Continue winning van waardevolle componenten uit plantaardig materiaal was nog nooit zo eenvoudig.

Het principe is eenvoudig. Als een (dubbelschroef-)extruder een hoog­­viskeuze massa door een nauwe spuitkop perst, dan ontstaat een drukgradiënt over de lengte van de schroeven. Injecteer je een oplosmiddel in de buurt van de spuitkop, dan zal het zich bewegen in de richting van de laagste druk, dus tegen de hoofdstroom in. Zo is de extruder dus te gebruiken als extractieapparaat.

Je moet wel voorkomen dat de extractievloeistof uit de vultrechter spuit. Dat kan door halverwege de extruder als het ware een hobbel op te werpen. In de schroeven plaats je daartoe een paar korte segmenten met omgekeerde schroefdraad. Die proberen de massa de verkeerde kant op te pompen. Het logische gevolg is een opstopping, en dus een drukpiek. Even voorbij dit punt (‘dynamic lock’) kan het verzadigde extractiemiddel gecontroleerd worden afgetapt.

Kruisbestuiving

Onderzoekers van ATO in Wageningen hebben jarenlang aan dit proces gewerkt.

In het diepste geheim, totdat onlangs de wettelijke termijn was verstreken en het inmiddels verkregen octrooi openbaar werd. Nu zijn ze voorzichtig begonnen met de marktintroductie.

Volgens onderzoeker Frank Giezen is het extrusie-extractie-idee ooit opgeborreld bij een onderzoeker van de afdeling Proces­technologie, waaronder extrusie van levensmiddelen valt. Het onderwerp is vervolgens intern besproken met verschillende groepen (extrusie- en scheidingstechnologie, zowel food als non-food) en gezamenlijk uitgewerkt. “Zulke kruis­bestuiving komt vaker voor binnen ATO.” Het toepassingsgebied overstijgt dan ook ruimschoots de grenzen van de verschillende vakgebieden.

“De belangrijkste toepassingen liggen in de food-hoek”, voorspelt Christiaan Bolck, consultant renewable resources. “Je kunt hoogwaardige componenten uit plantaardige grond­stoffen halen. We hebben proven gedaan met inuline uit cichorei, en essentiële oliën als carvon uit karwijzaad. Maar er zijn ook niet-voedselgerelateerde toepassingen, zoals het extraheren van monomeerresten om zeer zuivere polymeren te maken, en het verwijderen van ongewenste additieven uit gerecycled kunststofafval.” Hij voegt er meteen aan toe dat het octrooi dermate algemeen is geformuleerd, dat het al deze toepassingen dekt.

Het grootste voordeel is dat extrusie een continuproces is, waar men bijna alle stappen uit het extractieprocédé in kan integreren. Het kneuzen en malen van de biomassa, de toevoeging en onttrekking van het extractiemiddel, de eigenlijke extractie én de opvang van de restpulp voor verdere verwerking: alles gebeurt in één en dezelfde extruder. Maar er zijn meer voordelen. Energie-, grondstoffen- en oplosmiddelverbruik liggen significant lager dan bij andere processen, zo claimen de onderzoekers. Het proces blijkt vrij gemakkelijk te beheersen. En de vrees dat de biomassa door de wrijving oververhit zou kunnen raken, is ongegrond: “Binnen ATO hebben we veel ervaring met de temperatuurbeheersing in extruders. Die kunnen we nu goed inzetten. De stoffen die wij eruit willen hebben, gaan in elk geval niet kapot.”

Superkritisch

ATO zoekt commerciële partners die het extractieproces verder willen helpen uitwerken. “Dat is ook de reden dat we octrooi hebben aangevraagd. Wordt een project een succes, dan kunnen we de exclusieve rechten voor die toepassing overdragen aan de klant.” De klanten zullen onder meer energie moeten steken in het opschalen. Echt klein zijn de extruders van ATO niet, maar voor sommige toepassingen is toch wel een groter productievolume gewenst.

Helemaal los daarvan werkt ATO mee aan een Europees onderzoeksproject, waarbij moet worden geëxtraheerd met superkritisch CO₂. Giezen treedt op als projectleider. En intussen denkt hij zelfs al verder dan extractie: “Met superkritisch CO₂ zou je polymeren kunnen impregneren met medicijnen, die er onder normale condities niet in oplossen. Ten behoeve van ‘controlled release’. Maar dat is meer voor de langere termijn.”