Glycerine

Wat zijn typische toepassingen voor glycerine?

Glycerine kent een breed scala aan industriële toepassingen, waaronder:

• Voedingsmiddelen- en drankenindustrie: Glycerine (E 422) wordt in veel voedingsmiddelen en dranken gebruikt als zoetstof, bevochtigingsmiddel en oplosmiddel.
• Cosmetica- en persoonlijke verzorgingsindustrie: Glycerine wordt gebruikt als vochtinbrenger, verzachtend middel en bevochtigingsmiddel in veel cosmetica- en persoonlijke verzorgingsproducten, zoals zeep, lotions en shampoos.
• Farmaceutische industrie: Glycerine wordt gebruikt als hulpstof en oplosmiddel in veel farmaceutische producten, waaronder tabletten, capsules en siropen.
• Chemische industrie: Glycerine wordt gebruikt als uitgangsmateriaal bij de productie van andere chemicaliën, zoals nitroglycerine, epichloorhydrine en propyleenglycol.
• Brandstofindustrie: Glycerine wordt ook gebruikt als additief voor brandstoffen en smeermiddelen.
• Andere industrieën: Glycerine wordt in veel productieprocessen als uitgangsmateriaal gebruikt. Het wordt ook gebruikt als antivriesmiddel, smeermiddel en weekmaker.

De kwaliteit van glycerine is cruciaal voor het beoogde gebruik en het moet voldoen aan bepaalde normen voor zuiverheid, viscositeit en vochtgehalte.

Hoe wordt glycerine verkregen?

In de natuur komt glycerine voornamelijk voor in vetten en oliën. Het speelt ook een belangrijke rol als tussenproduct in diverse stofwisselingsprocessen in de meeste levende organismen.

In het verleden werd glycerine ofwel petrochemisch verkregen uit propeen met de tussenproducten allylchloride en epichloorhydrine, ofwel chemisch als bijproduct bij de verzeping van natuurlijke vetten en oliën voor de productie van zeep.

Tegenwoordig wordt glycerine meestal verkregen als bijproduct van de transesterificatiereactie waarbij vetten en oliën worden omgezet in biodiesel. Tijdens deze reactie worden de vetten of oliën omgezet met methanol of ethanol tot methyl- of ethylesters (biodiesel) en ruwe glycerine. Deze ruwe glycerine bevat water, zouten en onzuiverheden, die moeten worden verwijderd om de zuivere glycerine te verkrijgen.

Glycerine als bijproduct van de productie van biodiesel

Sinds het midden van de jaren negentig wordt biodiesel (vetzuurmethylester) geproduceerd uit plantaardige oliën. Het bijproduct van dit proces is glycerine, dat na verwerking kan worden verkocht als geconcentreerd (minstens 80% glycerinegehalte) of gedistilleerd (glycerinegehalte 99,7%). De productie van één ton biodiesel levert iets meer dan 100 kg glycerine op. De glycerine wordt in het biodieselproductieproces als volgt geproduceerd: Triglyceride uit plantaardige olie + 3 x methanol = 3 x methylester van plantaardige olie + glycerine.

In verhouding tot de gebruikte plantaardige olie wordt ongeveer 10% glycerol geproduceerd. Aangezien glycerol, in tegenstelling tot biodiesel, polair is, verzamelen alle polaire stoffen die tijdens de reactie worden gevormd en die van nature in de olie aanwezig zijn of tijdens de oliebehandeling in de olie terechtkomen, zich in de glycerol. Dit zijn met name methanol, water, zeep, anorganische zouten en polaire organische verbindingen.

Alleen al de zeep in de biodiesel (ongeveer 8-35%, afhankelijk van de procesregeling en de werkwijze) zou de destillatie van de ruwe glycerine onmogelijk maken. Om deze reden moet de glycerol in verschillende stappen worden voorbereid voor destillatie.

De voorbereidingsstappen zijn:

1. Scheiding van de methanol (mogelijk zowel hier als in stap 4, afhankelijk van het proces)
2. Scheiding van de katalysator uit de biodieselproductie
3. Scheiding van de zepen, scheiding van de vetzuren en andere resterende organische producten in de glycerol en daaropvolgende neutralisatie
4. Scheiding van de methanol
5. Concentratie (waterverdamping) van glycerol
6. Distillatie voor de productie van farmaceutische glycerol

Proces: De extractie van ruwe glycerine bij de productie van biodiesel

Werkingsprincipe van het proces

De nog onzuivere glycerol uit stap 6 wordt door destillatie gezuiverd tot 80-85% tot zogenaamde „farmaceutische glycerol“. De bezonken zoutsuspensie (natriumchloride of kaliumchloride) wordt bij hoge temperaturen afgescheiden door een speciale SIEBTECHNIK TEMA-decanter voor zeer hoge temperaturen. In andere processen wordt hiervoor ook een dunne-filmverdamper gebruikt, maar de laatste jaren heeft scheiding met een (eventueel stroomopwaarts geplaatste) SIEBTECHNIK TEMA SHORTBOWL-decanteercentrifuge zich op de markt gevestigd.

Het afgescheiden zout kan later worden gestort of voor andere doeleinden worden gebruikt. De glycerol van farmaceutische kwaliteit heeft een zuiverheid van >99,5% en wordt later onder andere in de chemische industrie gebruikt.

Proces: De verwerking van ruwe glycerine tot glycerine van farmaceutische kwaliteit

Waarom zijn centrifuges belangrijk bij de productie van glycerine van farmaceutische kwaliteit?

Centrifuges zijn essentiële apparatuur bij de productie van glycerine van farmaceutische kwaliteit, omdat de zuiverheid en kwaliteit van de glycerine cruciaal zijn voor het gebruik ervan in de farmaceutische industrie.

Ze worden gebruikt om de glycerine te scheiden van de hierboven genoemde ongewenste onzuiverheden, en om de glycerine te wassen en te drogen om de kwaliteit te bereiken die vereist is voor gebruik in de farmaceutische industrie.