Wetenschap

Turks sodameer concurreert met Delftse winmethode

Soda wordt al bijna een eeuw op dezelfde manier geproduceerd. Maar met een aangepast productieproces, ontwikkeld door de sectie apparatenbouw en procesindustrie, zou sodaproductie veel energiezuiniger kunnen.

Natriumcarbonaat is de chemische naam, maar de meeste mensen kennen het spul als soda. De stof wordt als bulkproduct gebruikt voor de bereiding van glas, maar ook van zeep. Bij de fabricage van glas, dat voornamelijk bestaat uit siliciumoxide, wordt soda toegevoegd om het smeltpunt naar beneden te krijgen. In plaats van 1500 graden Celsius hoeft het vloeibare glas dan nog ‘maar’ bij achthonderd graden acht uur lang in de glasoven geëgaliseerd te worden. Op industriële schaal scheelt dat nogal wat euro’s op de energierekening.

Nederlands grootste sodaproducent zit in Delfzijl. Hier wordt de soda gemaakt van het uit Groningse bodem gewonnen keukenzout en aangevoerd kalksteen en ammoniak. De fabriek werd hier in de wederopbouwjaren na de oorlog gestart als voorbeeld van socialistische planeconomie, waarbij de hele regio werd bewogen om zich op de productie van soda te richten.

Soda wordt gefabriceerd volgens het Solvay-proces, dat al in 1920 grootschalig werd toegepast. Met een paar stevige chemische slagen om de arm kun je zeggen dat bij dit proces de ammoniak wordt toegevoegd om de carbonaatgroep van kalksteen over te dragen aan het natrium van het keukenzout. Hieruit ontstaat halverwege het Solvay-proces het natriumwaterstofcarbonaat als uitgangsstof voor de echte sodaproductie en bij dit product begint het onderzoek van de sectie apparatenbouw procesindustrie.
Mueslireep

Al tien jaar probeert de sectie onder leiding van prof. Gert Jan Witkamp de productie van soda te verbeteren. “Bij de productie van soda uit het bicarbonaat ontstaan sodakorrels in de vorm van een geraffelde mueslireep, in plaats van de rotsjes die men bij de glasfabriek graag ziet”, zegt promovendus Grtner. “Bij de kristallisatie is bovendien veel water nodig. Dat water moet je later weer uitdampen en dat zorgt voor hoge energiekosten.”

Die laatste stap kan volgens Grtner overgeslagen worden. “Je kunt zeventig procent energie en een derde van de productiekosten besparen door water te vervangen door een gemengd, waterig, organisch oplosmiddel”, zegt hij. “Dan kristalliseer je namelijk meteen mooie, stevige sodakristallen zonder verdamping. Het gemengde oplosmiddel is wel duurder dan water, maar je raakt het niet kwijt. Je kunt het gemakkelijk door filtratie terugwinnen en hergebruiken.”

Grtner is voorlopig de laatste promovendus bij de sectie die onderzoek doet aan dit proces, de gemengd-oplosmiddel-omkristallisatie genaamd. Verschillende sectieleden deden voor hem al onderzoek naar de bruikbaarheid van dit watervervangende oplosmiddel. Na Grtners onderzoek, waarop hij 15 maart promoveert, is het echt mogelijk om het idee op industriële schaal toe te passen. Sodaproducenten als Akzo zijn in de methode geïnteresseerd. Maar wordt hij nu ingevoerd?

“Dat is afhankelijk van Europese economische politiek”, zegt hij. “De Turken hebben een gigantisch sodameer achter de hand en er komt ook soda beschikbaar uit Amerikaanse sodameren. Als ze dat tegen dumpprijs op de Europese markt kunnen zetten, is het niet meer de investering waard om in Nederland het productieproces om te gooien. Want soda uit sodameren is veel goedkoper beschikbaar.”

In Nederland wordt sodaproductie voor de glasindustrie bovendien minder noodzakelijk. “De glasbak voorziet al in een groot deel van de glasproductie”, zegt Grtners collega-promovendus Mark Roelands. “Dankzij Pinot en Chardonnay importeren we al een grote hoeveelheid soda in de vorm van wijnflessen. Maar grondstoffen als soda blijven in een groeiende economie altijd nodig. Daarom kan bij de bouw van een nieuwe fabriek in Turkije, de VS of zelfs China onze methode ook wel ingang vinden.”

In plaats van door energieverslindende fabricage kan soda ook gewonnen worden uit sodameren die op natuurlijke manier op vulkanische bodem ontstaan. Soda uit deze meren, die in Californië, Turkije en Afrika te vinden zijn, kan innovatie van Europese fabrieken tegenhouden omdat de natuursoda tegen dumpprijs verkocht kan worden.

