Cina: tecnologie per la CO2 alimentare? 

Quando senti questa combinazione: "Cina?" e ?CO2 alimentare? – il primo pensiero riguarda spesso le dimensioni, le fabbriche gigantesche e le tonnellate di prodotto. Ma dietro a tutto questo c’è una storia molto più interessante e meno scontata: l’evoluzione delle tecnologie che sono passate dalla semplice cattura alla depurazione complessa, quasi in filigrana. E ci sono sfumature qui che molti perdono quando inseguono la convenienza.

Non solo gas, ma specifiche

Il principale malinteso è che la CO2 prodotta dagli alimenti sia la stessa ovunque. Gli standard cinesi GB 1886.228-2016 e GB 29203 sono un documento serio. Ma il problema spesso non è nello standard, ma nella sua interpretazione in una particolare produzione. Ho visto installazioni in cui tutto è coerente sulla carta, ma in pratica le fluttuazioni nella quantità totale di idrocarburi o idrogeno solforato erano al limite dell'accettabile. Perché? Perché le materie prime - gas di scarico della produzione di ammoniaca, alcol etilico o provenienti da fonti naturali - variano notevolmente. E la catena tecnologica per ogni materia prima deve essere la propria.

Ad esempio, con le linee di ammoniaca è più semplice in termini di scala, ma ha il suo mal di testa: possibili tracce di ammoniaca e difficoltà con l'adsorbimento di idrocarburi aromatici. Ma gli impianti a bioetanolo – una tendenza ora di moda – hanno una propria serie di impurità: alcoli superiori, esteri. La catena standard (compressione, essiccazione, distillazione) potrebbe non farcela; sono necessari passaggi aggiuntivi, lo stesso adsorbimento su zeoliti o carboni modificati. Ciò rende il progetto più costoso e non tutti i clienti sono pronti a investire in esso, preferendo rischiare la qualità.

Vale la pena menzionarlo quiChengdu Yizhi Technology Co.— il loro approccio si basa spesso su un'analisi approfondita delle materie prime. Non si limitano a vendere l’impianto, ma studiano prima il gas grezzo. Sul loro sito webyzkjhx.ruè chiaro che si posizionano come un istituto di ingegneria e non solo come un fornitore di attrezzature. Questo è un punto importante. Sono stati creati da Huaxi Technology nel 2013 e il loro capitale sociale di 120 milioni di yuan mostra intenzioni serie. In pratica, ciò significa spesso che dispongono di una propria attività di ricerca e sviluppo e possono offrire non uno standard, ma una soluzione adattata. Anche se, ovviamente, hanno anche progetti in cui sono stati tagliati gli angoli per rispettare le scadenze.

Nodi chiave: dove si trova il diavolo

Se parliamo di catena tecnologica, allora tutti conoscono gli adsorbitori di essiccazione e le colonne di distillazione. Ma la vera battaglia per la pulizia si svolge nelle zone meno visibili. Prendiamo la purificazione preliminare dei composti dello zolfo. Molte persone utilizzano semplici catalizzatori di ferro, ma la loro risorsa, data la composizione instabile della materia prima, può essere catastroficamente breve. Mi sono imbattuto in una situazione in cui il letto catalitico di uno stabilimento nello Shandong doveva essere cambiato il doppio delle volte rispetto a quanto previsto perché il fornitore della materia prima (distilleria) aveva cambiato la tecnologia di fermentazione. È stata trovata una soluzione introducendo un sistema di monitoraggio online dell'H2S davanti al catalizzatore, ma ciò ha aggiunto complessità e costi.

Un altro punto critico è la rimozione dell’ossigeno. Sembrerebbe una cosa da poco. Ma se il suo contenuto supera i 30 ppm, questo rappresenta già un rischio per alcune applicazioni, ad esempio nel confezionamento in atmosfera modificata di prodotti sensibili. I produttori cinesi utilizzano spesso l'idrogenazione catalitica con un catalizzatore al palladio. Efficace, ma costoso. E qui c'è una costante ricerca di compromesso. Alcuni cercano di accontentarsi della distillazione profonda, ma questa operazione comporta un dispendio energetico. Ho visto un'installazione nel Fujian, dove gli ingegneri hanno cercato di risparmiare sul catalizzatore installando un analogo più economico. Di conseguenza, il contenuto di O2 è aumentato e il lotto di gas ha dovuto essere declassato al livello tecnico, con conseguenti perdite.

E, naturalmente, filtrazione finale. Dopo tutti i passaggi c'è sempre un barattolo con un filtro adsorbente. Spesso con carbone attivo. Ma carbone e carbone sono diversi. Il carbone economico e attivato in modo improprio può produrre polvere o diventare esso stesso una fonte di impurità. Non è importante solo la sua qualità, ma anche il sistema di monitoraggio del punto di rugiada e dell'olio in uscita. Qui i fornitori cinesi di attrezzature sono diventati molto più attenti negli ultimi 5-7 anni.

