5. Van laboratoriumschaal tot industriële schaal

De experimenten in het kader van het ValBran-project zijn uitgevoerd op laboratoriumschaal (TRL 3-4). Uit de verkregen resultaten blijkt dat dankzij de enzymatische technologie uit tarwezemelen biologische oppervlakteactieve stoffen met interessante eigenschappen kunnen worden geproduceerd .

Om de technisch-economische levensvatbaarheid van de processen aan te tonen, moeten er op pilootschaal tests worden gepland . Zo'n opschaling (up-scaling in het Engels) is een voorwaarde om een technologie al dan niet te valideren voordat deze naar de industriële fase gaat (go/no go).

De implementatie van elk nieuw proces in de industrie is afhankelijk van het rendement op de investering. Dat betekent dat het essentieel is om rekening te houden met de productiekosten .

De eerste experimentele fase voor elk enzymatisch proces is de optimalisering op laboratoriumniveau waarmee de rendementen en de productiviteit kunnen worden uitgedrukt en de limieten van het proces kunnen worden bepaald. Dan komt de pilootfase; een belangrijke overgangsfase. De pilootschaal geeft aan dat het project de optimalisatie- en karakteriseringsfasen voorbij is, en dat de opschaling en workflow voor de productie van het beoogde product is onderzocht en geoptimaliseerd. Een geslaagde opschaling moet helpen om de productiviteit en kwaliteit van een proces te behouden. Een proces met een groot volume moet minstens zo robuust zijn als een proces met een klein volume. Werken op pilootschaal helpt ook bij het kiezen van het juiste procesplatform op onderzoeksniveau voor een toekomstige opschaling. Vertrekken van een slecht platform zal immers een impact hebben op het succes van de opschaling. Bovendien kan een opschaling zonder deze criteria resulteren in een onbruikbaar of inefficiënt productieproces, wat leidt tot financiële verliezen, een overinvestering van de productiecapaciteit of het onvermogen om aan de behoeften van de markt te voldoen²³.

De belangrijke factoren waarmee rekening moet worden gehouden zijn:

• de verhouding hoogte/diameter van de gekozen reactoren;
• de geometrie van de uitrusting: verhouding tussen de diameter van de roerstaaf en de diameter van de tank, de lengte, de breedte en de hoek van de roerbladen;
• de vloeistofdynamica: type agitatie, aantal turbines;
• de eigenschappen van de warmte- en massaoverdracht;
• de verwerkingsfasen verderop in het productieproces.

Na verduidelijking te hebben gekregen over de hierboven vermelde punten, moet de technisch-economische analyse worden uitgevoerd. De technische beoordeling van het proces en de resultaten verkregen tijdens een piloottest zullen een beeld geven dat veel dichter bij de werkelijkheid ligt. Ze kunnen worden gebruikt om een eerste basis te leggen voor de uitbreiding op industriële schaale²⁴.

Interview Dr. Boris Estrine, Agro-industrie Recherches Développement

---