Extraktion von Rückständen aus Lebensmittel- und Chemieabfällen

An einer spanischen Universität wurde ein Prozess zur Rückgewinnung wertvoller Substanzen aus Abwässern der Lebensmittel- und Chemieindustrie entwickelt, das nach dem Prinzip der Ionenaustausch-Separation funktioniert. Der Prozess kann auch in Wasseraufbereitungsanlagen angewandt werden.

Das Ionenaustauschverfahren zum Abscheiden von Substanzen wird schon seit vielen Jahren industriell eingesetzt, beispielsweise zur Extraktion von Schwermetallen in Wasseraufbereitungsanlagen. Dabei strömt das Abwasser durch Ionenaustauscherkolonnen, die innen mit einer Beschichtung versehen sind, auf der Ionen gebunden sind. Wird die Kolonne von Abwasser durchströmt, verdrängen die darin enthaltenen Schwermetallionen die auf der Innenseite der Kolonne gebundenen Ionen. Somit verbleiben die Metallionen in der Kolonne, während die ursprünglich vorhandenen Ionen ausgeräumt werden.

Die aktuelle Forschung konzentriert sich nun auf eine Erweiterung dieses Ionenaustauschprozesses. Das Ziel besteht darin, das Verfahren zum Entfernen von Metallen aus Industrieabwässern so zu verbessern, dass eine Kontamination vermieden wird, und den bestehenden Prozess so weiter zu entwickeln, dass er sich auch zum Extrahieren von Proteinen aus Rückständen der Lebensmittel verarbeitenden Industrie – beispielsweise aus Milch, Eiern, Fisch und pflanzlichen Produkten – zu entfernen. Auch in der chemischen Industrie kann es nützliche Anwendungen für diesen fortschrittlichen Ionenaustauschprozess geben, so z.B. zur Reinigung von Flüssigkeitsströmen. So lassen sich nicht nur Reinigungskosten vermeiden, sondern auch hochwertige Produkte herstellen.

Dazu wurden unterschiedliche Typen von Ionenaustauscherkolonnen im Labor getestet, um Aussagen über die besten Austauscher sowie die Reaktionskinetik und das Reaktionsgleichgewicht zu gewinnen. Der konstruktive Aufbau der Kolonnen und ihre maßstabsgerechte Vergrößerung wurden von Kolonnen von 1cm Durchmesser (Labormaßstab) zu Ausführungen mit bis zu 2m Durchmesser (Industriemaßstab) weiter entwickelt. Im Projekt wurden die konstruktiven Grundlagen eines Prozesses für den Ionenaustausch im industriellen Maßstab eingehend untersucht und Tests an einer Pilotanlage durchgeführt. Dieser Prozess arbeitet sehr spezifisch und ist daher in der Lage, aus Flüssigkeiten auch Ionen zu extrahieren, die nur in sehr geringen Konzentrationen vorhanden sind. Die dafür benötigte technische Ausstattung ist im Vergleich mit anderen Separationstechniken ausgesprochen preisgünstig und einfach zu bedienen. Darüber hinaus lässt sich der Betrieb einfach automatisieren. Durch den abwechselnden Einsatz von zwei Kolonnen kann der Prozess kontinuierlich betrieben werden.

Als nächstes gilt es, diese Technologie in industriellen Prozessen zu implementieren. Die Universität ist auf der Suche nach Partnerbetrieben aus der Lebensmittel verarbeitenden oder chemischen Industrie, in deren Prozessen das neue Ionenaustauschverfahren wünschenswert ist.

Kontakt
ENCINAS, Carlos

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