Ontzouten van co-producten uit de humane voeding voor gebruik als diervoeder

Binnen het PPS project Circulaire bio-economie is onder meer gekeken naar het verhogen van de nutritionele waarde van co-producten uit de humane voeding voor gebruik als diervoeder middels het verwijderen van mineralen. Doelstelling van dit project was het verwijderen van een substantieel deel van de mineralen Na, K en P met een minimaal verlies aan organisch stof (inclusief eiwit), volgens een procesconcept bestaande uit twee opvolgende stappen: afscheiding van vaste delen (Solid/Liquid (S/L) scheiding) gevolgd door verdere ontzouting van de vloeistoffase en terugwinning van opgeloste organische droge stof hieruit middels membraanfiltratie. Processen en procescondities werden zo gekozen dat deze opschaalbaar zijn naar een industrieel proces. Behandelde co-producten zijn tarwegistconcentraat (TGC) en maisweekwater (MWW). Binnen het project zijn vier activiteiten uitgevoerd: − In de eerste twee activiteiten is de S/L-scheiding op industriële schaal geëvalueerd middels experimenteel onderzoek. Ook is nagegaan of een voorbehandeling van MWW met fytase resulteert in meer P in oplossing, zodat er uiteindelijk meer P verwijderd kan worden. − In de derde activiteit is onderzocht hoe de mineralenverwijdering met ultrafiltratie (UF) of nanofiltratie (NF) op industriële schaal kan worden uitgevoerd. − Op basis van de verkregen experimentele resultaten is een procesconcept ontwikkeld voor het ontzouten van co-producten, inclusief flowchart met bijbehorende massabalans. Voor een aantal scenario’s is een globale schatting gemaakt van investeringskosten en productiekosten waarmee de economische haalbaarheid in een later stadium kan worden geëvalueerd. S/L-scheiding van verschillende co-producten op industriële schaal (schotelcentrifuge) is succesvol gesimuleerd in een labschaal centrifuge met aangepaste procescondities. Uit TGC kan effectief een vaste fractie worden verkregen met een verlaagd gehalte aan mineralen. Met een extra wasstap van de vaste fractie kan het zoutgehalte verder worden verlaagd, echter ten koste van een lagere opbrengst aan organische stof. Niet-geconcentreerd (licht) maisweekwater (MWW-L) kan worden gescheiden in een heldere vloeistoffractie en een kleine vaste fractie met een sterk verlaagd gehalte aan mineralen. MWW in geconcentreerde (ingedampte) vorm dat in de praktijk doorgaans wordt gebruikt, is onder industriële condities onvoldoende effectief te scheiden. Een extra voorbehandeling van MWW met fytase heeft geresulteerd in een beperkte verlaging van het P-gehalte (10%) in de vaste fractie. Membraanfiltratie is positief beoordeeld op toepasbaarheid als proces voor concentrering van organische stof en eiwit (hoge retentie) in combinatie met een verlaging van het mineralengehalte (lage retentie). Beide geteste membranen (UF en NF) zijn geschikt voor terugwinning van organische stof en eiwit en gelijktijdige verwijdering van zouten en fosfaat uit de vloeistoffractie van TGC. Voor MWW-L is nanofiltratie het meest geschikt voor verwijdering van zouten met uitzondering van fosfaat welke niet kan worden uitgespoeld zonder grote verliezen aan eiwit en organische stof. Voor drie scenario’s (ontzouten van TGC, niet-geconcentreerde TGC (nc) en MWW-L) is een procesconcept ontwikkeld bestaande uit een S/L-scheiding (decanter) gevolgd door een gecombineerde concentrerings- en ontzoutingsstap (UF en NF). De massabalans over dit procesconcept laat zien dat het zoutgehalte in het ontzoute eindproduct van de drie co-producten is verlaagd, waarbij het grootste aandeel is verwijderd in de S/L-scheiding van de niet-geconcentreerde co-producten TGC (nc) en MWW-L. Het fosfaatgehalte is in beide TGC co-producten afgenomen na ontzouten. Voor MWW-L kan het fosfaatgehalte niet worden verlaagd met het geteste membraan. Voor de drie scenario’s is een globale schatting gemaakt van investeringskosten en productiekosten. Voor een economische evaluatie van het procesconcept moeten naast kosten ook de baten in kaart worden gebracht. De baten (opbrengst van zowel het ontzoutte product als mineraalrijke nevenfractie) zijn onder meer afhankelijk van de nutritionele waarde van de producten. Aanbevolen wordt om deze nutritionele waarde en potentiële opbrengsten nader vast te stellen zodat het procesconcept kan worden beoordeeld op economische haalbaarheid.