La economía mundial opera a solo 6.9% en una métrica circular, la proporción de reutilización de recursos, según lo definido por la economía del círculo, un grupo de expertos internacional.
El concepto determinado de los desechos de toma de seguridad es agotar los recursos naturales, dañar la biodiversidad y acelerar el cambio climático. Transformar los desechos en recursos valiosos a medida que la nación tiene prisa por cumplir con sus objetivos netos cero: convertir los desechos en riqueza es un mandato ambiental y una oportunidad económica.
Sin embargo, esta transformación requiere una tecnología de habilitación sofisticada que a menudo funciona detrás de escena. La filtración avanzada es uno de estos facilitadores importantes y proporciona características esenciales para la recuperación de recursos efectiva a gran escala en múltiples industrias.
Los siguientes ejemplos de Pall Corporation, un experto en especialistas en filtrado, demuestran cómo estas tecnologías extraen valor de cinco corrientes de desechos principales, creando nuevas oportunidades de ingresos al tiempo que avanza los objetivos de descarbonización en una variedad de sectores.
Reciclaje de baterías de EV: recuperación de materiales importantes
Anoop Suvarna, Global Battery Materials, Pall Corporation
El crecimiento explosivo en la adopción de vehículos eléctricos crea una oportunidad sin precedentes y la necesidad de una recuperación de materiales de batería. Las ventas globales de EV en 2024 llegaron a 17 millones de personas en todo el mundo, más de un 25%, y se espera que alcance los 3 TWH o más en 2030, en comparación con un TWH en 2024. Este aumento aumenta la presión sobre materiales importantes como el litio, el cobalto y el níquel.
El marco regulatorio también impulsa la necesidad de soluciones de reciclaje efectivas. La Directiva de Batería de la UE requiere una tasa de recuperación de litio del 50% para 2027 y 80% para 2031, y objetivos estrictos para el contenido reciclado y la recuperación de materiales.
Las técnicas de filtración avanzada han demostrado ser importantes en los tres métodos principales de reciclaje (reciclaje directo, plantas de calor y agua), y el hundimiento ha surgido como un enfoque preferido debido a las altas tasas de recuperación de materiales y un consumo reducido de energía. En este proceso, la masa negra de la batería a tierra debe sufrir tratamiento ácido para disolver el metal objetivo, y la filtración refinada separará el material de grafito rico en metal de la solución rica en metal.
El sistema de filtración desarrollado durante las etapas de recuperación posteriores de la precipitación química, la extracción de solventes y los lechos adsorbentes determina directamente la pureza y el valor económico del material recuperado.
Al eliminar partículas y contaminantes sólidos mientras se mantiene la pureza de metales, la filtración avanzada aumenta la eficiencia del proceso, protege los equipos críticos y maximiza los incentivos económicos para expandir el reciclaje.
Combustible de aviación sostenible: convierte el aceite comestible en aviones eléctricos
Rory Duncan, Global Market Manager, Oil & Gas, Pall Corporation
Se proyecta que el tráfico de pasajeros se duplique de 9.5 mil millones en 2024 a 19.5 mil millones, lo que intensifica el desafío de la descarbonización en la aviación, y el sector actualmente representa el 2.5% de las emisiones mundiales de CO2 y el 4% de las temperaturas desde la era preindustrial. Las regulaciones de aviación de reabastecimiento de la Comisión Europea exigen objetivos estrictos para el uso de combustibles de aviación sostenibles (SAF) en los próximos 25 años, lo que hace que la optimización de la producción sea un factor crítico en el cumplimiento de la industria.
La producción de SAF a partir de aceites comestibles de desechos, grasas animales, residuos agrícolas y otros materiales puede reducir las emisiones de aviación hasta en un 80% durante el ciclo de vida en comparación con los combustibles de reacción tradicionales. Sin embargo, a diferencia de las materias primas de petróleo crudo, los materiales de base biológica varían significativamente en el tamaño de partícula, la composición, la densidad y la viscosidad.
