Flowid, een spin off van de TU Eindhoven, heeft de zogenaamde spinning disc-technologie doorontwikkeld. Het hart van de spinning disc-reactor wordt gevormd door een drietal ronddraaiende schijven, de discs, die ongeveer het formaat hebben van een cd. Door vloeistoffen om de discs heen te pompen, kunnen deze worden gemengd en vervolgens een chemische reactie aangaan.
Jeoffrey van den Berg, directeur van Flowid, gebruikte op de TEDx-bijeenkomst (zie video bij dit artikel) de analogie met een concert in een voetbalstadium en een optreden in een nachtclub. ‘De traditionele chemie is als een voetbalstadium waarbij 40.000 toeschouwers in een mogelijke panieksituatie door één deur naar buiten moeten. De chemie maakt gebruik van grote reactoren, waarbij het beheersen van het proces veel energie (verhitten, koelen) kost. Alles is gericht op het onder controle houden en remmen van het proces. Ons systeem is aanzienlijk kleinschaliger (ruim een factor 1000): zie het als een nachtclub waar niet meer dan 100 mensen tegelijkertijd zijn. De condities zijn perfect om ‘reacties’ aan te gaan. Perfecte temperatuur, leuke mensen en er wordt nog wat drank aan toegevoegd om het proces wat te versnellen. Na een korte tijd (een paar secondes) is de reactie voltooid en moet het publiek plaatsmaken voor de volgende groep en dat de hele dag door. Volledig veilig en we hebben niet één, maar vier uitgangen.’
Extreme processen onder kamertemperatuur
Van den Berg benadrukt dat spinning disc allesbehalve een veredelde mengmachine is. ‘Het prototype kost ruwweg een kwart miljoen. Daarvoor kun je heel wat mengers kopen’, zegt Van den Berg. ‘Nee, we kunnen bepaalde chemische reacties genereren die op traditionele wijze onder extreme procescondities plaats moeten vinden. Bijvoorbeeld de productie met butyllithium. Dit is een licht ontbrandbare stof die normaliter onder temperaturen van min 60 of min 90 wordt geproduceerd. Wij kunnen met deze stof op kamertemperatuur produceren. Dat trekt de aandacht in de chemie. Je kunt immers kosten besparen in het energiegebruik.’
Behalve een lager energieverbruik (Van den Berg stelt dat de technologie zelfs energie op kan leveren), onderscheidt de spinningdisctechnologie zich ook door een lager grondstofverbruik, minder of geen afvalproductie en lagere operationele en investeringskosten.
Lokaal inzetbaar
Nu worden de bovenstaande voordelen wel enigszins teniet gedaan door de kleinschaligheid. Vandaar dat Flowid op Brightlands de machine op wil gaan schalen. ‘We kunnen dit realiseren door een zevental discs toe te voegen (10 in totaal, red.) en de machine verder te optimaliseren. Daarmee willen de capaciteit met een factor 10 – van 8 m3 naar 80 m3 per dag – verhogen. Voor de petrochemie, waar per seconde kubieke meters worden geproduceerd, is het nog steeds peanuts, maar daar richten we ons ook niet op. We kijken meer naar de fijnchemie, agrofood/ingrediënten en de farmacie. Met andere woorden, lagere volumes en een hogere waarde per kilo product.’
Flowid ziet met name mogelijkheden om de unit lokaal in te zetten bij klanten, bijvoorbeeld recycleerbedrijven van PET – de SD-technologie kan PET oplossen en omzetten tot zuivere monomeren – of bij boeren om biomassa om te zetten tot halffabrikaten. ‘We willen de chemische fabrieken, of fabriekjes van de toekomst ontwikkelen: kleinschalig, verplaatsbaar en te huur.’
Aansluiten op InSciTe
De resultaten van het prototype van Flowid zijn dermate veelbelovend dat de SD-reactor dit jaar wordt opgeschaald. Tevens is verder onderzoek nodig, onder meer naar de chemische resistentie (o.a. tegen zuren) van de reactor. De keuze voor Brightlands is volgens Van den Berg een logische stap. ‘Het terrein heeft de juiste infrastructuur: niet alleen op gebied van utilities en het verkrijgen van vergunningen, maar ook de aanwezigheid van bedrijven en onderzoeksinstellingen helpt ons om de volgende stappen te zetten.’
Zoals eerder vermeld, biedt de technologie van Flowid oplossingen voor processen die de overgang naar een (meer) biobased economy kunnen bespoedigen. In dat licht is de keuze voor Brightlands voor de hand liggend. ‘In de conversie van biomassa naar bouwstenen is nog veel te winnen. Op Brightlands sluiten we daarmee goed aan op initiatieven als InSciTe, wat zich onder meer gaat toeleggen op het ontwikkelen, produceren, testen en perfectioneren van bouwstenen voor biobased materialen.’
De slotvraag: wanneer verwacht Van den Berg de doorbraak van de SD-reactor? Momenteel wordt er door verschillende bedrijven getest wat zal leiden tot de eerste verkopen in de loop van dit jaar. ‘Over vijf jaar zullen we met verschillende type spinning-disc apparaten op de markt actief zijn. We zitten qua ontwikkeling in de lift, de reacties uit de markt zijn positief.’