Logistica e stoccaggio: perdite invisibili

La produzione è metà dell'opera. Poi ci sono i serbatoi, gli evaporatori, le pompe. Il materiale della superficie interna dei serbatoi, lo stato delle guarnizioni sulle flange: tutto ciò influisce sulla qualità finale. La Cina è passata principalmente all’acciaio inossidabile 304L per i serbatoi alimentari, il che è una buona pratica. Ma ho visto anche vecchi serbatoi con rivestimenti epossidici che si sono microfessurati nel tempo. In questi casi, il rischio di contaminazione da gas aumenta in modo significativo.

Un altro punto pratico è il riempimento e lo svuotamento dei serbatoi. Velocità, cadute di pressione. Un riempimento rapido può portare via goccioline di umidità o particelle di olio dal compressore se è presente un punto debole in qualche punto della linea. Una volta abbiamo avuto a che fare con la denuncia di un birrificio: nel gas sono state trovate tracce di nebbia d'olio. Si è scoperto che il problema non era nell'installazione, ma nel compressore a pistoni all'uscita nel serbatoio, la cui guarnizione era usurata. È stato installato dalla gente del posto per risparmiare denaro e non è stato progettato per il funzionamento continuo con gas alimentare.

Lo stoccaggio della fase liquida sotto pressione è sempre un equilibrio tra temperatura e pressione. Nelle province meridionali della Cina questa è una sfida particolare in estate. Se la temperatura nel serbatoio supera la temperatura critica, la valvola di sicurezza scatterà, perdendo entrambi i prodotti e creando un rischio. Pertanto, le installazioni moderne sono sempre più dotate di sistemi di ricircolo e raffreddamento controllati automaticamente. Ma in molte vecchie fabbriche questo viene fatto manualmente, il che, ovviamente, è un rischio.

Mercato e tendenze: da che parte tira il vento

La domanda di CO2 per uso alimentare in Cina sta crescendo non solo da parte dell’industria alimentare (soda, birra, imballaggi), ma anche da nuovi settori, come la coltivazione di piante in serre. Ma le serre richiedono gas con limiti ancora più severi sull’etilene e altre fitotossine. Questo è il livello successivo di pulizia. Non tutti i produttori sono pronti a investire in questo settore, poiché le attrezzature stanno diventando sempre più costose.

Una tendenza interessante sono le mini-installazioni. Non complessi giganteschi presso giganti della chimica, ma moduli relativamente piccoli presso distillerie o stazioni di biogas. Il loro vantaggio è la posizione e i minori costi logistici. Ma lo svantaggio è che è più difficile mantenere una qualità stabile a causa delle fluttuazioni nel volume e nella composizione delle materie prime. Alle aziende piaceTecnologia Chengdu Yizhistanno offrendo attivamente soluzioni per tali fonti decentralizzate. La loro nicchia è la progettazione per una base di materie prime specifica, a volte imperfetta.

Un altro driver è l’ambiente. Catturare la CO2 dalle emissioni industriali non significa solo produrre un prodotto, ma anche ottenere crediti di carbonio. Questo diventa un incentivo finanziario per le imprese cinesi. Ma affinché il gas proveniente da una tale fonte diventi commestibile, i costi di purificazione sono molto più alti. Finora, la maggior parte della CO2 catturata viene utilizzata per esigenze tecniche. Ma la tecnologia sta avanzando e forse tra un paio d’anni vedremo scoperte rivoluzionarie nei sistemi di purificazione catalitica che renderanno il processo economicamente vantaggioso.

Esperienza personale e conclusioni

Lavorando con vari fornitori cinesi e visitando fabbriche, sono giunto alla conclusione che la divisione non si basa sul principio “costoso-economico”, ma sul principio dell'atteggiamento nei confronti delle materie prime. I migliori risultati arrivano da chi inizia con un’analisi approfondita e non ha paura di dire al cliente: “Questo schema standard non funzionerà con le tue materie prime, ti serve questo e quest’altro?” Aziende come il già citato Yizhi Design Institute seguono spesso questa strada.

Di solito i fallimenti si verificano quando si tenta di copiare un progetto di successo uno a uno, ma utilizzando materie prime diverse. Ho avuto esperienza nella realizzazione di un'installazione nella provincia di Henan, che è stata copiata da un'installazione nel Sichuan. Ma la materia prima era diversa: più umida e con un diverso profilo di idrocarburi leggeri. Di conseguenza, la colonna di distillazione funzionava in modo inefficace e il punto di rugiada non veniva mantenuto. Ho dovuto rifare le piastre e regolare nuovamente la temperatura, perdendo tempo e denaro.

Quindi, per rispondere alla domanda del titolo: sì, ci sono avanzatitecnologia della CO2 alimentare, ma non sono universali. La loro forza è nell'adattabilità. E il futuro, a mio avviso, risiede in sistemi flessibili e modulari con analisi intelligenti delle materie prime in ingresso e controllo rigoroso in uscita. E chi continua a vendere “soluzioni inscatolate”? per qualsiasi gas, prima o poi dovranno affrontare denunce. Non ci sono piccole cose in questo business: ogni piccola cosa conta.