Il potente ritmo della vita (chimica)
07 Jun 2021
Per tutto il mese di giugno, nell'ambito del programma ACHEMA Pulse, GEA analizzerà in che modo la multiforme industria chimica possa trasformare in realtà il suo sogno di redditività. Con tecnologie che giocano un ruolo chiave nella riduzione delle emissioni di gas serra, nell'ottimizzazione dei processi e nell'economia circolare, solo per citare alcuni esempi, l'azienda sta evidenziando come basti davvero poco per ottenere un aumento della produttività, prodotti di qualità superiore e sistemi più efficienti dal punto di vista energetico, cambiando ritmo di marcia.
In passato, la realizzazione di una economia circolare o bioeconomia era ritenuta quasi esclusivamente un punto d'arrivo o un'aspirazione in molti settori, tra cui l'agricoltura e le imprese sia di consumo che business-to-business. Oggi, la sostituzione dei prodotti petrolchimici con materie prime rinnovabili è diventata redditizia se utilizzata come base per la fabbricazione di prodotti di maggiore valore economico. La produzione di biochimici tramite bioraffinazione, ad esempio, comporta la conversione di biomassa vegetale, microbica, fungina e di rifiuti organici in diversi prodotti e componenti bio-based da utilizzare in un'ampia gamma di settori, compresa l'industria chimica. Sfruttando le risorse rinnovabili, intere industrie stanno riducendo il loro impatto ambientale con lo sviluppo di innovazioni che riducono l'uso di materie prime fossili.
Le soluzioni GEA abbracciano quasi ogni tipo di risorsa rinnovabile e applicazione industriale, compresa la produzione efficiente di biocombustibili, biopolimeri e altri prodotti chimici bio-based, nonché componenti e ingredienti per l'industria alimentare e dei mangimi. Abbiamo collaborato con clienti e diversi consorzi per stabilire e testare modelli di bioraffinazione per produrre acidi da materie prime rinnovabili da utilizzare come elementi costitutivi delle bioplastiche, sfruttare le microalghe da utilizzare nei biopesticidi e nei mangimi, produrre gomma estratta dai denti di leone, proteine da insetti e reflui della produzione alimentare... e molto altro. Infatti, dalla fermentazione alla lavorazione a valle, il nostro portafoglio comprende separatori centrifughi, unità di filtrazione a membrana, evaporatori, cristallizzatori, impianti di distillazione ed essiccatori a letto fluido per l'isolamento e la purificazione del prodotto, la concentrazione e l'essiccazione.
Prendiamo ad esempio al plastica: economica da produrre e altamente versatile, può essere stampata, pressata, compressa e modellata in qualsiasi forma e per qualsiasi scopo. Sebbene la maggior parte della plastica oggi sia prodotta da combustibili fossili come il petrolio greggio e il carbone, i progressi scientifici degli ultimi anni hanno permesso di produrla da fonti sostenibili (o materie prime) di origine vegetale, tra cui canna da zucchero, fecola di patate, cellulosa (legno), mais, soia, oli vegetali di scarto e altri rifiuti alimentari e agricoli.
I nuovi processi di trasformazione della biomassa in biopolimeri e bioplastiche si basano su tecnologie e apparecchiature di processo efficienti e affidabili. In qualità di leader globale nella biotecnologia bianca, GEA è all'avanguardia in questo campo e da oltre un decennio lavora con il settore delle bioplastiche per sviluppare, testare e mettere a punto apparecchiature e tecnologie che consentono all'industria di realizzare flussi di produzione commerciale sostenibili attraverso la conversione su scala industriale di processi pilota e di ricerca e sviluppo. Un valido esempio è la produzione da fonti vegetali di acido lattico che viene poi utilizzato per ottenere acido polilattico (PLA), un'alternativa biodegradabile e sostenibile al polietilene tereftalato (PET).
In particolare, GEA lavora con le organizzazioni per affrontare i problemi di processo, migliorare l'efficienza e contribuire a trasformare concetti innovativi in processi industriali praticabili per la fabbricazione di bioplastiche e altri prodotti a base biologica. Ogni soluzione è progettata per contribuire a risparmiare energia e acqua, riciclare il calore in eccesso, ridurre gli sprechi e le emissioni laddove possibile, in modo da ottenere prodotti sostenibili con tecnologie sostenibili.
Alla guida della rivoluzione verde
Oggi le batterie al litio tengono accesi e alimentano i nostri dispositivi elettronici medicali, di consumo e industriali; ma è l'uso delle batterie agli ioni di litio nei veicoli elettrici e ibridi di nuova generazione che ha fatto meritare a questo metallo leggero color argento il nome di "petrolio bianco". Il mercato del litio registrerà sicuramente una forte impennata per rispondere alla domanda del mercato dei veicoli elettrici. Tuttavia, il metallo più leggero che si conosca non è presente come elemento puro in natura; è racchiuso nelle rocce e nei sali minerali dei laghi salmastri sotterranei o viene estratto dai depositi minerali di spodumene, petalite e lepidolite che si trovano nelle rocce ignee.
Per affrontare questi problemi della catena del valore, GEA ha sviluppato tecnologie di evaporazione, cristallizzazione ed essiccazione che sono fondamentali per produrre il litio da concentrati di salamoia o dallo spodumene. La nostra gamma include sistemi di precipitazione e filtrazione a membrana per rimuovere le impurità, separazione centrifuga solido/liquido, concentrazione, purificazione ed essiccazione a letto fluido per i composti di sali di litio. Inoltre, la competenza di GEA abbraccia anche lo spray drying di polveri per materiali per batterie al litio all'avanguardia.
