W produkcji aminokwasów niezbędne są wysokie standardy czystości.

DESOTEC posiada bogate doświadczenie we współpracy z klientami z sektora chemicznego, znajdując najlepsze możliwe rozwiązania w zakresie oczyszczania dla każdego unikalnego zastosowania.

Rynek i czynniki napędzające

Aminokwasy są stosowane w paszach, żywności, farmacji, ochronie zdrowia i kosmetykach. Największym rynkiem jest sektor spożywczy, który ustępuje miejsca rynkowi paszowemu.

W przypadku pasz dodatki aminokwasowe obniżają koszty, zwiększają wydajność i poprawiają wzrost zwierząt. W tym sektorze powszechnie stosuje się L-lizynę, DL-metioninę, L-treoninę i L-tryptofan. 

W żywności są one stosowane jako konserwanty lub wzmacniacze smaku. Mogą być również dodawane w celu zapewnienia odpowiedniego spożycia niezbędnych aminokwasów, których organizm ludzki nie jest w stanie sam wytworzyć. Szeroko stosowane są: kwas L-glutaminowy, kwas L-asparaginowy, L-fenyloalanina.

W służbie zdrowia są stosowane w leczeniu zaburzeń snu i problemów trawiennych oraz jako prekursory wielu innych leków. W kosmetyce można je znaleźć w środkach nawilżających. 

Wartość światowego rynku aminokwasów w 2020 r. szacowano na 21-25 mld euro, przy przewidywanym rocznym tempie wzrostu wynoszącym 5-7%. 

Około . Rocznie produkuje się około 8 milionów ton aminokwasów. Największą produkcję stanowią nieistotny kwas L-glutaminowy (stosowany do przyprawiania żywności i jako dodatek do pasz) oraz niezbędna L-lizyna (stosowana jako dodatek do pasz i jako suplement diety). 

Produkcja aminokwasów

Istnieje kilka sposobów wytwarzania aminokwasów. Coraz większe znaczenie mają procesy biotechnologiczne, czyli fermentacja i kataliza enzymatyczna, podczas gdy ekstrakcja i synteza chemiczna tracą na znaczeniu. 

Do produkcji aminokwasów w procesie fermentacji jako surowce wykorzystuje się zazwyczaj produkty uboczne rolnictwa. Większość światowych przychodów pochodzi z roślin takich jak soja, pszenica, kukurydza, ziemniak i groch, przetwarzanych przy użyciu biotechnologii. Spośród najbardziej popularnych aminokwasów, L-glutaminian i L-lizyna są zwykle produkowane w procesie fermentacji surowców roślinnych. 

W przypadku aminokwasów pozyskiwanych w drodze ekstrakcji najbardziej powszechne są źródła zwierzęce. W ten sposób produkowane są cysteina i tyrozyna. 

DL-metionina jest nadal głównie substancją ropopochodną i zwykle jest wytwarzana w drodze syntezy chemicznej. 
 

Wyzwania związane z oczyszczaniem

Jest oczywiste, że ze względu na sektory, o których mowa, niezwykle ważne jest, aby aminokwasy spełniały bardzo wysokie standardy czystości i jakości. 

Najczęstszymi zanieczyszczeniami, które wymagają obróbki, są organiczne cząsteczki azotu, wykrywane jako kolor i mierzone za pomocą transmisji UV. Mogą one być spowodowane zmianami w surowcach lub parametrach procesu.

Oczyszczanie może być również konieczne do: 
●    Usprawnienie procesu krystalizacji
●    Zwiększenie plonów poprzez zmniejszenie strat
●    Usuwanie toksycznych lub pieniących się związków przed fermentacją
●    Usprawnienie procesu fermentacji.
 

Technologie oczyszczania

Węgiel aktywowany może być stosowany do usuwania niepożądanych cząsteczek z aminokwasów podczas produkcji i/lub jako etap polerowania. Występuje w dwóch postaciach: sproszkowanej (PAC) i granulowanej (GAC). 

PAC jest dodawany do partii roztworu aminokwasów w celu adsorpcji zanieczyszczeń, a następnie odfiltrowywany. Sproszkowany węgiel aktywowany nie może być jednak reaktywowany, co powoduje powstawanie strumienia odpadów. Ponadto zużycie jest zwykle dwa-trzy razy większe niż w przypadku granulowanego węgla aktywnego (GAC). 

Dlatego przejście na proces ciągły z wykorzystaniem GAC może mieć sens dla klientów. GAC jest umieszczony w jednostkach filtracyjnych i usuwa zanieczyszczenia poprzez adsorpcję na złożu filtracyjnym. Po nasyceniu węgiel można zazwyczaj ponownie aktywować, co zwiększa jego opłacalność i trwałość.

