DOSSIER: Glycerine in de anaërobe vergisting (2)

<< vorige pagina (1)

3.2. Verzeping in de zeepindustrie

Zeepproductie maakt gebruik van de verzeping. Verzeping is de reactie van triglyceriden (oliën en vetten) en een sterke base zoals caustic soda (NaOH) of kalium hydroxide (KOH).

Het is niet de bedoeling het volledige productieprocede uit te leggen maar wel enkel de belangrijke stappen die de voedingswaarde van de bijproducten zoals glycerine kunnen aantasten op het gebied van de anaërobe vergisting.

1 ste belangrijke stap: de verzeping

In de zeepindustrie gebruikt men hoofdzakelijk natriumhydroxyde of kaliumhydroxyde om de vetten te verzepen. De eene of de andere base zal worden gebruikt volgens dat men harde of vloeibare zeep wil produceren.

Men brengt dus vetten (of oliën) en de base oplossing samen in een reactor. Men verwarmt en mengt de reactor om de verzeping te versnellen. De reaktie die plaats vindt is als volgt:

NaOH kan worden vervangen door KOH.

De Na-zouten van vetzuren (of K-zouten van vetzuren) = zeep. Men noemt deze ook natrium carboxylaten en kalium carboxylaten.

Hoofdzakelijk wordt de glycerine van de zeepoplossing gescheiden. Men zou zeggen dat deze glycerine dus in theorie geen natrium of kalium zou bevatten. FOUT, want om te vermijden dat onaangetaste vetzuren in de zeep zouden overblijven (de zeep zou dan met de tijd rancig worden) gebruikt men een overvloed base. Volgens het process blijft dus of natriumhydroxide of kaliumhydroxide over in de glycerine en de zeep.

2de belangrijke stap: Uitzouten

Omdat de zeep zo neutraal als mogelijk moet worden gaat men deze gedurende enkele uren wassen met een pekel oplossing (36% NaCl). De overmaat aan base die men in de vorige stap heeft gebruikt is wateroplosbaar en vloeit dus met het zoutwater naar de bodem van de reaktor. Deze laatste zal dus volgende nutriënten bevatten:

Bij het NaOH procédé (harde zeep):

• Glycerine
• NaOH (dus natrium)
• NaCl (dus Natrium en chloriden)

Bij het KOH procédé

• Glycerine
• KOH (dus kalium)
• NaCl (dus Natrium en chloriden)

Om deergelijke glycerinen in te zetten in een vergister dienen steeds volgende parameters worden geänalyseerd:

• droge stof
• ruwe as
• Na (natrium)
• K (kalium)
• Cl (chloriden)

Het uiteindelijk rantsoen zal rekening houden met deze parameters om na te gaan hoeveel glycerine kan worden ingezet teneinde een vergiftiging te vermijden. Opgelet, de totale drogestof van het rantsoen is van groot belang omdat deze de uitwassing van de oplosbare zouten uit de vergister bepaalt.

3.3. Zure hydrolyse van soapstocks

Meestal wordt de zure hydrolyse op soapstocks uitgevoerd. Soapstocks zijn emulsies van vet in water. Het geëmulgeerd vet kan niet worden gescheiden door middel van centrifugering.

Om het vet te winnen uit soapstocks is de enige manier de vetzuren te splitsen (ook wel hydrolyseren of kraken genoemd) m.b.v. zwavelzuur. De vrije vetzuren komen dan te drijven en zijn dan wel te scheiden. Men noemt deze vetzuren: zure oliën of raffinagevetzuren.

De zware fase bevat water, glycerine, triglyceriden, , vrij vetzuren, fosfolipiden, zwavelzuur, en, indien het product is geneutraliseerd, natrium of calcium.

Met dit type product moet men steeds volgende analyse parameters kennen:

• Droge stof
• totale zwavel
• natrium en/of calcium volgens de wijze van neutralisatie

Zwavel bepaling is belangrijk want deze producten kunnen tot 20 g S/kg bevatten wat voor een uitermate hoge H2S uitstoot zal geven.

