Aminozuurzuivering met actieve kool

Aminozuren worden gebruikt in de voeder-, voedsel-, farmaceutische, gezondheids- en cosmeticamarkt. De voedingssector neemt de plaats in van diervoeder als grootste markt.

Voor diervoeder verlagen aminozuurtoevoegingen de kosten, verbeteren ze de efficiëntie en bevorderen ze de groei van dieren. L-lysine, DL-methionine, L-threonine en L-tryptofaan worden veel gebruikt in deze sector.

Voor voeding worden ze gebruikt als conserveermiddelen of smaakversterkers. Ze kunnen ook worden toegevoegd om te zorgen voor voldoende inname van essentiële aminozuren, die het menselijk lichaam niet zelf kan produceren. L-glutaminezuur, L-asparaginezuur, L-fenylalanine worden veel gebruikt.

In de gezondheidszorg worden ze gebruikt om slaapstoornissen en spijsverteringsproblemen te behandelen, of als voorlopers voor een reeks andere geneesmiddelen. In cosmetica zijn ze te vinden in vochtinbrengende crèmes.

De wereldwijde aminozuurmarkt werd geschat op 21 tot 25 miljard euro in 2020, met een verwachte jaarlijkse groei van 5-7%.

Jaarlijks wordt er zo'n 8 miljoen ton aminozuren geproduceerd. Het niet-essentiële L-glutaminezuur (gebruikt voor het kruiden van voedingsmiddelen en als toevoegingsmiddel in diervoeding) en het essentiële L-lysine (gebruikt als toevoegingsmiddel in diervoeding en als voedingssupplement) hebben de grootste productievolumes.

Gezien de betrokken sectoren is het duidelijk van cruciaal belang dat aminozuren voldoen aan zeer hoge zuiverheids- en kwaliteitsnormen.

De meest voorkomende onzuiverheden die behandeling vereisen zijn organische stikstofmoleculen, die worden gedetecteerd als kleur en gemeten door UV-transmissie. Ze kunnen worden veroorzaakt door variaties in grondstoffen of procesparameters.

Zuivering kan ook nodig zijn om:

• Het kristallisatieproces te verbeteren
• De opbrengst te verbeteren door verliezen te beperken
• Toxische of schuimende verbindingen te verwijderen vóór de fermentatie
• Het fermentatieproces te verbeteren.

We have a long-term partnership with a major European manufacturer of an essential amino acid. Its product still contains molecules that give it a slight colour and other impurities that reduce the quality. There are multiple filters in series on site to treat the flow of 20 – 40 m³/h. To achieve optimal purification, the process is carried out at a higher temperature and low pH.

We are cooperating with several other amino acid manufacturers in Europe. One of them is Evonik, which is the largest global producer of methionine. The methionine product solution is treated in GAC filters to increase the UV transmittance and remove side components. In production trials in Antwerp, Desotec’s renewable granular activated carbons (GAC) replaced coal-based GAC while maintaining excellent performance. The switch to renewable GAC was completed successfully without any drop in performance. Laboratory tests showed further the feasibility of GAC reactivation, which will soon be realized and will add further economic advantages.

With regard to the CO₂e (CO₂ equivalent) footprint of this production step, the lower consumption, the very small CO₂ footprint of the renewable activated carbon itself and the ability to reactivate the activated carbon lead to a considerable reduction in CO₂ equivalent emission per ton of product. For example, replacing a fossil-based activated carbon with a renewable activated carbon of the same standard can reduce the CO₂e footprint by over 90% for the virgin and by roughly 70% for the reactivated activated carbon.

We hebben een langdurig partnerschap met een grote Europese fabrikant van een essentieel aminozuur. Zijn product bevat nog moleculen die het een lichte kleur geven en andere onzuiverheden die de kwaliteit verminderen. Op de locatie staan meerdere filters in serie om de stroom van 20 - 40 m³/u te behandelen. Voor een optimale zuivering wordt het proces uitgevoerd bij een hogere temperatuur en een lage pH.

We werken samen met verschillende andere aminozuurproducenten in Europa. Een daarvan is Evonik, de grootste producent van methionine ter wereld. De methionineproductoplossing wordt behandeld in GAC-filters om de UV-transmissie te verhogen en nevencomponenten te verwijderen. Bij productieproeven in Antwerpen verving Desotec's hernieuwbare granulaire actieve kool (GAC) GAC op basis van steenkool met behoud van uitstekende prestaties. De overschakeling op hernieuwbare GAC verliep succesvol zonder prestatieverlies. Laboratoriumtests toonden verder de haalbaarheid aan van GAC-reactivering, die binnenkort zal worden gerealiseerd en nog meer economische voordelen zal opleveren.

Wat de CO2e-voetafdruk (CO2-equivalent) van deze productiestap betreft, leiden het lagere verbruik, de zeer kleine CO2-voetafdruk van de hernieuwbare actieve kool zelf en de mogelijkheid om de actieve kool te reactiveren tot een aanzienlijke vermindering van de CO2-equivalentemissie per ton product. Door bijvoorbeeld een fossiele actieve kool te vervangen door een hernieuwbare actieve kool van dezelfde standaard, kan de CO2e-voetafdruk met meer dan 90% worden verminderd voor de zuivere actieve kool en met ongeveer 70% voor de gereactiveerde actieve kool.