讓乳清“變廢為寶”，研究人員利用乳清生產環保粘合劑

2022-09-05 19:00:01  信息編號：K223551  瀏覽次數：203

弗勞恩霍夫研究人員與德累斯頓工業大學合作，創造了一種從乳清中提取利潤豐厚的高純度乙酸乙酯的方法。代替從化石原料中提取的傳統乙酸乙酯，它可用于制造環保粘合劑等。

此外，它消除了對加工乳清后所需的昂貴糖蜜處理過程的需求。

乳清是每天大量生產的乳制品行業的副產品。這僅在德國就相當于每年 1260 萬噸。例如，每公斤奶酪生產 9 公斤乳清。

其中一部分被進一步加工成混合飲料或含有乳清基和水果添加劑的飲料。乳清中的乳糖和蛋白質也可以被分離出來并用于其他產品中，例如嬰兒食品或藥物中的原料。然而，在蛋白質和乳糖被分離后，糖蜜就被留下了。

由于這種物質的鹽濃度非常高，處理起來既困難又昂貴。

來自德累斯頓工業大學和赫姆斯多夫弗勞恩霍夫陶瓷技術與系統研究所 IKTS 的研究人員現在創造了一種從糖蜜中分離有價值的無色溶劑乙酸乙酯的方法。在制造清漆、印刷油墨或粘合劑時，經常使用乙酸乙酯。也可以用它清潔表面。

到目前為止，天然氣和石油衍生物已被用于制造乙酸乙酯。另一方面，由乳清制成的乙酸乙酯明顯優于對環境有害的溶劑，因為它具有簡單的微生物降解性和不受原油和天然氣價格變化的影響。

另一個好處是 TU Dresden 和 Fraunhofer IKTS 創建的方法消除了對昂貴的糖蜜處理的需要。分離出的乙酸乙酯純度高達 97.5%，可立即用作原料，無需額外加工。

發酵糖蜜并在膜中分離

分離過程在理論上很簡單。糖蜜首先在具有通風以促進有氧條件的生物反應器中發酵。乙酸乙酯存在于該過程產生的氣體-蒸汽混合物中。然后，使用專門的復合膜將其分離。

氣體和水蒸氣的混合物作為廢物殘留，可以毫無問題地釋放到環境中?！?

Marcus Weyd 博士，膜工藝技術和建模小組經理

Fraunhofer IKTS 研究人員將他們在材料領域（尤其是膜技術）數十年的經驗貢獻給了膜的創建。復合膜是專門為該程序而制造的，由聚合物和無機沸石基顆粒的混合物組成。

盡管膜有孔，但分離乙酸乙酯的實際分離過程并不像篩子那樣起作用。相反，沸石和乙酸乙酯之間的相互作用產生了氣體分離效果。

Hoyer 博士補充說：“分子被沸石吸附，沿著孔表面滑動，導致它們通過復合膜擴散。產生一定的分壓差足以引發化學反應和隨后的擴散?！?

此外，不需要通過使用很大的壓力來“強制”乙酸乙酯通過屏障。

糖蜜的可能用途

德累斯頓工業大學在研究糖蜜的潛在用途時提出了這個概念，并獲得了 Fraunhofer IKTS 的幫助。Fraunhofer 團隊開發和改進了膜技術，而 TU 團隊負責發酵過程。

Weyd 博士說：“我們已經通過相對簡單且具有成本效益的工藝成功地生產出具有極小孔的高度先進的膜?！?

由于氣體分離過程只需一步，因此對于工業企業來說很方便，因此只需要幾個膜和控制模塊。在發酵和氣體分離的工藝參數正確建立后，分離過程自主穩定地工作。

擴大膜組件的尺寸將是研究人員在發布該技術用于商業應用之前完成的下一個任務。除了從糖蜜中提取乙酸乙酯外，該技術還有其他用途。

它可用于任何需要分離氣體混合物或過濾揮發性物質（如碳氫化合物）的程序。