Vandaag de dag wordt heel wat onderzoek uitgevoerd naar de meest geschikte technologieën om verscheidene componenten uit nevenstromen te winnen. Eén van deze technologieën is ‘FunMem®’, een nieuw type membraantechnologie. Een woordje uitleg!
Final destination? of toch niet?
In de Vlaamse voedingsketen kwamen er in 2015 naar schatting 3.485.000 ton voedselreststromen vrij. Het gaat om zowel de (eetbare) voedselverliezen als de (niet-eetbare) nevenstromen. Drie vierde (74%) van de voedselreststromen zijn onvermijdbare nevenstromen. Slechts een vierde (26%) van de voedselreststromen anno 2015 zijn voedselverliezen. Uitgedrukt in absolute cijfers gaat het om 2.578.000 ton nevenstromen en 907.000 ton voedselverliezen over heel de keten.
92% van alle voedselreststromen wordt gevaloriseerd. Het grootste aandeel wordt gevaloriseerd als voedsel voor dieren (43%). Vergisting als bestemming is goed voor 21% van de voedselreststromen. De bestemming bodem is goed voor 17% van de voedselreststromen.
Hoewel het aantal producten gebaseerd op nevenstromen dat effectief op de markt komt, nog beperkt is, neemt dit aantal gestaag toe. Er wordt – zowel vanuit de industrie als de academische wereld – in ieder geval volop gezocht naar potentiële valorisatiepistes van allerhande nevenstromen. De centrale vraag hierbij is steeds: ‘welke componenten kunnen uit deze stromen worden gehaald zodat het valorisatievraagstuk (economisch en technisch) interessant wordt en welke technologie kan hiervoor het best ingezet worden?’
FUNMEM : nieuwe mogelijkheden met membraantechnologie
Heden wordt heel wat onderzoek uitgevoerd naar de meest geschikte technologieën om verscheidene componenten uit nevenstromen te winnen. Eén van deze technologieën is ‘FunMem®’, een nieuw type membraantechnologie. Een woordje uitleg!
Industriële processen om nevenstromen te valoriseren omvatten vaak complexe scheidingsstappen waarin bepaalde componenten geïsoleerd, gezuiverd, of opgeconcentreerd worden met behulp van membranen. Ook binnen de voedingsindustrie komen deze vragen geregeld naar boven voor zowel behandeling van processtromen en nevenstromen als bij de behandeling van het afvalwater.
Met Funmem® ontwikkelde VITO samen met de Universiteit Antwerpen, en in samenspraak met de chemische en farmaceutische industrie, een nieuwe generatie functionele membranen. Funmem®-technologie laat toe om scheidingen door te voeren op basis van affiniteit, waarbij VITO en Universiteit Antwerpen oplossingen op maat van een specifiek industrieel proces kunnen ontwikkelen. Hiervoor worden specifieke organische groepen in de poriën van de keramische membranen vastgehecht waardoor affiniteit mogelijk wordt. Een brede variëteit aan organische groepen kan worden aangewend. Eveneens vertonen deze membranen een sterk anti-fouling gedrag, wat zeer relevant is voor de voedingsindustrie.
Het scheiden op affiniteit, mogelijk met Funmem®, biedt grote voordelen en kent diverse toepassingen. Zo kunnen bijvoorbeeld 2 deeltjes van dezelfde moleculaire grootte selectief gescheiden worden, op basis van chemische of fysische eigenschappen. In tegenstelling tot meer klassieke systemen, kan deze functionele membraantechnologie als continuproces opgezet worden, zodat duurdere batchprocessen achterwege kunnen blijven. Het unieke van de Funmem®-technologie zit ook in de stabiliteit van de binding tussen de organische groepen en het membraanmateriaal (directe Metaal – Koolstof binding).
De innovatie, namelijk het modificeren of functionaliseren van het scheidend oppervlak van keramische membranen (vandaar de naam ‘FunMem’), biedt een aantal voordelen tegenover de klassieke membranen.
Een overzicht van de voordelen:
- Een duidelijke verlaging van de vervuiling of het volledig ontbreken ervan
- Hogere en stabielere fluxen
- Beter scheidend vermogen
- Breder toepasbaar naar verschillende applicaties die voorheen niet mogelijk waren
- Scheiding mogelijk op vlak van affiniteit, niet enkel op grootte
- Sterke energiereductie
- Modificatie en performantie te ‘tunen’ afhankelijk van applicatie
Het toepassen van deze innovatieve membraantechnologie focust met andere woorden op een verhoogde productie, betere kwaliteit, lagere vervuilingsgraden en lager energieverbruik.
De opportuniteiten van functionele membraantechnologie binnen industriële productieprocessen zijn zeer tastbaar. Enkele concrete en succesvolle voorbeelden maken dit duidelijk:
- Het behandelen van met humuszuren en calcium beladen waters
- Olie/water scheidingen
- Olie/aceton recovery als alternatief voor destillatie of verdamping
- Behandeling van afvalwater uit de olijfolieproductie als alternatief voor klassieke biologie
- Opzuivering fermentatievloeistoffen
- Effluentbehandeling pulp- en papierindustrie
- Opzuivering bio-aromaten vanuit lignine
- Op affiniteit gebaseerde scheiding van amines
- …
Uiteraard staan de ontwikkelingen binnen de functionele membraantechnologie niet stil. Zo wordt er geëxperimenteerd met verschillende klassen van verbindingen die aangebracht worden op de membranen. Elk van deze functionalisaties heeft weer andere eigenschappen, waardoor de toepassingen verruimd kunnen worden.
Meer info
- Universiteit Antwerpen
- VITO
- https://brilliant.vito.be/technologies/funmem%C2%AE-effective-affinity-separation
- https://www.uantwerpen.be/en/research-groups/sustainable-chemistry-antwerpen/projects/funmem4affinity/
Bij vragen, neem contact op met Roel Vleeschouwers (roel.vleeschouwers@vito.be) of Steven Vermeir (steven.vermeir@uantwerpen.be).
