Die Nanofilter von SepPure reduzieren die Energiekosten industrieller Trennprozesse massiv

Da der Druck auf Unternehmen wächst, die Abhängigkeit von Gas und Öl zu verringern, werden etablierte Prozesse auch im industriellen Maßstab in Frage gestellt, was der Technologie eine Chance bietet, einzugreifen. SepPure möchte die komplexe gasbasierte Destillation von Ölen durch eine Membran ersetzen, die bei entwickelt wurde im Nanometerbereich, und sein Ansatz hat in einer neuen Finanzierungsrunde 12 Millionen US-Dollar eingeworben.

Öle aller Art müssen aus ihrer Quelle, bei der es sich um Samen, Fasern oder ein anderes organisches Material handeln kann, extrahiert und gereinigt werden. Natürlich kann man eine Olive zerdrücken und so viel Öl herausbekommen, aber nicht annähernd alles; Dazu wird der Zellstoff in eine große Menge Lösungsmittel wie Aceton oder Hexan getaucht, wodurch das restliche Öl herausgezogen wird. Die resultierende Mischung wird dann erhitzt, normalerweise mit Erdgas oder Öl, und das Lösungsmittel und das Öl trennen sich.

Dieser brennstoffintensive Prozess besteht seit Jahrzehnten, auch weil die erforderlichen hohen Temperaturen die Nutzung von Sonne oder Wind als Wärmequelle ausschließen.

Eine mögliche Alternative erschien vor vielen Jahren im Bereich der Wasseraufbereitung, bei der lange Zeit auch ein Destillationsverfahren zur Trennung von H2O von Verunreinigungen eingesetzt wurde. Membranen können so konstruiert werden, dass sie bestimmte Substanzen durchlassen, während andere blockiert werden, z. B. Wassermoleküle, aber keine großen organischen. Dieser Ansatz hat sich in der Wasserindustrie durchgesetzt, da er billiger und einfacher ist und weniger Energie verbraucht (achten Sie auf dem Etikett auf „Umkehrosmose“).

Mohammad Farahani, Gründer und CEO von SepPure, erklärte, dass der Druck des Klimawandels und der Gaspreise (ganz zu schweigen von Kosteneinsparungen) andere dazu veranlasst habe, Membranen als Möglichkeit in Betracht zu ziehen. DiviGas hat beispielsweise eine Membran entwickelt, die Wasserstoff von Kohlendioxid trennt, und Membrion hat eine Membran entwickelt, um Schwermetalle aus Wasser zu entfernen. Im Gegensatz zu vielen chemischen Vorläufern nützlicher Öle und anderer Moleküle ist Wasser jedoch keine besonders aggressive Substanz.

Der Abwasserrecycler Membrion macht die Entfernung von Schwermetallen zum Kinderspiel

„Es hat lange gedauert, eine gute Lösung für Wasser zu finden, und im Grunde hat sich jedes Unternehmen, das Membranen herstellt, auf Wasser konzentriert“, sagte Farahani. „Vielleicht hat man erst vor 10 Jahren damit begonnen, chemikalienbeständige Membranen zu erforschen. Wir glauben, dass wir am selben Punkt sind wie vor 40 Jahren, als Wassermembranen eingeführt wurden – im Grunde wird es überall zum Einsatz kommen.“

Ein Computer zeigt einen Querschnitt von SepPure-Nanofilterröhrchen.Bildnachweis:Wenngleich

SepPure stellt einen sogenannten Hohlfaser-Nanofilter her, der genau das ist, wonach er klingt: eine hohle Polymerfaser mit einer Oberfläche im Nanometerbereich, die nur bestimmte Moleküle durchlässt. Packen Sie ein paar davon zusammen, stecken Sie sie in ein Röhrchen und drücken Sie die Flüssigkeit durch das Röhrchen, um sie zu filtern. Obwohl die Membran die beiden Substanzen nicht zu 100 % trennt, reduziert sie den Umfang des Destillationsschritts erheblich. Das Konzept ist nicht neu und wird tatsächlich in der gesamten Membranindustrie verwendet. Der Unterschied zwischen SepPure liegt jedoch in seiner Haltbarkeit und Kompaktheit.

„Starke Lösungsmittel können Polymere leicht auflösen – man muss Polymermembranen mit Lösungsmitteln herstellen, aber dann müssen sie Lösungsmitteln standhalten. Das ist eine Herausforderung und es wurde viel Forschung betrieben, um dorthin zu gelangen“, sagte Farahani. „Das Schöne an unserer Arbeit ist die Herstellung von Fasern, die aggressiven Chemikalien, hohen Temperaturen und hohem Druck standhalten.“

Wasser und Gas sind in diesen Kategorien nicht so anspruchsvoll, daher haben sie die meiste Aufmerksamkeit erhalten, aber jetzt gibt es eine Version, die Öle von Lösungsmitteln oder andere wertvolle Moleküle aus einer ähnlich schwierigen Mischung abspalten kann. Das hat in jeder Branche Anwendung, in der aufgrund der Anfälligkeit alter Membranverfahren immer noch die Destillation zum Einsatz kommt – und davon gibt es viele. Trennprozesse machen einen bedeutenden Anteil des weltweiten Energieverbrauchs und der Emissionen aus.

SepPure hat einen Konkurrenten, das deutsche Unternehmen Evonik, das ein ähnliches Produkt herstellt. Aber Farahani sagte, dass diese frühere Version der Technik zwar für margenstarke Produkte wie in der Pharmaindustrie geeignet sei, für den Einsatz in großvolumigen, margenschwachen Prozessen wie der Lebensmittelölproduktion jedoch zu langsam und sperrig sei.

Im Labor werden Hohlfaser-Nanoröhren hergestellt und eine kleine Version des endgültigen Filters gezeigt.Bildnachweis:Wenngleich

Filter haben in der Regel eine Standardgröße: ein Rohr mit einem Durchmesser von 4 Zoll und einer Länge von 40 Zoll. SepPure gibt an, in diesem Raum fünfmal so viel Membran unterbringen zu können, was die Effizienz verbessert und die Kosten senkt: Fünfmal so viel Material durch die gleiche Anzahl von Rohren schieben oder die gleiche Menge auf viel weniger Raum filtern. Und das ohne Berücksichtigung von erhöhtem Druck und anderen kombinatorischen Faktoren.

Insgesamt schätzt Farahani, dass sie durch diese Gewinne und die Reduzierung der brennstoffbasierten Heizung die Kosten für die Produktion von beispielsweise 100.000 Tonnen Öl in einem Jahr von etwa 7,5 Millionen US-Dollar auf etwa 2,5 Millionen US-Dollar senken könnten. Und offenbar können die Filterfasern, wenn sie nach ein paar Jahren Gebrauch erschöpft sind, wiederverwendet werden, um flammhemmende Stoffe herzustellen.

Die 12-Millionen-Dollar-Serie-A-Runde wurde von SOSV geleitet, unter Beteiligung von Anji Microelectronics, Real Tech Fund, Seeds Capital, EPS Ventures und anderen. Zuvor hatte das Unternehmen im Jahr 2019 2,5 Millionen US-Dollar eingesammelt.

Das Geld wird für den Abschluss des Baus seiner ersten Filterproduktionsanlage in Singapur verwendet.

„Sobald wir mit der Implementierung unserer Technologielösungen an Kundenstandorten beginnen, werden wir schnell die maximale Kapazität erreichen. In Erwartung einer wachsenden Nachfrage nach unseren Modulen arbeitet unser Team bereits an Expansionsplänen“, sagte Farahani.