Procesintensificatie

Laatst geactualiseerd in 2007

De schoenendoosfabriek. In 2000 aangekondigd en in 2005 gerealiseerd. Zullen de   grootschalige chemische fabrieken ooit tot het verleden behoren?

Miniaturisering

De technologie maakte de grootschalige industrialisatie mogelijk. De stand van de techniek doet de pendel inmiddels echter ook weer de andere kant op zwaaien. Miniaturisering doet zijn intrede, en dat laat de grootschalige industrie niet onberoerd. Tegenover de industriële centralisatie komt nu de postindustriële decentralisatie te staan. Productiemiddelen worden weer kleiner en traditionele scheidingen vervangen. De computer en het internet geven  hiervan een duidelijk voorbeeld. Vele huishoudens beschikken inmiddels over informatie- en communicatiemiddelen waarover in het verleden slechts een enkele geprivilegieerde kon beschikken. Veel werk kan weer in de eigen leefomgeving worden gedaan. Bij het ‘kenniswerk’ ziet men de grenzen tussen ‘wonen’ en ‘werken’ al vervagen.

Ook in de procestechnologie is miniaturisering in opkomst. Processen worden preciezer en op maat. Wat vroeger op een afgelegen industrieterrein stond te walmen, past binnenkort op zolder of in de keukenkast. De Delftse hoogleraar Stankiewicz trekt deze ontwikkeling in een breed verband. Hij vergelijkt de huidige procesindustrie met uitstervende dinosauriërs die hun eigen habitat ondermijnen. In 2000 kondigde hij aan dat de chemische fabrieken van de nieuwe generatie in schoenendozen zouden passen. Reeds in 2005 heeft DSM een eerste ‘schoenendoosfabriek’ in commerciële exploitatie genomen.

Voordelen van procesintensificatie

De voordelen van miniaturisering zijn legio: ingrijpende reductie van materiaalgebruik, energieconsumptie en afvalstromen. Een indruk van de afnames: kapitaalkosten (- 60%), energieverbruik (- 70%) en ruimtebeslag (- 99,8%). En dat bij een rendementsverbetering van 93%. (i) Tegen deze achtergrond valt te begrijpen dat professor Stankiewicz de huidige procesindustrie als ‘middeleeuws’ bestempelt: “de chemische industrie anno 2006 is gebaseerd op middeleeuwse technieken; (…) de geroerde tank is nog steeds het meest voorkomende procestechnologische systeem.” (i)  

Andere principes

Procesintensificatie stelt hier fundamenteel andere principes tegenover, zoals continu-processen in plaats van batchprocessen en verbetering van de condities waaronder reacties plaatsvinden. Dit heeft een betere kwaliteit van het eindproduct tot gevolg én het vergroot de veiligheid van de installaties.

Rampen voorkomen

Stankiewicz in zijn inaugurele rede: ‘Procesintensificatie in de Union Carbide fabriek in Bhopal had de grootste industriële ramp in de menselijke geschiedenis kunnen voorkomen. De voorraad giftig methylisocyanate zou verminderd zijn geweest van 41 ton tot ongeveer 10 kilogram’.

Belemmeringen

Miniaturisering schept niet alleen mogelijkheden voor de pharma en fijnchemie. Enkele gevallen zijn inmiddels bekend van microreactors voor de bulkchemie. Grootste ‘sta in de weg’ voor de introductie van de nieuwe techniek zijn de bestaande fabrieken en investeringen. Investeerders kiezen liever voor levensduurverlenging van bestaande installaties, dan voor slopen en vervangen door ‘state of the art’-technieken.

In de nutsvoorzieningen is miniaturisering ook een ontluikend thema. Rendementen van waterzuivering en energieomzetting stijgen indien meer ‘op maat’ en minder op ‘grote centrale schaal’ wordt gedacht en georganiseerd. Door de schaal af te stemmen op de lokale behoeften en het lokale aanbod aan duurzame hulpbronnen, zijn ingrijpende vorderingen te maken met verduurzaming van de nutsvoorziening. De techniek wijst de weg in de richting van decentralisatie. De grootste verandering wordt echter gevergd van het denken over de bestaande infrastructuur, ingesleten organisatiepatronen en gevestigde belangen.