El ritmo de la vida (química) es un poderoso latido
07 Jun 2021
Durante todo el mes de junio, como parte del programa ACHEMA Pulse, GEA adoptará un enfoque de aspiración a la rentabilidad en la polifacética industria química. Con tecnologías que desempeñan un papel esencial en reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, y optimizar los procesos y la economía circular, por nombrar solo algunas, la compañía destaca cómo, si marchamos a otro ritmo, el aumento del rendimiento, la mayor calidad de los productos, y los sistemas más eficientes desde el punto de vista energético, están a solo un latido de distancia.
En el pasado, la búsqueda de una economía circular o bioeconomía se consideraba casi siempre como un punto de referencia y una aspiración para muchos mercados, incluyendo la agricultura y tanto los consumidores como las -empresas. Hoy en día, la sustitución de productos petroquímicos por materias primas renovables se ha vuelto rentable cuando se utiliza como base para hacer productos de mayor valor económico. Por ejemplo, la producción de productos bioquímicos mediante biorrefinería implica la conversión de biomasa vegetal, microbiana, de residuos orgánicos y fúngica en diversos productos y componentes de base biológica para su uso en una amplia gama de sectores, incluida la industria química. Al aprovechar los recursos renovables, industrias enteras están reduciendo su huella de carbono mediante el desarrollo de nuevas innovaciones que reducen el uso de materias primas fósiles.
Las soluciones de GEA abarcan casi todos los tipos de recursos renovables y aplicaciones industriales, incluyendo la producción eficiente de biocombustibles, biopolímeros y otros productos químicos de base biológica, así como componentes e ingredientes para las industrias de alimentos y piensos. Nos hemos asociado con clientes y diversos consorcios para establecer y probar modelos de biorrefinería para producir ácidos a partir de materias primas renovables para ser utilizados como bloques de construcción en bioplásticos, aprovechar las microalgas para su uso en bioplaguicidas y piensos, producir caucho a partir del diente de león, proteína de insectos, corrientes de residuos de la producción de alimentos... y mucho más. De hecho, desde la fermentación hasta el procesado posterior, nuestra cartera abarca separadores centrífugos, unidades de filtración por membrana, evaporadores, cristalizadores, plantas de destilación y secadores de lecho fluido para el aislamiento, purificación, concentración y secado de productos.
Tomemos, como ejemplo, los plásticos: son baratos de producir y muy versátiles; pueden moldearse, prensarse, comprimirse y adoptar casi cualquier forma para el uso que queramos darle. Aunque la mayoría de plásticos se fabrican a partir de combustibles fósiles como el petróleo y el carbón, los últimos avances científicos han permitido producirlos a partir de fuentes sostenibles derivadas de vegetales o de materias primas como caña de azúcar, almidón de patata, celulosa (madera), maíz, soja, aceite vegetal usado, y otros residuos alimentarios y agrícolas.
Los nuevos procesos para convertir la biomasa en biopolímeros y bioplásticos se basan en tecnologías y equipos de proceso que son eficientes y fiables. Como líder global en biotecnología blanca, GEA se ha mantenido a la vanguardia trabajando con el sector de bioplásticos durante más de una década para desarrollar, probar y ajustar equipos y tecnologías que permitan a la industria escalar su I+D y sus procesos piloto para convertirlos en flujos de producción comercial viables. La producción de ácido láctico a partir de fuentes vegetales, que luego se utiliza para fabricar ácido poliláctico (PLA), una alternativa biodegradable y sostenible al tereftalato de polietileno (PET), es un gran ejemplo de ello.
Más importante aún, GEA trabaja con organizaciones para solucionar problemas de proceso, mejorar la eficiencia, además de ayudar a convertir conceptos innovadores en procesos industriales para fabricar bioplásticos y otros productos a partir de biomasa. Cada una de las soluciones se diseña para ayudar a ahorrar energía y agua, reciclar el exceso de calor, y reducir los residuos y las emisiones, para que los productos sostenibles se fabriquen utilizando tecnologías sostenibles.
Impulsar la revolución ecológica
Las baterías de litio actuales mantienen encendidos nuestros dispositivos electrónicos médicos, industriales y domésticos; sin embargo, es el uso de las baterías de ion-litio en los vehículos eléctricos e híbridos de última generación lo que le ha valido a este metal ligero y plateado el apodo de “petróleo blanco”. No hay duda de que el mercado del litio tendrá un enorme auge para satisfacer el mercado de vehículos eléctricos. Sin embargo, el metal más ligero conocido por el hombre no se encuentra como elemento puro en la naturaleza; está encerrado en las rocas y sales minerales de los lagos de salmuera subterráneos o se extrae de los depósitos minerales de espodumeno, petalita y lepidolita que se encuentran en las rocas ígneas.
Para abordar estos problemas de la cadena de valor, GEA ha desarrollado las tecnologías de evaporación, cristalización y secado que son imprescindibles para producir litio a partir de los concentrados de salmuera o de la espodumena. Nuestra cartera de productos incluye sistemas de filtración por membranas y precipitación para eliminar las impurezas, separación centrífuga de sólidos y líquidos, además de concentración, purificación y secado en lecho fluido de los compuestos de sales de litio. Además, la experiencia de GEA incluye el secado por atomización del polvo de calidad para los materiales destinados a las baterías de litio.
