Valorisatie van bijproducten uit de voedselverwerking door middel van ultrasone extractie

Bijproducten uit de voedselverwerking – zoals uien- en koolresten, sinaasappelschillen en eiwitrijke reststoffen zoals bierbostel – worden vaak als afval weggegooid of gedegradeerd tot diervoeder van lage kwaliteit. Toch blijven deze bijproducten rijke bronnen van waardevolle bioactieve stoffen, waaronder eiwitten, voedingsvezels, fenolische antioxidanten en natuurlijke pigmenten.
Om deze hoogwaardige ingrediënten te winnen, zijn zachte verwerkingsmethoden nodig die hun functionele en voedingswaarde behouden. Na extractie en verfijning kunnen deze stoffen worden verwerkt in een breed scala aan voedingsmiddelen en dranken, met name in de groeiende sector van plantaardige voedingsmiddelen.
Ultrasone extractie biedt een efficiënte, niet-thermische en milieuvriendelijke oplossing voor het terugwinnen van waardevolle stoffen uit voedselafval en biomassa. Door gebruik te maken van krachtige ultrasone trillingen kunnen fabrikanten de extractieopbrengst maximaliseren en tegelijkertijd de integriteit en werkzaamheid van gevoelige bioactieve ingrediënten behouden.

Efficiënte bioraffinaderijen door middel van procesintensificatie met behulp van ultrasone trillingen

Ultrasone behandeling is een beproefde technologie voor procesintensivering die de efficiëntie, duurzaamheid en winstgevendheid van moderne bioraffinaderijen verhoogt. Door krachtige ultrasone trillingen te integreren in de verwerking van biomassa kunnen producenten de extractieprestaties aanzienlijk verbeteren, chemische en biochemische reacties versnellen en meng-, homogenisatie- en dispersieprocessen optimaliseren.

In vergelijking met conventionele verwerkingsmethoden biedt ultrasone behandeling de volgende voordelen:

• Hogere opbrengsten bij de extractie
• Kortere reactie- en verwerkingstijden
• Verbeterde conversiepercentages
• lager energieverbruik
• Verbeterde productkwaliteit en zuiverheid
• Lagere bedrijfskosten

Daarom speelt procesintensificatie met behulp van ultrasone golven een cruciale rol bij het efficiënter en duurzamer omzetten van biomassa in hoogwaardige producten.

Wat is een bioraffinaderij?

Een bioraffinaderij is een geïntegreerde verwerkingsinstallatie die hernieuwbare biomassa omzet in een reeks waardevolle producten, waaronder voedingsingrediënten, diervoeder, chemicaliën, biobrandstoffen, energie en speciale materialen.
Typische grondstoffen zijn onder meer:

• Landbouwafval en gewasafval
• Bijproducten van de voedselverwerking
• Industriële organische afvalstromen
• Bosbouwafval
• Gemeentelijk bioafval

Net als een olieraffinaderij, die ruwe olie opsplitst in verschillende producten, splitst een bioraffinaderij biomassa op in belangrijke tussenproducten, zoals koolhydraten, eiwitten, vetten en vezels – die vervolgens worden verwerkt tot producten met toegevoegde waarde.
Een kenmerkend aspect van moderne bioraffinaderijen is de valorisatie van afvalstromen. Dankzij innovatieve technologieën worden materialen die voorheen als afval werden beschouwd, omgezet in commercieel waardevolle grondstoffen, wat de principes van de circulaire economie ondersteunt en de impact op het milieu vermindert.

Ultrasoon versterkte bioraffinaderijen

De integratie van ultrasone technologie kan de prestaties van talrijke bioraffinageprocessen aanzienlijk verbeteren, waaronder:

• Extractie van bioactieve stoffen
• Afbraak van biomassa en celvernietiging
• anaërobe vergisting
• hydrolyse
• Ondersteuning bij het fermenteren
• Transesterificatie van afgewerkte plantaardige oliën tot biodiesel
• Emulgeren en homogeniseren
• Verfijning en dispersie van de deeltjesgrootte

