Nowe technologie separacji połączą europejski przemysł przetwórczy z naturą
Koordynator projektu PRODIAS, prof. Michael-Helmut Kopf, przechodzi od razu do rzeczy: „Zrównoważony, konkurencyjny przemysł przetwórczy i poszanowanie przyrody wcale się nie wykluczają!” Problemy, z jakimi boryka się ta branża, dotyczą wprowadzania nowych surowców odnawialnych do istniejących łańcuchów wartości oraz opracowania niedrogich i energooszczędnych technologii w zakresie usuwania wody, odzyskiwania produktów i oczyszczania. Jak zauważa profesor: „Musimy ponownie przemyśleć procesy wydzielania i oczyszczania i opracować nowe/zoptymalizowane technologie separacji, jak również odpowiednie metodologie szybkiego projektowania procesów technologicznych dostosowanych do konkretnych potrzeb”. Biotechnologia przemysłowa Zespół projektu zrealizował swoje dwa główne cele. Pierwszym z nich było zmniejszenie kosztów wytwarzania produktów opartych na surowcach odnawialnych. Drugi cel zakładał jednoczesne ograniczenie śladu środowiskowego zastosowanych procesów poprzez zmniejszenie zużycia energii i zwiększenie wydajności surowców. Członkom konsorcjum obejmującego przedstawicieli przemysłu i nauki udało się skutecznie poprawić i zoptymalizować metody oraz technologie związane z przetwarzaniem złożonych rozcieńczonych mieszanin wodnych w procesach białej biotechnologii. Zespół projektu PRODIAS osiągnął ten cel dzięki wykorzystaniu biotechnologii przemysłowej. Technologię można stosować do wytwarzania produktów o złożonym działaniu, takich jak enzymy czy półprodukty dla przemysłu chemicznego oparte na surowcach odnawialnych. Szeroko zakrojony wpływ W ramach projektu partnerzy zbudowali cztery jednostki demonstracyjne oraz opracowali kilka standardowych metod prowadzenia prac badawczo-rozwojowych. „Są one już gotowe do użycia zarówno w skali laboratoryjnej, jak i komercyjnej”, donosi prof. Kopf. Jedna z jednostek demonstracyjnych posiada energooszczędne i wydajne wirówki do oddzielania biomasy, a inna umożliwia kriokoncentrację w celu zatężania ciekłych produktów wrażliwych na podwyższoną temperaturę (np. enzymów). Kolejne dwie jednostki to nowatorskie połączenie procesów SMB i EBA w proces hybrydowy. Jednostki zawierają zaawansowane oprogramowanie sterujące oraz umożliwiają wysoce wydajną fermentację (wysokiego miana) małych organicznych cząsteczek prekursorów. Jeśli chodzi o nowe metody prowadzenia prac badawczo-rozwojowych, jedną z nich jest połączenie ekstrakcji/IEX oraz elektrodializy bipolarnej w celu oczyszczania cząsteczek chemicznych uzyskanych w procesie fermentacji. Kolejną jest NEAT, czyli nowatorska metoda analityczna wykorzystująca spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego do przewidywania właściwości termodynamicznych nieokreślonych mieszanek, która jest bardzo przydatna w procesach wydzielania i oczyszczania stosowanych w wielu dziedzinach inżynierii procesowej. Oprócz różnych zastosowań w białej biotechnologii osiągnięcia te mogą przynieść korzyści także wielu innym sektorom europejskiego przemysłu przetwórczego. Profesor wyjaśnia: „Energooszczędne wirówki mogą znaleźć różne zastosowania w przemyśle chemicznym i celulozowo-papierniczym, gospodarce wodnej oraz przetwórstwie spożywczym”. Owocna współpraca Prof. Kopf wierzy, że slogan projektu PRODIAS – „Jeden cel. Jeden projekt. Jeden zespół.” – przyczynił się do sukcesu projektu. „Projekt był wyjątkowym i motywującym doświadczeniem nie tylko ze względu na wielkie osiągnięcia w zakresie optymalizacji urządzeń i metod, ale także ze względu na sprawną i udaną współpracę dziewięciu partnerów”. Profesor podkreśla, że kluczową rolę odegrało również przygotowanie projektu. Struktura większości pakietów roboczych i wykonanie zadań wymagało współpracy co najmniej dwóch partnerów. Niezbędne były do tego intensywne dyskusje oraz wczesna identyfikacja potencjalnych konfliktów interesów. Specjalny numer czasopisma „Chemical & Engineering Technology”, poświęcony projektowi PRODIAS, to świadectwo zaangażowania zespołu projektowego. Według profesora podkreśla on „osiągnięcia owocnej współpracy środowisk akademickich i przemysłu oraz wyznacza potencjalne kierunki przyszłych prac badawczo-rozwojowych zapoczątkowanych przez projekt PRODIAS”. Kolejne kroki Prof. Kopf twierdzi, że jednym z kolejnych kroków koniecznych do wykorzystania rezultatów projektu jest integracja odpowiednich urządzeń i metod w przyszłych projektach. „W wielu przypadkach współpraca nawiązana w trakcie projektu PRODIAS będzie kontynuowana i w przyszłości przyczyni się do dalszego zwiększania konkurencyjności produktów opartych na surowcach odnawialnych i procesów ich wytwarzania”, podsumowuje profesor.
Słowa kluczowe
PRODIAS, przetwarzanie, przemysł przetwórczy, badania i rozwój, procesy wydzielania i oczyszczania, jednostka demonstracyjna, produkty oparte na surowcach odnawialnych, biotechnologia przemysłowa, wirówka, technologie separacji, biała biotechnologia
