Nieuws

Elektrische technologie moet energie besparen bij poeders maken

Gepubliceerd op
9 november 2022

Wetenschappers van vijf Nederlandse universiteiten werken samen in het ELECTRIFIED project, om doorbraaktechnologieën te ontwikkelen in de industrie. Dat doen zij door de krachten van elektriciteit en elektrische velden te gebruiken. Huidige droogprocessen om bijvoorbeeld papier of melkpoeder te maken, gebruiken lucht of stoom en zijn daardoor energie-intensief.

Maarten Schutyser, onderzoeker bij Levensmiddelen Proceskunde bij Wageningen University & Research, is ervan overtuigd dat elektrische krachten droogprocessen versnellen met veel minder energieverbruik. Hiervoor wordt een nieuwe term gebruikt: ELECfficiency. Deze verwijst naar een volgende - veel energie-efficiëntere - generatie van geëlektrificeerde processen.

Met elektriciteit willen we het mechanisme van waterverwijdering veranderen, om ontwateringsprocessen efficiënter te maken
Maarten Schutyser, universitair hoofddocent Levensmiddelen Proceskunde

Drogen speelt een sleutelrol in de productie van allerlei producten, zoals karton en kruidenpoeders, maar ook in de productie van plantaardige eiwitten. ‘Je kunt hernieuwbare elektriciteit een-op-een gebruiken voor deze processen, alleen verbetert dit de energie-efficiëntie niet’, vertelt Schutyser. ‘Daarom richten wij ons op de unieke eigenschappen van elektriciteit om fundamenteel het mechanisme van waterverwijdering te veranderen, zodat ontwateringsprocessen efficiënter worden.’

Samenwerkingsverband

ELECTRIFIED is een samenwerking tussen vijf universiteiten: Technische Universiteit Eindhoven, Technische Universiteit Delft, Universiteit Twente, Rijksuniversiteit Groningen en Wageningen University & Research en acht bedrijven: Avebe, ANDRITZ, Cosun, Corbion, DSM, MEAM, The Protein Brewery en VNP. Het project wordt gefinancierd vanuit het NWO Key Technologies programma, waarbij NWO een aantal projecten heeft toegekend om innovatie verder te brengen en duurzame, maatschappelijke transities te versnellen. In ELECTRIFIED onderzoeken wetenschappers drie technologieën voor droogprocessen.

Absorberende gels

‘De eerste technologie is elektrodialyse, om bijvoorbeeld eiwitten uit de reststroom van de aardappelverwerkingsindustrie te winnen’, vertelt Schutyser. ‘Er wordt dan gewerkt met elektroresponsieve hydrogels. Deze gels absorberen water, maar als ze onder elektrische spanning staan, laten ze het water los. In combinatie met een speciaal filter (membraan) wordt het fruitwater geconcentreerd. Dit proces is veel milder dan bestaande processen en er is minder kans op beschadigingen van het product.’

Geladen deeltjes

Voor producten die minder water bevatten - zoals pasta’s of papier - kan elektro-osmose worden toegepast. In de poriën van een pasta of papier zit niet alleen water, maar ook geladen deeltjes die een geladen laag boven het porie-oppervlak vormen. Als een elektrisch veld wordt aangelegd, ontstaat er een stroming die de deeltjes in beweging brengt. De deeltjes sleuren als het ware het water mee uit het product. ‘Voor water dat niet mechanisch verwijderd kan worden, biedt elektro-osmose een uitkomst voor vermindering van het gebruik van energie,’ legt Schutyser uit.

Luchtstroom van ionen

‘Nu gebruikt men bijvoorbeeld nog sproeidrogers om poeders te maken. Vloeibaar product, verspreid als druppeltjes in een toren, droogt dan met hete lucht tot een poeder’, legt Schutyser uit. ELECTRIFIED wil elektrohydrodynamisch drogen als manier gebruiken om drogen te versnellen. Dit proces gebruikt een luchtstroom van ionen die gegenereerd wordt in een elektrisch veld. Hiermee wordt het proces met veel minder hete lucht en dus minder energiegebruik uitgevoerd.’

Deze principes zijn nog niet eerder op deze schaal onderzocht
Maarten Schutyser, universitair hoofddocent Levensmiddelen Proceskunde

Nieuwe generatie elektrische processen

‘We gaan aan de slag om schaalbare apparatuur te ontwikkelen met deze elektrisch gedreven droogprocessen’, vervolgt Schutyser. Daarvoor werken de wetenschappers samen met apparatenbouwers en bijvoorbeeld met de Wageningen Technical Development Studio die deze nieuwe apparatuur kunnen maken. ‘Deze principes zijn nog niet eerder op deze schaal onderzocht. Samen met dit consortium, ontwikkelen we een nieuwe generatie zeer energie-efficiënte elektrische processen om duurzaam te produceren.’