Recentelijk heeft ISPT de haalbaarheidsstudie ZeoDry afgerond, waarin de efficiëntie van een nieuw ontworpen zeolietsorptiedroger in een drumconstructie werd onderzocht. Uit de studie blijkt dat een energiebesparing van 40 à 45% bij sproeidrogen haalbaar is. Met de toenemende vraag naar plantaardige eiwitten neemt de behoefte aan sproeidrogen aanzienlijk toe, en kan de voedingsindustrie dus een belangrijke stap zetten in zowel de energietransitie als de eiwittransitie. In het NPT Magazine voor Procestechnologen geven Anne van der Zwaan en Rick Kirpestein een interview over de zeolietsorptiedroger.
Het sproeidrogen van vloeistoffen naar poeders is een veelgebruikte techniek in de voedingsindustrie, onder andere voor producten zoals babyvoeding, sportvoeding en medicinale voeding. Dit proces biedt tal van voordelen, waaronder lange houdbaarheid, gemakkelijke opslag en behoud van voedingswaarden. Toch heeft sproeidrogen één groot nadeel: het energieverbruik is zeer hoog, aangezien de lucht moet worden verwarmd tot zo’n 200 °C, vaak door middel van aardgasverbranding. Met de opkomst van plantaardige eiwitten en de stijgende energieprijzen neemt de noodzaak toe om dit proces te verduurzamen. Een baanbrekende innovatie die hieraan bijdraagt is de zeolietsorptiedroger, ontwikkeld door het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT).
Het probleem: Hoog energieverbruik bij sproeidrogen
Sproeidrogen vereist een enorme hoeveelheid energie om de benodigde droge lucht te genereren. Buitenlucht moet voor dit proces tot hoge temperaturen worden verhit, wat momenteel veelal gebeurt door aardgas te verbranden. Met de stijgende energieprijzen en het belang van CO₂-reductie is de voedingsindustrie op zoek naar energiezuinigere oplossingen. De eiwittransitie versterkt deze urgentie: plantaardige eiwitten vergen meer energie om te drogen dan dierlijke eiwitten, waardoor het optimaliseren van sproeidrogen noodzakelijker wordt.
De oplossing: De zeolietsorptiedroger
Om de energie-efficiëntie van sproeidrogen te verbeteren, ontwikkelde ISPT een innovatieve technologie: de zeolietsorptiedroger. Deze droger zorgt ervoor dat de buitenlucht vooraf wordt gedroogd en voorverwarmd voordat deze het sproeidroogproces in gaat. Door het gebruik van het mineraal zeoliet kan de droger grote hoeveelheden vocht opnemen en tegelijkertijd hoge temperaturen verdragen. Met de introductie van deze technologie kan een energiebesparing van maar liefst 40 à 45% worden behaald.
Hoe werkt de zeolietsorptiedroger?
De zeolietsorptiedroger werkt op basis van een semi-closed loop systeem. Hierbij wordt vochtige lucht, afkomstig uit het sproeidroogproces, gecombineerd met buitenlucht. Vervolgens wordt deze lucht gedroogd door het zeoliet, waarbij warmte vrijkomt die wordt benut om de lucht verder op te warmen. Dit proces minimaliseert de extra benodigde energie om de lucht op de gewenste temperatuur te brengen. Dankzij de hoge warmtebestendigheid van zeoliet kan het materiaal temperaturen aan van 130-140 °C zonder in te leveren op efficiëntie.
De drumconstructie: Een innovatieve opstelling
Het ontwerp van de zeolietsorptiedroger is verder verbeterd door het gebruik van een drumconstructie. Deze opstelling maakt het mogelijk om verschillende luchtstromen gescheiden te houden en zorgt voor de stabiliteit die nodig is om mechanische en thermodynamische belasting aan te kunnen. In de haalbaarheidsstudie, genaamd ZeoDry, bleek dat deze opstelling zorgt voor een efficiëntere regeneratie van het zeoliet. De lucht kan daardoor vrijwel volledig op temperatuur worden gebracht zonder dat aardgas nodig is, en de regeneratie kan deels elektrisch gebeuren met groene stroom.
Praktische voordelen en toepassing
De haalbaarheidsstudie van het ZeoDry-project wijst uit dat de zeolietsorptiedroger de potentie heeft om duurzaam netto 40 à 45% minder energie te verbruiken in sproeidroogprocessen. Met een terugverdientijd van vier tot zes jaar biedt deze innovatie een economische en schaalbare oplossing voor zowel kleinere bedrijven als multinationals. De technologie kan eenvoudig naast bestaande installaties worden geplaatst zonder grote aanpassingen aan het kernproces, wat de drempel verlaagt voor zowel nieuwe als bestaande fabrieken.
Toekomstperspectief en bijdrage aan transities
Het ZeoDry-project past binnen het bredere duurzame doel van ISPT om de energie- en eiwittransitie te ondersteunen. Dit project is verbonden aan het Fascinating-programma, dat zich richt op duurzame landbouw in Groningen, en maakt gebruik van expertise uit het Drying & Dewatering programma, dat internationaal actief is in de verduurzaming van droogprocessen in de voedselindustrie. Deze technologie biedt niet alleen een antwoord op de uitdagingen rondom energiebesparing, maar levert ook een bijdrage aan de voedselzekerheid en de efficiëntie in de eiwittransitie. Nederland, als tweede exportland ter wereld voor landbouwproducten, speelt hiermee een belangrijke rol in het verduurzamen van de mondiale voedselketen.
Met de positieve uitkomst van de ZeoDry-studie bereidt ISPT zich voor op de volgende fase: het opzetten van een pilot- of demo-installatie voor commerciële toepassing. Bedrijven die geïnteresseerd zijn om samen te werken aan de realisatie van deze technologie, worden van harte uitgenodigd om contact op te nemen met Anne van der Zwaan en zo bij te dragen aan een duurzamere toekomst in de voedingsindustrie.