Vriesmethode haalt zout uit water

Promovendi Frank van der Ham en Raymond Vaessen bereiken met eutectische vrieskristallisatie hetzelfde resultaat, maar dan met veel minder energieverbruik.

Bij het eutectisch punt kristalliseren zout en water gelijktijdig. IJs is lichter dan water en gaat drijven, het zwaardere zout zakt juist naar de bodem. Zo ontstaat met deze vrieskristallisatie op economisch voordelige wijze zeer zuiver zout en zeer zuiver water.

Van der Ham: ,,Je kunt makkelijk uitrekenen dat het verdampen van één kilogram water zes maal zoveel energie kost als het bevriezen van dezelfde hoeveelheid.”

Vriesconcentratie ontstond in de jaren vijftig. Met deze techniek worden veel vruchtensappen voor transport ingedikt, zodat het gewicht en daarmee de transportkosten sterk dalen. De extreme versie van deze techniek, vrieskristallisatie, bleek toen nog niet haalbaar. Het was nog te moeilijk om het aanhangend vocht van het ijs te halen, het zogenaamde wassen, en doordat de energieprijzen na de jaren vijftig sterk daalden, was de nieuwe technologie ook niet meer zo interessant. Bovendien realiseerde men zich niet dat het gewonnen zout ook een toegevoegde waarde heeft.

,,Inmiddels zijn de zouthoudende stromen en de energieprijzen zodanig toegenomen dat ons onderzoek met grote interesse wordt gevolgd vanuit de industrie. Ook de waskolommen zijn sterk verbeterd”, aldus Van der Ham. Enkele industriële bedrijven, kennisinstituten en apparatenbouwers ontwikkelen nu samen met het Delftse laboratorium API, waar de promovendi werken, de apparatuur voor eutectische vrieskristallisatie.

De omvang van industriële zouthoudende afval-en processtromen is zeer groot. In Nederland gaat het om vele miljoenen tonnen oplossing van diverse zouten. Voor de behandeling van dergelijke stromen zijn wel technieken beschikbaar, maar deze hebben technische beperkingen en zijn te duur voor een groot aantal toepassingen. Dit leidt ertoe dat de zoutoplossingen worden geloosd of tegen hoge energiekosten worden opgewerkt.

Van der Ham: ,,Eutectische vrieskristallisatie kost veel minder energie en is geschikt voor al het anorganisch afvalwater. Bovendien is het al rendabel op kleine schaal, bijvoorbeeld voor tuinders.”

Het scheiden van zouthoudend industrieel proces- en afvalwater in zuiver zout en water kost met de gangbare techniek van verdampingskristallisatie veel energie. Promovendi Frank van der Ham en Raymond Vaessen bereiken met eutectische vrieskristallisatie hetzelfde resultaat, maar dan met veel minder energieverbruik.

Bij het eutectisch punt kristalliseren zout en water gelijktijdig. IJs is lichter dan water en gaat drijven, het zwaardere zout zakt juist naar de bodem. Zo ontstaat met deze vrieskristallisatie op economisch voordelige wijze zeer zuiver zout en zeer zuiver water.

Van der Ham: ,,Je kunt makkelijk uitrekenen dat het verdampen van één kilogram water zes maal zoveel energie kost als het bevriezen van dezelfde hoeveelheid.”

Vriesconcentratie ontstond in de jaren vijftig. Met deze techniek worden veel vruchtensappen voor transport ingedikt, zodat het gewicht en daarmee de transportkosten sterk dalen. De extreme versie van deze techniek, vrieskristallisatie, bleek toen nog niet haalbaar. Het was nog te moeilijk om het aanhangend vocht van het ijs te halen, het zogenaamde wassen, en doordat de energieprijzen na de jaren vijftig sterk daalden, was de nieuwe technologie ook niet meer zo interessant. Bovendien realiseerde men zich niet dat het gewonnen zout ook een toegevoegde waarde heeft.

,,Inmiddels zijn de zouthoudende stromen en de energieprijzen zodanig toegenomen dat ons onderzoek met grote interesse wordt gevolgd vanuit de industrie. Ook de waskolommen zijn sterk verbeterd”, aldus Van der Ham. Enkele industriële bedrijven, kennisinstituten en apparatenbouwers ontwikkelen nu samen met het Delftse laboratorium API, waar de promovendi werken, de apparatuur voor eutectische vrieskristallisatie.

De omvang van industriële zouthoudende afval-en processtromen is zeer groot. In Nederland gaat het om vele miljoenen tonnen oplossing van diverse zouten. Voor de behandeling van dergelijke stromen zijn wel technieken beschikbaar, maar deze hebben technische beperkingen en zijn te duur voor een groot aantal toepassingen. Dit leidt ertoe dat de zoutoplossingen worden geloosd of tegen hoge energiekosten worden opgewerkt.

Van der Ham: ,,Eutectische vrieskristallisatie kost veel minder energie en is geschikt voor al het anorganisch afvalwater. Bovendien is het al rendabel op kleine schaal, bijvoorbeeld voor tuinders.”