E poiché non esiste una soluzione universale quando si tratta dello spray drying di materiali per batterie agli ioni di litio, gli ingegneri di GEA realizzano soluzioni su misura per ogni applicazione. Eseguono anche test di impianti pilota completi per assicurare la produzione di polveri che siano sempre di qualità superiore.
Le competenze e l'ampio portafoglio di GEA per la produzione e la lavorazione del litio entrano in gioco subito dopo l'estrazione con la raffinazione dei prodotti intermedi e terminano con una polvere essiccata. Assistiamo clienti in tutto il mondo con applicazioni per la concentrazione del litio, la cristallizzazione e la purificazione dei sali, la rimozione delle impurità, l'essiccazione a letto fluido e lo spray drying, il recupero dei sottoprodotti e lo sviluppo di processi per il riciclaggio del litio.
Chi non spreca, guadagna
L'acqua è diventata una risorsa preziosa, in tutto il mondo, e la società si sta sempre più preoccupando di trovare modi in cui gestirla. Molte aziende perforano pozzi, pompando grandi quantità dalle falde acquifere per soddisfare la domanda di acqua di processo. Tuttavia, i governi stanno sempre più spesso dando la priorità all'uso delle acque sotterranee per l'acqua potabile e impongono tasse elevate o negano alle aziende l'accesso alle falde. Questo preoccupa non solo i produttori chimici ma incide anche su altri settori come il trattamento dei rifiuti, l'industria metallurgica e tessile.
L'evaporazione delle acque reflue può, ma non deve necessariamente, essere costosa e dispendiosa in termini di energia. Alcune aziende scelgono di ricorrere all'evaporazione delle acque reflue perché è l'unica opzione fattibile, ma risolvere il problema delle acque reflue è solo un aspetto. Riutilizzando la condensa come acqua di processo, i produttori possono effettivamente recuperare il loro investimento entro 3-5 anni. Dato che le attrezzature GEA sono molto robuste e costruite per durare anche più di una generazione, il consumo energetico dell'evaporazione può essere sostanzialmente ridotto con la ricompressione termica o meccanica del vapore (MVR).
Impianto di separazione termica GEA
Un aspetto importante, tuttavia, è la composizione delle acque reflue. È necessario testarle in modo accurato per garantire che vengano considerati i giusti parametri fisici e che possano essere correttamente implementate le soluzioni adeguate. I nostri clienti beneficiano della rete GEA di centri di prova, laboratori e impianti pilota con personale qualificato, con cui possiamo supportarli mentre esaminano le soluzioni disponibili e confrontano i risparmi con i costi di investimento e di energia.
GEA ha una vasta esperienza nelle tecniche di separazione dell'industria alimentare, farmaceutica e chimica - che devono soddisfare standard rigorosi - e possiede gli strumenti giusti per consigliare le aziende in diversi settori. Perché è così importante? Secondo stime dell'ONU, l'80% delle acque reflue del mondo ritornano nell'ecosistema senza essere trattate o riutilizzate e 3,6 milioni di persone muoiono ogni anno a livello globale per malattie legate all'acqua, l'84% delle quali sono bambini. Inoltre, la scarsità d'acqua colpisce quattro persone su 10 ed, entro il 2025, l'ONU prevede che 1,8 miliardi di persone vivranno in paesi o regioni con assoluta scarsità d'acqua.
GEA sta facendo tutto il possibile per evitare che queste previsioni si avverino: l'azienda ha fornito numerosi decanter di biosolidi come parte di impianti di trattamento delle acque reflue in tutta l'India e per applicazioni di effluenti industriali e sistemi fognari municipali; in Irlanda, la tecnologia di separazione GEA sta aiutando a ridurre i costi operativi producendo fanghi che sono più asciutti del 10-15% e quindi meno costosi da trasportare o riutilizzare ... come fertilizzanti agricoli; e in Messico, GEA è stata coinvolta nella progettazione e costruzione di un impianto di trattamento delle acque reflue a scarico liquido zero (ZLD) per una centrale elettrica a Ciudad Juárez. E questa è solo la punta del cosiddetto iceberg!
E ricordate la plastica di cui parlavamo prima? Stiamo per chiudere il cerchio. Oltre a presentare requisiti di riciclaggio e di produzione più severi, il PET riciclato (rPET) ora è più ampiamente disponibile e ha prezzi competitivi. Molte aziende che producono e usano rPET si affidano alla tecnologia delle centrifughe GEA per gestire l'acqua di processo, conformarsi agli standard qualitativi e ambientali e ridurre al minimo i costi di gestione.
Produzione di fertilizzanti
I fertilizzanti rivestono un ruolo importante, ma è necessario trovare un equilibrio tra input e output come i livelli di nitrati nelle acque sotterranee, le emissioni di gas serra, l'inquinamento del suolo ecc. Per questo motivo, molti coltivatori stanno cercando formulazioni ad alta purezza e solubili in acqua come il fosfato monoammonico o MAP. Nella produzione del MAP, l'acido fosforico è generalmente usato come prodotto di partenza ma GEA ha sviluppato e implementato una soluzione innovativa per produrre fertilizzante MAP solubile di alta qualità che consente di evitare di acquistare acido fosforico purificato e/o integrare una linea di purificazione aggiuntiva.