Door procesintensificatie met behulp van ultrasone golven kunnen bioraffinaderijen een hogere productiviteit realiseren en tegelijkertijd de verwerkingstijd en het energieverbruik verminderen. Bovendien zorgen ultrasone processen vaak voor een hogere productzuiverheid en behouden ze de kwaliteit van warmtegevoelige verbindingen.
Door de massaoverdracht te verbeteren, de reactiesnelheid te versnellen en de toegankelijkheid van biomassa te vergroten, draagt ultrasone behandeling bij aan duurzamere en economisch rendabele bioraffinaderijprocessen. Naarmate de vraag naar circulaire productiesystemen en grondstofefficiënte technologieën blijft groeien, wordt ultrasone behandeling een steeds belangrijker instrument voor het maximaliseren van de waarde van biomassa en nevenstromen uit de voedselverwerking.

Welke producten profiteren van ultrasone behandeling in bioraffinaderijen?

Ultrasoontechniek met hoge prestaties is een procesintensiveringstechniek die in meerdere industrieën wordt toegepast. Ultrasoon wordt gebruikt om vloeistoffen en slurries te verwerken om te mengen en te homogeniseren, de massaoverdracht te bevorderen, verbindingen te extraheren en/of chemische reacties op gang te brengen.

Veel voorkomende toepassingen van ultrasoonbehandeling in bioraffinaderijen zijn:

• extractie van waardevolle verbindingen uit biomassa (bijv. eiwitten, pectines, zetmeel enz.)
• productie van bio-ethanol
• synthese van biodiesel uit gebruikte plantaardige oliën en dierlijke vetten
• Biodiesel uit algenolie
• behandeling van lignocellulose
• zetmeelmodificatie

Ultrasone processoren met hoge prestaties voor bioraffinaderijen

Hielscher Ultrasonics ontwerpt en produceert wereldwijd hoogwaardige ultrasone verwerkingsapparatuur voor toepassingen in de bioraffinage. Onze industriële ultrasone reactoren verbeteren extractie, de afbraak van biomassa, homogenisatie, menging, dispersie, ontgassing en sonochemische reacties, waardoor exploitanten hogere opbrengsten, snellere verwerking en betere omzettingspercentages kunnen realiseren.
Van haalbaarheidsstudies in het laboratorium tot optimalisatie op proefschaal en industriële productie op volle schaal: Hielscher biedt schaalbare ultrasone oplossingen voor elke fase van de procesontwikkeling. Beproefde toepassingen zoals ultrasone extractie, celverbreking, verbetering van de massaoverdracht en valorisatie van biomassa kunnen snel worden geïmplementeerd en opgeschaald, met voorspelbare resultaten.
Hielscher biedt ultrasone verwerkingssystemen aan, variërend van compacte laboratoriumapparaten tot industriële systemen die meerdere tonnen biomassa per uur kunnen verwerken. Met de UIP16000hdT (16 kW), ’s werelds krachtigste ultrasone verwerkingssysteem, en schaalbare clusteroplossingen kan vrijwel elke productiecapaciteit worden gerealiseerd. Alle industriële systemen zijn ontworpen voor continu gebruik, 24 uur per dag en 7 dagen per week, onder veeleisende productieomstandigheden.

Ultrasone reactoren en sondes voor elke productieschaal

Het productassortiment van Hielscher omvat:

• Laboratorium-ultrasone apparaten voor procesontwikkeling en haalbaarheidsonderzoek
• Tafelmodellen en proefopstellingen voor opschalingsonderzoeken
• Industriële ultrasone verwerkers voor de verwerking van biomassa op grote schaal
• Inline-stroomcelreactoren voor continue productie

Dit uitgebreide productassortiment biedt de ideale ultrasone oplossing voor uw proces, doorvoercapaciteit en productiedoelstellingen.

