Innowacyjne rozwiązania do produkcji zrównoważonych biopolimerów
Technologia oddzielania Flottweg do przemysłowej produkcji plastiku biopochodnego
Tworzywa sztuczne są nieodłącznym elementem naszego codziennego życia. Znajdują się one w niemal wszystkich przedmiotach, z którymi mamy codziennie styczność. Jednak konwencjonalne tworzywa sztuczne są wytwarzane z kopalnych nośników energii, takich jak ropa naftowa, i powodują znaczne problemy środowiskowe zarówno podczas produkcji, jak i utylizacji.
Zrównoważonym, a tym samym przyszłościowym rozwiązaniem są biotworzywa – zwane również bioplastikiem. Są produkowane z surowców odnawialnych, takich jak skrobia kukurydziana, trzcina cukrowa i oleje roślinne, bezpośrednio lub za pomocą fermentacji przez mikroorganizmy. Te biotworzywa stanowią obiecującą alternatywę, ponieważ są biodegradowalne i zużywają mniej zasobów. Biotworzywa to ważny krok w kierunku bardziej zrównoważonej przyszłości, w której nadal będziemy mogli korzystać z zalet tworzyw sztucznych bez obciążania środowiska problemami konwencjonalnych tworzyw sztucznych, takimi jak wysoki ślad węglowy i mikroplastik.
Flottweg wspiera producentów biopochodnych tworzyw sztucznych w dalszej obróbce za pomocą najbardziej innowacyjnej technologii oddzielania. Niezależnie od tego, czy chodzi o oddzielanie biomasy od kwasów organicznych, takich jak kwas mlekowy, czy też oddzielanie biopolimerów, takich jak polihydroksyalkanoiany (PHA) jako produkt końcowy.
Nasze maszyny do przemysłowej produkcji biotworzyw
W jaki sposób biotworzywa są produkowane przemysłowo?
Produkcja kwasu polimlekowego/polilaktydu (PLA)
PLA (Polylactic Acid), polimer kwasu mlekowego, jest jednym z najbardziej znanych biodegradowalnych tworzyw sztucznych produkowanych z takich surowców jak skrobia kukurydziana lub trzcina cukrowa.
W głównym etapie procesu, czyli fermentacji, surowce zawierające skrobię są przekształcane przez mikroorganizmy, takie jak bakterie lub drożdże, w kwas mlekowy. Następnie roztwór fermentacyjny jest oczyszczany w separatorze, a kwas mlekowy jest ekstrahowany. Alternatywnie można w tym celu zastosować dekanter. Jeśli odpadowa biomasa zostanie ponownie przemyta za separatorem, pozostały kwas mlekowy może zostać oddzielony przez wirówkę Sedicanter®, co poprawi ogólną wydajność. Izolowany kwas mlekowy jest przekształcany w PLA w wyniku polimeryzacji, a następnie suszony. Różne dodatki mogą modyfikować odpowiednie właściwości materiałowe surowca PLA, dzięki czemu może on być wykorzystywany w szerokim zakresie zastosowań.
Kwas polimlekowy jest najczęściej stosowany do opakowań i dlatego stanowi alternatywę dla klasycznych materiałów opakowaniowych PE i PP. PLA jest obecnie również niezbędny w rolnictwie, medycynie i druku 3D.
Przykładowy proces produkcji PLA
Produkcja polihydroksyalkanoianów (PHA)
PHA (polihydroksyalkanoian) opisuje nadgrupę biopolimerów, które w określonych warunkach tworzą się w mikroorganizmach jako substancja rezerwowa. Podobnie jak w przypadku PLA, podstawę fermentacji stanowią surowce naturalne. Oprócz źródeł skrobi do syntezy PHA mogą być wykorzystywane oleje, tłuszcze oraz gazy węglowe, takie jak CO2 lub metan.
Na początku fermentacji wybrany mikroorganizm jest kultywowany w podłożu hodowlanym, aż do osiągnięcia wymaganej gęstości komórek. Z powodu pewnych warunków niedoboru i nadwyżki węgla (np. przez olej) rozpoczyna się wewnątrzkomórkowa biosynteza PHA. Po kultywacji biomasa jest oddzielana od wywaru fermentacyjnego za pomocą specjalnie opracowanego przez firmę Flottweg separatora dyszowego. Aby uwolnić biopolimer zawarty w komórce, mikroorganizmy są rozkładane (liza komórek), a następnie myte. Podczas każdego etapu mycia PHA jest oddzielany od pozostałych składników komórek, które pozostają w fazie ciekłej, za pomocą separatora dyszowego.
Po ostatnim etapie mycia stosuje się dekanter, ponieważ uzyskana masa sucha PHA jest wyższa, a tym samym korzystniejsza dla kolejnego suszenia. Zastosowanie różnych mikroorganizmów i głównych surowców może zmieniać właściwości chemiczne PHA i aktywnie na nie wpływać. Ogólnie rzecz biorąc, PHA jest używany podobnie jak PLA jako zamiennik PE i PP.
Unikatową cechą PHA jest szybki rozkład w naturalnych warunkach środowiskowych. Rozkłada się w ciągu kilku tygodni bez pozostawiania śladów w glebie lub wodzie morskiej, co eliminuje problem konwencjonalnych tworzyw sztucznych z mikroplastikiem.
Przykładowy proces produkcji PHA
Korzyści w produkcji biopochodnych tworzyw sztucznych:
Indywidualne rozwiązania
Flottweg jest jedynym dostawcą wirówek przemysłowych, którego portfolio produktów obejmuje dekantery, wirówki Sedicanter® i separatory talerzowe z odprowadzaniem przerywanym i ciągłym. W ten sposób Flottweg ma zawsze optymalne rozwiązanie dla najróżniejszych wymagań klientów w zakresie produkcji biotworzyw, zapewniające najlepsze rezultaty separacji.
Kompetentne wsparcie
Wspieramy naszych klientów kompleksową analizą i doradztwem. Oprócz badań laboratoryjnych oferujemy próby pilotażowe z wykorzystaniem maszyn testowych w celu dokładnego projektowania urządzeń. Ponadto uwzględniamy idealną integrację z procesem produkcji – od urządzeń peryferyjnych do najróżniejszych rozwiązań z zakresu automatyzacji.
Mniejsze zapotrzebowanie na miejsce
Zapotrzebowanie na miejsce często odgrywa ważną rolę. Firma Flottweg oferuje kompaktowe maszyny, które umożliwiają efektywne wykorzystanie przestrzeni i optymalną integrację z istniejącymi strukturami operacyjnymi.
Automatyczna praca w trybie ciągłym
Czy konieczna jest ciągła praca 24h na dobę bez nadzoru? Wirówki marki Flottweg pracują niezależnie, co przyczynia się do zwiększenia wydajności.
Masz pytania dotyczące produkcji biotworzyw za pomocą wirówek Flottweg?
Skontaktuj się z naszymi ekspertami!