En el marco del proyecto Green Soda, los investigadores de Fraunhofer y sus socios han desarrollado un método innovador y ecológico para producir refrescos, esenciales para una amplia gama de industrias.El proceso se basa en la electrodiálisis bipolar de salmuera.Los procesos de intercambio iónico y la adición de dióxido de carbono dan como resultado la soda verde.La tecnología también ayudará a fortalecer la fabricación en Alemania como lugar industrial.
El carbonato de sodio, también conocido como carbonato de sodio, es un material esencial utilizado en muchos sectores industriales diferentes.Se utiliza para fabricar papel, conservar alimentos, fabricar vidrio y neutralizar ácidos.
También se encuentra en hogares privados, donde es el ingrediente principal de la levadura en polvo y se utiliza como quitamanchas y limpiador de desagües.Y las cifras lo reflejan: la asociación alemana de la industria química Verband der chemischen Industrie (VCI) indica que alrededor de 2,1 millones de toneladas de carbonato de sodio ybicarbonato de sodioSe producirán en 2023 solo en Alemania.
El problema es que la producción de refrescos emite grandes cantidades de dióxido de carbono: 800 kilogramos por tonelada métrica.Las aguas residuales saladas son otro subproducto que aumenta la salinidad de los cuerpos de agua.
La solución es un nuevo proceso de producción sostenible que no genere CO perjudicial para el clima.2emisiones o aguas residuales salinas.
El método fue desarrollado en el Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos IKTS en colaboración con socios que trabajan en el proyecto de investigación conjunto Green Soda.Como socios del proyecto participan el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf y los operadores de instalaciones geotérmicas, junto con el fabricante de refrescos QEMETICA Soda Deutschland.
Proceso limpio: electrodiálisis bipolar
La soda se produce mediante el proceso Solvay desde el siglo XIX.En este método, la piedra caliza se quema con coque o carbón.Esto produce dióxido de carbono, que reacciona en pasos posteriores con salmuera, amoníaco y cal, produciendocarbonato de sodioâpero también grandes cantidades de aguas residuales de cloruro de calcio.
"Nuestro método es una alternativa ecológica sin materiales básicos problemáticos", explica Hans-Jürgen Friedrich, director del grupo de electrólisis técnica.sistemas geotérmicosy el laboratorio de radionúclidos del Fraunhofer IKTS.
El método Green Soda se basa en una ruta de proceso electroquímico.La pieza central de la tecnología es la electrodiálisis bipolar, que implica membranas ultrafinas.Los poros de estas membranas son tan pequeños que sólo pueden pasar iones individuales.
Las membranas funcionan como medio de intercambio al permitir que solo pasen los aniones cargados negativamente o los cationes cargados positivamente.Esto significa que durante el proceso, una mezcla de sal y agua (salmuera) se divide en hidróxido de sodio y ácido clorhídrico.
Los hidróxidos son compuestos similares a sales que forman hidróxido de sodio al contacto con el agua.Entonces, cuando CO2se agrega a lahidróxido de sodio, el producto final es refresco.
"Esto nos permite producir carbonato de sodio sin arrojargases de efecto invernaderoa la atmósfera y sin que las aguas residuales industriales nocivas aumenten la salinidad de los ríos u otras masas de agua", afirma Friedrich.
Los investigadores de Fraunhofer también planean utilizar energía térmica geotérmica para procesos de cristalización y secado y eliminar el uso de combustibles fósiles.
Una reducción de carbono doble
Los investigadores están trabajando con los socios del proyecto en un sistema a escala de planta piloto que proporciona el CO2necesarios para el proceso procedentes de sistemas de biogás o procesos de combustión industrial.Esto significa que el proyecto Green Soda está evitando las nocivas emisiones de gases de efecto invernadero de dos maneras a la vez: durante elproceso de fabricación, y utilizando exceso de CO2de otras industrias.
Otra ventaja del nuevo método es que la producción neutra en carbono no requiere costosos certificados climáticos.Esto no sólo es bueno para el medio ambiente, sino también una contribución importante para mantener la base de fabricación industrial de alta calidad de Alemania y, al mismo tiempo, generar beneficios económicos.
Citación:Proceso de producción de refrescos elimina emisiones de COâ (1 de octubre de 2024)recuperado el 1 de octubre de 2024de https://techxplore.com/news/2024-10-soda-production-co8322-emissions.html
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