La tecnología de filtración avanzada optimiza la producción de SAF en múltiples etapas críticas. El pretratamiento requiere un sistema basado en membrana que incluya microfiltración y ultrafiltración para eliminar sólidos suspendidos, agua y contaminantes emulsionados, asegurando que las materias primas cumplan con los requisitos de calidad estrictos. Los sistemas de filtración de profundidad con procesos de alta capacidad de contaminación aumentan eficientemente en grandes cantidades, mientras que los sistemas de alto flujo pueden extender las operaciones de solo 2 horas a una semana completa cuando se trata de aceites vegetales altamente contaminados.
A través de HEFA (cultivo hidropónico de ésteres y ácidos grasos), síntesis de Tropsch Fischer (FT), alcohol a chorro (ATJ) o hidrotermólisis catalítica (CH), la protección del catalizador puede ser microcalculada y promover equipos costosos. El paso de pulido final despliega los escasos y filtros de alto flujo para lograr un contenido de humedad por debajo de 100 ppm y cumplir con los requisitos de partículas de combustible de aviación, lo que permite la compatibilidad de «entrega» con motores de aeronaves existentes e infraestructura de combustible
Residuos plásticos a aceite utilizable: habilite el reciclaje de productos químicos a escala
Serhat Oezeren, Gerente Global del Mercado Vertical – Químicos, Polímeros, Reciclaje de plástico, Pall Corporation
A pesar del final decisivo de las recientes negociaciones sobre la Convención Global de Plastics, muchos gobiernos y organizaciones continúan comprometidos a abordar la contaminación plástica. El reciclaje químico a través de la pirólisis es una de las opciones prometedoras para complementar el reciclaje mecánico gracias a su capacidad para manejar diversas corrientes de desechos plásticos.
La pirólisis implica la descomposición termoquímica de los desechos a 400-600 ° C sin oxígeno, produciendo síntesis y char. El carbón se puede refinar en carbono de carbono reciclado o carbono activado para aplicaciones como la pigmentación y la aclaración de bebidas, pero los syngas se procesan en lugar de gas natural o en aceites de pirólisis. Este aceite se puede reemplazar con aceite, mezclado con diesel o incluso refinado para combustibles industriales.
Sin embargo, la pirólisis enfrenta desafíos técnicos, particularmente en el control de la contaminación. Los desechos plásticos mixtos contienen combinaciones complejas de polímeros y materiales no poliméricos, incluidos contaminantes aguas abajo como partículas y cola. Los contaminantes adicionales, incluidos los geles orgánicos, los metales disueltos y las dispersiones, requieren soluciones de separación efectivas.
La filtración y la coalescencia avanzadas son esenciales en múltiples etapas para eliminar las partículas y separar el agua del aceite pirolítico o el flujo de gas. Esto no solo limpia el petróleo y el gas para el tratamiento aguas abajo, sino que también evita el ensuciamiento del equipo, reduce el tiempo de inactividad de mantenimiento y mejora la calidad del producto y la eficiencia operativa.
Para convertir los aceites de pirólisis en olefinas más ligeras, el material debe transferirse a una galleta de vapor. Las partículas y los contaminantes metálicos en el aceite de pirólisis cruda tienen un gran impacto en el horno de galletas de vapor y las secciones de recuperación, reduciendo el tiempo de actividad debido al aumento del calafateo.
La filtración de profundidad proporciona una solución eficiente y rentable para eliminar contaminantes dañinos y reducir la contaminación a niveles aceptables para la alimentación de nafta cruda en galletas de vapor.
Captura, almacenamiento y utilización de carbono: purificación para la optimización de procesos
Juli Ample Mile, Global Market Manager – Carbon Capture, Paul Corporation
La captura de carbono, la utilización y el almacenamiento (CCU) es un punto clave en la descarbonización global, que representa las tecnologías más factibles para los sectores graduales, como el cemento, el acero y los productos químicos. Se prevé que CCUS aumente hasta en un 24% en los próximos cinco años, llegando a aproximadamente $ 13 mil millones para 2030. El Foro Económico Mundial dice que el crecimiento impulsado por las políticas podría reducirse en alrededor del 14% para 2030, principalmente a través de costos reducidos de capital, transporte y almacenamiento.
