Het resultaat van het project is:
- Inzicht in de voor en nadelen van radiale en axiale kolommen in relatie tot het doodvolume en de regeneratie strategie;
- Experimentele onderbouwing van de kosten voor het verwijderen/winnen van bijv suiker uit een processtroom in relatie tot het chemicaliënverbruik en de levensduur van het hars (~200 cycli).