Optimale procescontrole voor consistente resultaten

Een nauwkeurige procesregeling is essentieel voor een efficiënte omzetting en extractie van biomassa. Met de ultrasone processors van Hielscher kunnen alle cruciale parameters voor ultrasone behandeling, waaronder amplitude, vermogen, temperatuur, druk en energie-input, nauwkeurig worden ingesteld en bewaakt.
De amplitude is een van de belangrijkste factoren die van invloed zijn op de efficiëntie van ultrasone processen. De systemen van Hielscher bieden een nauwkeurige amplituderegeling en kunnen onder industriële omstandigheden continu werken bij amplitudes tot 200 µm. Met sonotrodes en boosterhoorns kan het systeem verder worden geoptimaliseerd voor specifieke toepassingen.
Dankzij geïntegreerde digitale besturing en browsergebaseerde monitoring is realtime procesbeheer mogelijk, wat zorgt voor reproduceerbare resultaten, maximale extractie-efficiëntie en een betrouwbare opschaling van laboratorium- naar industriële productie.

Ontworpen voor continu industrieel gebruik

De ultrasone processors van Hielscher zijn speciaal ontworpen voor veeleisende industriële omgevingen. Dankzij het robuuste ontwerp, de hoogwaardige onderdelen en de bewezen betrouwbaarheid zijn ze geschikt voor continu gebruik, 24 uur per dag en 7 dagen per week, onder volledige belasting.

De belangrijkste voordelen zijn onder meer:

• Hoge opbrengsten bij de extractie en een betere benutting van biomassa
• Snelle en betrouwbare opschaling van laboratorium naar productie
• Continue inline verwerkingscapaciteit
• lage onderhoudsvereisten
• Monitoring op afstand en registratie van procesgegevens
• Betrouwbaarheid van industriële kwaliteit voor continu gebruik

Duitse topkwaliteit op het gebied van techniek en productie

Hielscher Ultrasonics, een familiebedrijf gevestigd in de buurt van Berlijn, Duitsland, ontwikkelt en produceert al tientallen jaren industriële ultrasone apparatuur. Elke ultrasone processor wordt in Duitsland ontworpen, gebouwd en getest om maximale prestaties, betrouwbaarheid en een lange levensduur te garanderen.
Naast de levering van apparatuur ondersteunt Hielscher zijn klanten met toepassingskennis, procesoptimalisatie, hulp bij opschaling, technische trainingen en doorlopende technische ondersteuning – biorefineries helpen bij het realiseren van een efficiënte, winstgevende en duurzame verwerking van biomassa.

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:

veelgestelde vragen

Wat houdt het bioraffinaderijconcept in?

Het concept van de bioraffinaderij houdt in dat biomassa op duurzame wijze wordt omgezet in een breed scala aan waardevolle producten, waaronder voedingsingrediënten, diervoeder, chemicaliën, materialen, biobrandstoffen en energie. Net als een olieraffinaderij splitst een bioraffinaderij grondstoffen op en verwerkt deze tot diverse producten, waarbij de efficiëntie van hulpbronnen wordt gemaximaliseerd en afval tot een minimum wordt beperkt.

Wat is een voorbeeld van een bioraffinaderij?

Een bioraffinaderij voor voedselafval is een bekend voorbeeld. Deze verwerkt landbouwafval, fruitschillen, bierbostel of andere bijproducten van de voedselverwerking om waardevolle stoffen zoals eiwitten, voedingsvezels, antioxidanten en bioactieve moleculen terug te winnen, terwijl de resterende biomassa wordt omgezet in bio-energie of biomeststoffen.

Welke grondstoffen worden in een bioraffinaderij verwerkt?

Bioraffinaderijen verwerken hernieuwbare biomassa, waaronder landbouwafval, nevenstromen uit de voedselverwerking, bosbouwafval, energiegewassen, algen, dierlijke bijproducten en organisch gemeentelijk afval. Deze grondstoffen bevatten koolhydraten, eiwitten, vetten, vezels en andere stoffen die kunnen worden omgezet in producten met toegevoegde waarde.

Wat is het verschil tussen een raffinaderij en een bioraffinaderij?

Een conventionele raffinaderij gebruikt fossiele grondstoffen zoals ruwe olie voor de productie van brandstoffen en petrochemische producten, terwijl een bioraffinaderij hernieuwbare biomassa als grondstof gebruikt. Bioraffinaderijen zijn ontworpen om een circulaire en duurzame economie te ondersteunen door biologische hulpbronnen en afvalstromen om te zetten in hernieuwbare brandstoffen, chemicaliën, materialen en energie.