Sin embargo, las implementaciones pueden llevar hasta seis años, incluidos los largos permisos para la cuarentena subterránea. Eliminar las impurezas del CO2 atrapado como el dióxido de azufre, el óxido nítrico, el oxígeno y el agua sigue siendo un desafío operativo importante que afecta directamente la eficiencia y la economía. Estos contaminantes destruyen las operaciones, reducen la eficiencia de captura, reducen el equipo de daños y aumentan los costos de mantenimiento. Sin una purificación adecuada durante el transporte o la conversión, la corrosión y las reacciones innecesarias de la tubería son un riesgo grave.
Las técnicas avanzadas de filtración y separación son esenciales para toda la cadena de valor de CCUS, particularmente para el método más económico y maduro de captura de carbono absorbida. Los Coulces de alto rendimiento mejoran la operación del compresor al eliminar los líquidos y las partículas, mientras que los filtros de alta eficiencia en la entrada del depósito evitan el ensuciamiento y mantienen la pureza de almacenamiento a largo plazo.
Más allá del almacenamiento geológico permanente, el CO2 capturado se puede utilizar para fabricar combustible, materiales de construcción, mejorar la captura de petróleo y crear nuevas fuentes de ingresos al tiempo que apoya los objetivos de descarbonización.
Proteína alternativa: reciclaje del desperdicio de alimentos a través de la tecnología de membrana
Kartheek Anekella, Pall Corporation, Líder de estrategia de tecnología global para proteínas alternativas
La población mundial alcanzará los 10 mil millones para 2050, con más de mil millones de toneladas de alimentos desperdiciadas cada año, lo que hace que las soluciones de proteínas sostenibles importen. Los requisitos intensivos de tierra y agua de la agricultura de ganado tradicional se combinan con importantes emisiones de gases de efecto invernadero, lo que acelera el crecimiento del sector de proteínas alternativas, y se proyecta que alcanzará los $ 93.6 mil millones para 2033.
Las técnicas avanzadas de filtración convierten los subproductos agrícolas (granos usados, cáscaras de frutas, pasteles de olla oleagina, residuos de almidón de papa) en alternativas ricas en proteínas de alto valor. Este complejo proceso requiere un control preciso de la conversión de biomasa al tiempo que aborda los desafíos de variabilidad crítica.
Los conflictos en el material fuente crean obstáculos de procesamiento, ya que las corrientes de desechos contienen factores de nutrientes, microorganismos, contaminantes microbianos y factores antinutrición que varían según el origen agrícola, la estacionalidad y las condiciones de almacenamiento. Esta variabilidad puede afectar las propiedades funcionales y tróficas del producto de proteína final.
Las técnicas de filtración y microfiltración de membrana proporcionan soluciones objetivo a través de la separación selectiva de proteínas basadas en el peso, el tamaño y la carga moleculares. Estos sistemas estandarizan y concentran las fracciones de proteínas deseadas al tiempo que eliminan los componentes no deseados. La filtración estéril utilizando membranas de 0.2 micras reduce la carga microbiana y resulta particularmente importante para los medios de cultivo celular que respalda la producción de carne cultivada.
Conclusión: la filtración avanzada es importante para una circulación exitosa
A medida que la economía circular evoluciona de la succión a la implementación, el papel de las tecnologías de habilitación, como la filtración avanzada, será cada vez más necesaria.
Reconociendo estas capacidades fundamentales, las organizaciones en las que invierten están mejor posicionadas para adquirir valor de la transformación basada en residuos que reconstruye las industrias globales, al tiempo que contribuyen de manera significativa a los objetivos de descarbonización esenciales para el futuro del planeta.
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