تقلل مرشحات النانو من SepPure بشكل كبير تكلفة الطاقة لعمليات الفصل الصناعي

مع تزايد الضغط على الشركات لتقليل الاعتماد على الغاز والنفط ، أصبحت العمليات القائمة حتى على المستويات الصناعية موضع تساؤل ، مما يوفر فرصة للتكنولوجيا للتدخل. بالرغم من تتطلع إلى استبدال التقطير الغازي المعقد للزيوت بغشاء مصمم على مقياس نانومتر ، وقد اجتذب نهجها 12 مليون دولار في جولة تمويل جديدة.

يجب استخلاص الزيوت بجميع أنواعها وتنقيتها من مصدرها ، والتي قد تكون بذرة أو ألياف أو بعض المواد العضوية الأخرى. بالطبع يمكنك سحق ثمرة زيتون واستخراج الكثير من الزيت منها ، ولكن لا يوجد مكان قريب منها بالكامل ؛ للقيام بذلك ، يتم غمر اللب في كمية هائلة من المذيب ، مثل الأسيتون أو الهكسان ، والتي تسحب الزيت المتبقي. يتم بعد ذلك تسخين الخليط الناتج ، عادة عن طريق الغاز الطبيعي أو الزيت ، ويفصل المذيب والزيت.

استمرت هذه العملية كثيفة الوقود لعقود ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن درجات الحرارة المرتفعة المطلوبة تحول دون استخدام الطاقة الشمسية أو الرياح كمصدر للحرارة.

ظهر بديل محتمل في مساحة تنقية المياه منذ عدة سنوات ، والذي استخدم أيضًا لفترة طويلة عملية التقطير لفصل H2O عن الملوثات. يمكن تصميم الأغشية للسماح بمرور مواد معينة بينما يتم حظر مواد أخرى ، مما يسمح على سبيل المثال لجزيئات الماء ولكن ليس الجزيئات العضوية الكبيرة. تم تبني هذا النهج في صناعة المياه ، لأنه أرخص وأبسط ويستخدم طاقة أقل (ابحث عن “التناضح العكسي” على الملصق).

أوضح المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة SepPure محمد فاراهاني أن ضغوط تغير المناخ وأسعار الغاز (ناهيك عن توفير التكاليف) دفعت الآخرين إلى النظر إلى الأغشية على أنها احتمال. على سبيل المثال ، أنشأت Divigas غشاءًا يفصل الهيدروجين عن ثاني أكسيد الكربون ، وصنع Membrion واحدًا لإزالة المعادن الثقيلة من الماء. لكن الماء ليس مادة قاسية بشكل خاص ، على عكس العديد من السلائف الكيميائية للزيوت المفيدة والجزيئات الأخرى.

قال فاراهاني: “لقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً للحصول على حل جيد للمياه ، وفي الأساس ركزت كل شركة تصنع أغشية على المياه”. ربما قبل 10 سنوات فقط ، بدأ الناس في البحث عن الأغشية المقاومة للمواد الكيميائية. نعتقد أننا في نفس المكان الذي تم فيه إدخال أغشية المياه قبل 40 عامًا – سيبدأ تطبيقه في كل مكان بشكل أساسي “.

يصنع SepPure ما يسمى بالفلتر النانوي الليفي المجوف ، وهو بالضبط ما يبدو عليه: ألياف بوليمر مجوفة بسطح مصمم على مقياس نانومتر للسماح فقط لجزيئات معينة بالمرور. قم بتجميع مجموعة منهم معًا ووضعهم في أنبوب ، وادفع السائل عبر الأنبوب لتصفيته. على الرغم من أن الغشاء لا يفصل 100٪ من المادتين ، إلا أنه يقلل بشكل كبير من مقياس خطوة التقطير. هذا المفهوم ليس جديدًا ، وفي الواقع يتم استخدامه عبر صناعة الأغشية ، ولكن حيث تتباعد SepPure في متانتها واكتنازها.

يمكن للمذيبات القوية أن تذوب البوليمرات بسهولة – عليك أن تصنع أغشية بوليمرية استخدام المذيبات ، ولكن بعد ذلك يحتاجون إليها الصمود المذيبات. قال فاراهاني إن هذا أمر صعب وقد تم إجراء الكثير من الأبحاث للوصول إليه. “إن جمال ما فعلناه هو صنع ألياف لتحمل المواد الكيميائية القاسية ودرجات الحرارة المرتفعة والضغط المرتفع.”

لا يتطلب الماء والغاز الكثير في هذه الفئات ، لذا فقد حظيا بالجزء الأكبر من الاهتمام ، ولكن يوجد الآن نسخة يمكنها فصل الزيوت عن المذيبات ، أو الجزيئات القيمة الأخرى من خليط صعب مماثل. هذا له تطبيقات في أي صناعة لا تزال تستخدم التقطير بسبب هشاشة عمليات الأغشية القديمة – وهناك الكثير. تشكل عمليات الفصل نسبة ذات مغزى من استخدام الطاقة العالمي والانبعاثات.

لدى SepPure منافس في Evonik الألمانية ، والذي يصنع منتجًا مشابهًا. لكن فاراهاني قال إنه على الرغم من أن هذه النسخة السابقة من هذه التقنية جيدة بالنسبة للمنتجات عالية الهامش مثل صناعة الأدوية ، إلا أنها بطيئة للغاية وضخمة لاستخدامها في عمليات كبيرة الحجم وذات هامش ربح منخفض مثل إنتاج زيت الطعام.

تميل المرشحات إلى أن تأتي بحجم قياسي: أنبوب يبلغ قطره 4 بوصات وطوله 40 بوصة. تدعي SepPure أنها يمكن أن تضع خمسة أضعاف كمية الغشاء في تلك المساحة ، مما يحسن الكفاءة ويقلل التكلفة: دفع خمسة أضعاف كمية الأشياء عبر نفس عدد الأنابيب ، أو تصفية نفس الكمية في مساحة أقل بكثير. وهذا دون حساب لزيادة الضغط وعوامل اندماجية أخرى.

بشكل عام ، من خلال هذه المكاسب وتقليل التدفئة القائمة على الوقود ، يقدر فاراهاني أنها يمكن أن تقلل تكلفة إنتاج (على سبيل المثال) 100000 طن من النفط في السنة من حوالي 7.5 مليون دولار إلى حوالي 2.5 مليون دولار. ومن الواضح أن ألياف المرشح ، بمجرد استنفادها بعد عامين من الاستخدام ، يمكن إعادة استخدامها لإنشاء أقمشة مقاومة للهب.

وقادت SOSV الجولة التي تبلغ قيمتها 12 مليون دولار أمريكي بمشاركة من Anji Microelectronics و Real Tech Fund و Seeds Capital و EPS Ventures وغيرها. جمعت الشركة سابقًا 2.5 مليون دولار في عام 2019.

سيتم استخدام الأموال لاستكمال بناء أول منشأة لإنتاج المرشحات في سنغافورة.

“بمجرد أن نبدأ في تنفيذ حلولنا التقنية في مواقع العملاء ، سنصل بسرعة إلى أقصى سعة. وتوقعًا للطلب المتزايد على وحداتنا ، يعمل فريقنا بالفعل على خطط التوسع.