3.4. Glycerine via waterige vetsplitsing (oleochemie in het algemeen)

In de oleochemische wereld splitst men de triglyceriden door de reactie:

triglyceride + water -> glycerine + vetzuren

De hydrolyse vindt in een continu proces plaats op hoge temperatuur en op hoge druk (260°C, 50 atm) in een vertikale vetsplitsingskolom. Men injecteert vet onder in de kolom. Water wordt in de kop van de kolom gebracht. De verhouding vet:water is 2:1.

De opstijgende vetdruppeltjes komen in botsing met het neerstromende water. De vrije vetzuren worden bovenaan de kolom verwijderd en de 40% glycerineoplossing met water onderaan de kolom.

Tot hier toe is de glycerine totaal onschadelijk voor een vergister. Maar deze glycerine zal nog gezuiverd worden (het is meestal niet deze glycerine die men koopt voor de vergisting).

De zuivering van deze 40% glycerineoplossing volgt volgende stappen;

• Verdamping tot 50% glycerine
• Toevoeging van zuur om de geëmulgeerde vetten te scheiden van de glycerine oplossing (idem punt 3.3 zure hydrolyse van soapstocks). Dit gebeurt met zwavelzuur.
• Toevoeging van kalk om de glycerine te neutraliseren. Kalk vormt met zavelzuur: water + gips. Deze gips vlokt uit de glycerineoplossing.

Nu hebben we een glycerineoplossing met 48% glycerine en een hoop onzuiverheden. Vanaf hier zijn 2 processen mogelijk om tot zuivere glycerine te komen:

1. of indampen en destilleren.

2. of behandelen met ionenwisselaars, actieve koolfilter en daarna indampen (meestal wodrt dit proces in een glycerinefabriek gebruikt).

Uit een glycerine fabriek (proces 2.) zal u waarschijnlijk nooit de gedestilleerde glycerine kunnen kopen (deze is zuiver en bevat geen zouten meer) want deze worden verkocht aan hoge prijzen in op farma en cosmetica markt. Het product dat u eventueel voorgeschoteld krijgt zijn de ionenwisselaar-reegeneratiesstromen die glycerine, water en zeer hoge concentraties aan zouten bevatten. Om na te gaan of het over deze regeneratiestroom gaat bepaalt men eenvoudig volgend parameter:

• ruwe as (uiterst hoog). indien >10% raden wij aan deze stroom zeker niet te gebruiken

Uit het proces 1 heeft men geconcentreerde glycerine: 70-90% die ook nog de meeste zouten bevat indien ze niet op actieve kool werden behandeld. Deze glycerinen zijn meestal geel-bruin gekleurd. Hier dienen volgende parameters op worden geänalyseerd:

• droge stof
• ruwe as
• Ca (calcium)
• Na (natrium)
• K (kalium)
• Cl (chloriden)
• S (zwavel)

4. Conclusie glycerine

De glycerine zelf is helemaal niet gevaarlijk voor de biologie van de vergisters. Wat wel voor problemen kan zorgen zijn de zouten (Na, K, Ca, Cl, SO4...) die men terugvindt in de niet gezuiverde glycerinen.

Wij raden aan dat u:

• Bij alle geel-bruine vloeistoffen die men u voorschotelt als glycerine een analysecertificaat schriftelijk meelevert (best op CMR en factuur met volgende analyse parameters: (ds, Ras, Na, K, Ca, S). Vraag dan aan de nutritionist (b.v. Winfo) om de glycerine in te voeren in het rantsoen met beperking op deze zouten.
• Wanneer het gaat om kleurloze glycerine, kan u deze gerust inzetten want het gaat dan over een totaal geraffineerde zuivere glycerine. In prncipe zal dit maar zelden voorkomen want dit zijn dure producten.
• Steeds vraagt naar het proces waar het product uit komt.