Y aunque no existe una solución “única” cuando se trata de secar por atomización los materiales de las baterías de ion-litio, los ingenieros de GEA adaptan cada solución a cada aplicación. También realizan pruebas exhaustivas en planta piloto para garantizar que el proceso genere polvos de calidad superior constante.
Las credenciales y la amplia cartera de GEA para la producción y procesado del litio comienzan justo después de la extracción, con el refinamiento de los productos intermedios, terminando con un producto en polvo seco. Apoyamos a clientes de todo el mundo con aplicaciones para la concentración de litio, la cristalización y purificación de sales, la eliminación de impurezas, el secado por atomización y de lecho fluido, la recuperación de subproductos, y el desarrollo de procesos para el reciclaje del litio.
No desperdiciar ni desear
El agua se ha convertido en un recurso valioso –en todo el mundo– y la forma en que la tratamos es una preocupación creciente para la sociedad. Muchas empresas perforan pozos, bombeando grandes cantidades de agua subterránea para cubrir la demanda del agua de proceso. Sin embargo, los gobiernos dan cada vez más prioridad al uso de las aguas subterráneas para el consumo y cobran elevados impuestos o niegan a las empresas el acceso a la capa freática. Esto no solo preocupa a los fabricantes de productos químicos, sino que también afecta a otros sectores como la industria metalúrgica, textil y de tratamiento de residuos.
La evaporación de las aguas residuales puede ser costosa y requerir mucha energía, pero no tiene por qué serlo. Algunas compañías optan por evaporar sus aguas residuales porque es la única opción viable, pero resolver este problema solo es un aspecto. De hecho, los fabricantes pueden recuperar su inversión en un plazo de 3 a 5 años si reutilizan los condensados como agua de proceso. Dado que los equipos de GEA son muy robustos y están construidos para durar una generación o más, el consumo energético de la evaporación puede reducirse sustancialmente con la recompresión térmica o mecánica del vapor (MVR).
Planta de separación térmica de GEA
Sin embargo, una consideración importante es la composición de las aguas residuales. Debe investigarse a fondo para garantizar que se tienen en cuenta los parámetros físicos correctos y que la solución correspondiente puede aplicarse de manera adecuada. Los clientes se benefician de la red de centros de pruebas GEA con personal profesional, instalaciones de laboratorio y equipos piloto, que nos permiten apoyarlos a medida que examinan las soluciones disponibles y comparan el ahorro con la inversión y los costes energéticos.
GEA tiene una amplia experiencia en técnicas de separación en las industrias alimentaria, farmacéutica y química –que deben cumplir rigurosas normas– y está bien posicionada para asesorar a empresas de diversos sectores. ¿Por qué es tan importante? La ONU calcula que el 80% de las aguas residuales del mundo se devuelve al ecosistema sin ser tratada ni reutilizada, y que 3,6 millones de personas mueren cada año en el mundo por enfermedades relacionadas con el agua, de las cuales el 84% son niños. Además, la escasez de agua afecta a cuatro de cada 10 personas y, para 2025, la ONU prevé que 1.800 millones de personas vivan en países o regiones con escasez absoluta de agua.
GEA está haciendo todo lo posible para evitar que esto se convierta en una profecía autocumplida: la compañía ha suministrado numerosos decantadores de biosólidos como parte de plantas de tratamiento de aguas residuales en toda la India y para aplicaciones de efluentes industriales y aguas residuales urbanas. En Irlanda, la tecnología de deshidratación de GEA está ayudando a reducir los costes de explotación al producir lodos que son entre un 10 y un 15% más secos y, por tanto, menos costosos de transportar o reutilizar... como fertilizante agrícola; y en México, GEA fue contratada para diseñar y construir una planta de tratamiento de aguas residuales con cero vertidos líquidos (ZLD) para una central eléctrica en Ciudad Juárez. ¡Y eso no es más que la punta del iceberg metafórico!
Ah, ¿y recuerda el plástico del que hablamos antes? Estamos a punto de cerrar el círculo. Junto con el endurecimiento de los requisitos de reciclaje y producción, el PET reciclado (rPET) ahora tiene más disponibilidad y un precio competitivo. Muchas empresas que producen y utilizan rPET confían en la tecnología de centrífugas de GEA para gestionar sus aguas de proceso, lo que les permite cumplir los estándares de calidad y medioambientales, al tiempo que minimizan sus costes de explotación.
Producción de fertilizantes
Los fertilizantes desempeñan un papel importante, pero es necesario encontrar un equilibrio entre los insumos y los resultados, como los niveles de nitrato en las aguas subterráneas, las emisiones de gases de efecto invernadero, la contaminación del suelo, etc. Por ello, muchos productores buscan ahora formulaciones de gran pureza y solubles en agua, como el fosfato monoamónico o MAP. En la producción de MAP, generalmente se utiliza ácido fosfórico como producto de partida. Sin embargo, GEA ha desarrollado e implementado una solución innovadora para producir fertilizante MAP soluble de alta calidad que elimina la necesidad de comprar ácido fosfórico purificado y/o integrar una línea de purificación adicional.
