Membrane Filtration for Fractionation of Biomass Compounds - Process Design for the Separation of Hemicelluloses and Lignin from Alkaline Solutions

Abstract: Popular Abstract in Swedish Ny innovativ processdesign har resulterat i två processer som kan göra tillverkningen av förnyelsebara plaster och bränslen konkurrenskraftiga mot dagens fossila alternativ. Den nya designen har gjort vissa processteg upp mot 40 gånger så effektiva som med dagens teknik. Vikten av att ställa om dagens samhälle, som till stor del är beroende av fossila resurser, till en grön ekonomi diskuteras mycket inom forskningsvärlden, bland politiker och i medier. Fokus ligger ofta på att byta ut fossila råvaror mot förnyelsebara alternativ. Emellertid är det lika viktigt att studera tillverkningsprocessen för att minska energiåtgången, men också för att få ett så effektivt utnyttjande av råmaterialen som möjligt. Effektiv processdesign för att förädla biomassa till nya produkter är inte bara önskvärt ur ett resursperspektiv utan också ett måste för att göra de förnyelsebara produkterna så billiga att de kan konkurera med dagens fossila alternativ. I det arbete som presenters här har två olika processer utvecklats. Den första är en process för att producera plaster till barriärfilmer i livsmedelsförpackningar, exempelvis mjölkpaket. Den andra är en process för rening av ett ämne som kan användas som bränsle eller för produktion av lättviktskompositer. Dessa lättviktskompositer kan bland annat användas som material i karosser till fordon. De nya processerna som presenteras i denna avhandling innebär stora förbättringar i vissa processteg jämfört med de processer som används idag. Förutom minskad användning av kemikalier och minskat behov av färskvatten så har kapaciteten i vissa steg blivit nästan 40 gånger högre. Detta påverkar självfallet tillverkningskostnaderna och därmed konkurrenskraften för dessa förnyelsebara alternativ. Även processer för att på ett effektivare sätt utnyttja resterna från tillverkningen och producera exempelvis biobränslen av dessa föreslås. Det är av stor vikt att välja ”rätt” förnyelsebara råmaterial så att konkurrens med till exempel livsmedelsproduktion inte uppstår. I de två processer som presenteras här har rester från dels spannmålsodling, dels pappersproduktion använts. Vid tillverkning av vitt vetemjöl avlägsnas kliet från vetet. Detta kli innehåller en speciell hemicellulosa som kan användas för produktion av plaster som kan användas till barriärfilmer för förpackningar. Vid papperstillverkningen vill man få fram ren cellulosa från trä för att göra papper av denna. En beståndsdel i trä som inte är önskvärt i det producerade pappret är lignin. Lignin är mycket energirikt och passar därför som bränsle, men kan också användas för tillverkning av lättviktskompositer. Genom att dels utnyttja dessa råvaror som är restprodukter med lågt eller inget värde, dels designa processer som är både resurs- och kostandseffektiva kan förnyelsebara produkter som är konkurrenskraftiga med dagens fossila alternativ tillverkas.