Da der Druck auf Unternehmen wächst, die Abhängigkeit von Gas und Öl zu verringern, werden etablierte Prozesse selbst im industriellen Maßstab in Frage gestellt, was der Technologie die Möglichkeit bietet, einzugreifen. SepPure versucht, die komplexe gasbasierte Destillation von Ölen durch eine im Nanometerbereich konstruierte Membran zu ersetzen, und sein Ansatz hat in einer neuen Finanzierungsrunde 12 Millionen US-Dollar angezogen.
Öle aller Art müssen aus ihrer Quelle extrahiert und gereinigt werden, die ein Samen, eine Faser oder ein anderes organisches Material sein kann. Natürlich kann man eine Olive zerdrücken und viel Öl herausholen, aber bei weitem nicht alles; Dazu wird der Zellstoff in eine große Menge Lösungsmittel wie Aceton oder Hexan getaucht, wodurch das restliche Öl herausgezogen wird. Die resultierende Mischung wird dann erhitzt, normalerweise über Erdgas oder Öl, und das Lösungsmittel und das Öl werden getrennt.
Dieser brennstoffintensive Prozess besteht seit Jahrzehnten, auch weil die erforderlichen hohen Temperaturen die Nutzung von Sonne oder Wind als Wärmequelle ausschließen.
Eine potenzielle Alternative tauchte vor vielen Jahren im Bereich der Wasserreinigung auf, die lange Zeit auch ein Destillationsverfahren zur Abtrennung von H2O von Verunreinigungen verwendete. Membranen können so konstruiert werden, dass sie bestimmte Substanzen durchlassen, während andere blockiert sind, was beispielsweise Wassermoleküle, aber keine großen organischen durchlässt. Dieser Ansatz hat sich in der Wasserindustrie durchgesetzt, weil er billiger, einfacher und energiesparender ist (achten Sie auf dem Etikett auf „Umkehrosmose“).
Der Gründer und CEO von SepPure, Mohammad Farahani, erklärte, dass der Druck des Klimawandels und der Gaspreise (ganz zu schweigen von den Kosteneinsparungen) andere veranlasst haben, Membranen als Möglichkeit in Betracht zu ziehen. DiviGas hat zum Beispiel eine Membran entwickelt, die Wasserstoff von Kohlendioxid trennt, und Membrion hat eine Membran entwickelt, um Schwermetalle aus Wasser zu entfernen. Aber Wasser ist keine besonders aggressive Substanz, im Gegensatz zu vielen chemischen Vorläufern nützlicher Öle und anderer Moleküle.
„Es hat lange gedauert, eine gute Lösung für Wasser zu finden, und im Grunde konzentrierte sich jedes Unternehmen, das Membranen herstellt, auf Wasser“, sagte Farahani. „Vielleicht erst vor 10 Jahren begann man mit der Erforschung chemikalienbeständiger Membranen. Wir denken, dass wir an der gleichen Stelle stehen wie vor 40 Jahren, als Wassermembranen eingeführt wurden – im Grunde wird sie überall eingeführt werden.“
Ein Computer zeigt einen Querschnitt von SepPure-Nanofilterröhren. Bildnachweis: SepPure
SepPure stellt einen sogenannten Hohlfaser-Nanofilter her, das ist genau das, wonach es sich anhört: eine hohle Polymerfaser mit einer im Nanometerbereich konstruierten Oberfläche, die nur bestimmte Moleküle durchlässt. Packen Sie ein paar davon zusammen und stecken Sie sie in ein Röhrchen und drücken Sie Flüssigkeit durch das Röhrchen, um sie zu filtern. Obwohl die Membran die beiden Substanzen nicht zu 100 % trennt, reduziert sie den Umfang des Destillationsschritts erheblich. Das Konzept ist nicht neu und wird in der Tat in der gesamten Membranindustrie verwendet, aber SepPure unterscheidet sich in seiner Haltbarkeit und Kompaktheit.
„Starke Lösungsmittel können Polymere leicht auflösen – man muss Polymermembranen herstellen verwenden Lösungsmittel, aber dann müssen sie standhalten Lösungsmittel. Das ist eine Herausforderung und es wurde viel geforscht, um dorthin zu gelangen“, sagte Farahani. „Das Schöne an dem, was wir getan haben, ist die Herstellung von Fasern, die aggressiven Chemikalien, hohen Temperaturen und hohem Druck standhalten.“
Wasser und Gas sind in diesen Kategorien nicht so anspruchsvoll, daher haben sie den Großteil der Aufmerksamkeit erhalten, aber jetzt gibt es eine Version, die Öle von Lösungsmitteln oder andere wertvolle Moleküle aus einer ähnlich schwierigen Mischung abspalten kann. Das hat Anwendungen in jeder Branche, die aufgrund der Zerbrechlichkeit alter Membranverfahren immer noch Destillation verwendet – und es gibt viele. Trennverfahren machen einen bedeutenden Anteil des weltweiten Energieverbrauchs und der Emissionen aus.
SepPure hat einen Konkurrenten in Deutschlands Evonik, der ein ähnliches Produkt herstellt. Aber Farahani sagte, dass diese frühere Version der Technik zwar gut für margenstarke Produkte wie in der pharmazeutischen Industrie geeignet ist, aber zu langsam und sperrig ist, um sie in großvolumigen, margenschwachen Prozessen wie der Lebensmittelölproduktion einzusetzen.
Im Labor werden Hohlfaser-Nanoröhren hergestellt und eine kleine Version des endgültigen Filters gezeigt. Bildnachweis: SepPure
Filter haben in der Regel eine Standardgröße: ein Rohr mit einem Durchmesser von 4 Zoll und einer Länge von 40 Zoll. SepPure behauptet, dass es fünfmal so viel Membran in diesem Raum unterbringen kann, wodurch die Effizienz verbessert und die Kosten gesenkt werden: Drücken Sie fünfmal so viel Material durch die gleiche Anzahl von Rohren oder filtern Sie die gleiche Menge auf viel weniger Raum. Und das ohne Berücksichtigung von erhöhtem Druck und anderen kombinatorischen Faktoren.
Insgesamt schätzt Farahani, dass sie durch diese Gewinne und die Reduzierung der brennstoffbasierten Heizung die Kosten für die Produktion von (zum Beispiel) 100.000 Tonnen Öl in einem Jahr von etwa 7,5 Millionen US-Dollar auf etwa 2,5 Millionen US-Dollar senken könnten. Und anscheinend können die Filterfasern, wenn sie nach ein paar Jahren Gebrauch erschöpft sind, wiederverwendet werden, um flammhemmende Stoffe herzustellen.
Die 12-Millionen-Dollar-Runde der Serie A wurde von SOSV geleitet, mit Beteiligung von Anji Microelectronics, Real Tech Fund, Seeds Capital, EPS Ventures und anderen. Das Unternehmen sammelte 2019 bereits 2,5 Millionen US-Dollar.
Das Geld wird verwendet, um den Bau seiner ersten Filterproduktionsanlage in Singapur abzuschließen.
„Sobald wir mit der Implementierung unserer Technologielösungen bei Kunden beginnen, werden wir schnell die maximale Kapazität erreichen. In Erwartung einer wachsenden Nachfrage nach unseren Modulen arbeitet unser Team bereits an Expansionsplänen“, sagte Farahani.