Producenci aminokwasów mają jednak wysokie standardy w zakresie jakości produktów i wolą ponownie wykorzystywać własny węgiel reaktywowany, zamiast korzystać z ogólnej puli. Dla dużych klientów możemy zaoferować dedykowane usługi reaktywacji, zapewniające wyłączne wykorzystanie i ponowne użycie ich własnego węgla aktywnego.

Filtracja z węglem aktywnym może również oczyszczać powietrze wentylacyjne i ścieki pochodzące z procesu produkcji aminokwasów. 
 

Studia przypadków: Oczyszczanie aminokwasów w praktyce

Od wielu lat współpracujemy z jednym z głównych europejskich producentów aminokwasów egzogennych. Jego produkt nadal zawiera cząsteczki, które nadają mu lekkie zabarwienie, oraz inne zanieczyszczenia, które obniżają jego jakość. W zakładzie znajduje się wiele szeregowo połączonych filtrów do oczyszczania przepływu 20-40 m3 /h. Aby uzyskać optymalne oczyszczenie, proces jest prowadzony w wyższej temperaturze i przy niskim pH. 

Współpracujemy z kilkoma innymi producentami aminokwasów w Europie. Jednym z nich jest firma Evonik, która jest największym światowym producentem metioniny. Roztwór produktu metioniny jest oczyszczany w filtrach GAC w celu zwiększenia przepuszczalności promieniowania UV i usunięcia składników ubocznych. W próbach produkcyjnych w Antwerpii, odnawialne granulowane węgle aktywne (GAC) firmy Desotec zastąpiły GAC na bazie węgla, zachowując przy tym doskonałą wydajność. Przejście na odnawialny GAC zostało zakończone sukcesem bez żadnego spadku wydajności. Testy laboratoryjne wykazały, że reaktywacja GAC jest możliwa, co wkrótce zostanie zrealizowane i przyniesie dalsze korzyści ekonomiczne.

Jeśli chodzi o ślad CO₂ e (ekwiwalent CO₂) na tym etapie produkcji, mniejsze zużycie, bardzo mały ślad CO₂ samego odnawialnego węgla aktywnego oraz możliwość reaktywacji węgla aktywnego prowadzą do znacznego zmniejszenia emisji ekwiwalentu CO2 na tonę produktu. Na przykład zastąpienie kopalnego węgla aktywnego odnawialnym węglem aktywnym o tym samym standardzie może zmniejszyć ślad CO2 e o ponad 90% w przypadku pierwotnego i o około 70% w przypadku reaktywowanego węgla aktywnego.
 

Korzyści wynikające z zastosowania rozwiązań DESOTEC

DESOTEC posiada bogate doświadczenie w projektowaniu i wdrażaniu rozwiązań opartych na PAC i GAC stosowanych w produkcji aminokwasów. Rozumiemy, że każda firma działająca w sektorze chemicznym ma precyzyjne i unikalne wymagania.

Przed wdrożeniem rozwiązania na pełną skalę przeprowadzamy szeroko zakrojone testy laboratoryjne i próby w miejscu instalacji, aby ustalić optymalną klasę węgla i konfigurację filtra. Jeśli po przeprowadzeniu testów okaże się, że nasze rozwiązanie nie jest optymalne, poinformujemy o tym klienta. Nieustannie prowadzimy badania i opracowujemy sposoby ulepszania produktów i usług oferowanych klientom.

Ściśle współpracujemy z klientami, aby utrzymać bardzo wysoką jakość kontroli. Nasze doświadczenie pozwala nam rozwiązywać problemy i docierać do ich przyczyn.

Nasze filtry są mobilne i dostarczane na zasadzie miesięcznego wynajmu, dzięki czemu stanowią elastyczne rozwiązanie dla wielu klientów z sektora chemicznego. 

Wykorzystanie reaktywowanego i odnawialnego węgla aktywnego w filtrach ruchomych również uważa się za zrównoważone, zwłaszcza w produkcji aminokwasów pochodzenia roślinnego. Szacuje się, że ślad CO₂e od początku do końca produkcji aminokwasów roślinnych wynosi do 20 kg CO₂e/kg produktu. Zużycie GAC może wynosić około 1 kg/100 kg produktu, a więc stanowić mniej niż 0,1% całkowitej emisji CO₂e.

Po zużyciu GAC jest on transportowany z zakładów klienta do zakładów DESOTEC w zamkniętych jednostkach filtracyjnych. Oznacza to, że nie ma potrzeby przenoszenia węgla na miejscu, dzięki czemu zakłady chemiczne pozostają wolne od kurzu i zanieczyszczeń.  

W piecach DESOTEC zanieczyszczenia są całkowicie niszczone zgodnie z przepisami europejskimi, a węgiel jest reaktywowany. Proces jest stale monitorowany, dzięki czemu z kominów wydostaje się tylko nieszkodliwa para wodna. 
 

Skontaktuj się z DESOTEC już dziś

Aby porozmawiać o tym, jak nasze rozwiązania mogą sprawdzić się w Twojej firmie, skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów już dziś.