Achtergrond
De Europese energiesector ziet een toenemende vraag naar bio-ethanol, mede door overheden die de overstap van fossiele naar biobased brandstoffen stimuleren met het oog op duurzame mobiliteit. Om aan deze groeiende vraag te voldoen, is een flinke toename van geschikte grondstoffen nodig. Dit vraagt om een verschuiving van eerste generatie biobrandstoffen (uit voedselgewassen) naar tweede generatie biobrandstoffen (uit niet-eetbare biomassa, zoals reststromen en afval).
Wei-afval is een bijproduct van zuivelproductie en vormt ongeveer 83% van de totale afvalstroom in deze sector. In het verleden werd wei-afval vaak op milieubelastende manieren afgevoerd, wat leidde tot watervervuiling vanwege de hoge BOD- en COD-waarden. Strengere regelgeving en stijgende verwerkingskosten hebben de zuivelindustrie ertoe aangezet om innovatieve toepassingen te verkennen.
Een veelbelovende toepassing is de fermentatie van wei-afval tot bio-ethanol. Voor een efficiënte fermentatie moeten echter ongewenste mineralen zoals Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, PO₄³⁻ en Cl⁻ eerst worden verwijderd. Elektrodialyse (ED) is hierbij een kansrijke techniek: het deminaliseert en verzuurt het wei-afval met behulp van ionenwisselingsmembranen. ED regelt tevens de pH-waarde, vereist geen extra chemicaliën en produceert geen schadelijke bijproducten – wat de wei geschikt maakt voor een efficiënte bio-ethanolproductie.
Opdracht en activiteiten
1. Literatuuronderzoek en theoretische basis
-
Verdiepen in elektrodialyse en de toepassing ervan op wei-permeaat.
-
Inzicht krijgen in de werkingsprincipes en parameters van ED.
-
Kennismaken met de invoerstromen en analysemethoden.
-
Basiskennis opdoen over meststoffen en bio-ethanolproductie.
2. Proeven met deminalisatie van wei-permeaat
-
Toepassen van het ED-proces om ongewenste mineralen te verwijderen.
-
Bepalen van optimale procescondities zoals spanning, retentietijd en doorstroomsnelheid.
-
Optimalisatie van het gehele proces, van monsters tot parameters.
3. Valorisatie van outputstromen uit ED
-
Karakteriseren van de outputstromen.
-
Analyseren van de chemische samenstelling van het resterende, lactose-rijke permeaat en de geëxtraheerde mineralen.
-
Vergelijken van de chemische samenstelling vóór en na ED-behandeling.
-
Eerste verkenning naar de toepasbaarheid voor meststof- en bio-ethanolproductie.
-
Eerste indicatie van het economisch perspectief.
Vereiste vaardigheden en competenties
-
Achtergrond in milieutechniek, milieuwetenschappen, chemie, chemische technologie, duurzaamheid of een gerelateerd vakgebied.
-
Interesse in membraanscheiding en het verwaarden van afvalstromen.
-
Praktijkervaring in het laboratorium en bekendheid met chemische analysetechnieken.
-
Ervaring met data-analyse, rapporteren en presenteren van onderzoeksresultaten.
Stage-informatie
Dit stageproject duurt 20 weken (met mogelijkheid tot verlenging) en kent een gestructureerde opzet: literatuurstudie, experimenteel werk, data-analyse en rapportage. De startdatum is rond september 2025.
De stage vindt voornamelijk plaats bij MNEXT in Breda, met de mogelijkheid om een deel van het labwerk uit te voeren bij een samenwerkend watertechnologiebedrijf in de regio.
De stagiair ontvangt een maandelijkse vergoeding van €350.
Begeleiding
De begeleiding wordt verzorgd door onderzoekers van MNEXT – Biobased Resources & Energy. Daarnaast is er inhoudelijke ondersteuning vanuit een bedrijf gespecialiseerd in het verwaarden van reststromen en een watertechnologiebedrijf. Er zijn regelmatig voortgangsgesprekken en inhoudelijke begeleidingsmomenten om het project tot een goed einde te brengen.