Natriumcarbonaat is de chemische naam, maar de meeste mensen kennen het spul als soda. De stof wordt als bulkproduct gebruikt voor de bereiding van glas, maar ook van zeep. Bij de fabricage van glas, dat voornamelijk bestaat uit siliciumoxide, wordt soda toegevoegd om het smeltpunt naar beneden te krijgen. In plaats van 1500 graden Celsius hoeft het vloeibare glas dan nog ‘maar’ bij achthonderd graden acht uur lang in de glasoven geëgaliseerd te worden. Op industriële schaal scheelt dat nogal wat euro’s op de energierekening.

Nederlands grootste sodaproducent zit in Delfzijl. Hier wordt de soda gemaakt van het uit Groningse bodem gewonnen keukenzout en aangevoerd kalksteen en ammoniak. De fabriek werd hier in de wederopbouwjaren na de oorlog gestart als voorbeeld van socialistische planeconomie, waarbij de hele regio werd bewogen om zich op de productie van soda te richten.

Soda wordt gefabriceerd volgens het Solvay-proces, dat al in 1920 grootschalig werd toegepast. Met een paar stevige chemische slagen om de arm kun je zeggen dat bij dit proces de ammoniak wordt toegevoegd om de carbonaatgroep van kalksteen over te dragen aan het natrium van het keukenzout. Hieruit ontstaat halverwege het Solvay-proces het natriumwaterstofcarbonaat als uitgangsstof voor de echte sodaproductie en bij dit product begint het onderzoek van de sectie apparatenbouw procesindustrie.
Mueslireep

Al tien jaar probeert de sectie onder leiding van prof. Gert Jan Witkamp de productie van soda te verbeteren. “Bij de productie van soda uit het bicarbonaat ontstaan sodakorrels in de vorm van een geraffelde mueslireep, in plaats van de rotsjes die men bij de glasfabriek graag ziet”, zegt promovendus Grtner. “Bij de kristallisatie is bovendien veel water nodig. Dat water moet je later weer uitdampen en dat zorgt voor hoge energiekosten.”

Die laatste stap kan volgens Grtner overgeslagen worden. “Je kunt zeventig procent energie en een derde van de productiekosten besparen door water te vervangen door een gemengd, waterig, organisch oplosmiddel”, zegt hij. “Dan kristalliseer je namelijk meteen mooie, stevige sodakristallen zonder verdamping. Het gemengde oplosmiddel is wel duurder dan water, maar je raakt het niet kwijt. Je kunt het gemakkelijk door filtratie terugwinnen en hergebruiken.”

Grtner is voorlopig de laatste promovendus bij de sectie die onderzoek doet aan dit proces, de gemengd-oplosmiddel-omkristallisatie genaamd. Verschillende sectieleden deden voor hem al onderzoek naar de bruikbaarheid van dit watervervangende oplosmiddel. Na Grtners onderzoek, waarop hij 15 maart promoveert, is het echt mogelijk om het idee op industriële schaal toe te passen. Sodaproducenten als Akzo zijn in de methode geïnteresseerd. Maar wordt hij nu ingevoerd?

“Dat is afhankelijk van Europese economische politiek”, zegt hij. “De Turken hebben een gigantisch sodameer achter de hand en er komt ook soda beschikbaar uit Amerikaanse sodameren. Als ze dat tegen dumpprijs op de Europese markt kunnen zetten, is het niet meer de investering waard om in Nederland het productieproces om te gooien. Want soda uit sodameren is veel goedkoper beschikbaar.”

In Nederland wordt sodaproductie voor de glasindustrie bovendien minder noodzakelijk. “De glasbak voorziet al in een groot deel van de glasproductie”, zegt Grtners collega-promovendus Mark Roelands. “Dankzij Pinot en Chardonnay importeren we al een grote hoeveelheid soda in de vorm van wijnflessen. Maar grondstoffen als soda blijven in een groeiende economie altijd nodig. Daarom kan bij de bouw van een nieuwe fabriek in Turkije, de VS of zelfs China onze methode ook wel ingang vinden.”

In plaats van door energieverslindende fabricage kan soda ook gewonnen worden uit sodameren die op natuurlijke manier op vulkanische bodem ontstaan. Soda uit deze meren, die in Californië, Turkije en Afrika te vinden zijn, kan innovatie van Europese fabrieken tegenhouden omdat de natuursoda tegen dumpprijs verkocht kan worden.

Redacteur Redactie

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.