Rohstoffe-Go - Hintergrund-Informationen zur EnWave Corp.

Rohstoffe-Go - Stuttgart (www.rohstoffe-go.de) Interessante Hintergrundinformationen zur Technologie seines Unternehmens stellt Dr. Tim Durance, Co-CEO der EnWave Corp. (WKN A0JMA0), Interessenten und Investoren zur Verfügung. Im Folgenden stellen wir Ihnen seine „Einführung in die REV-Technologien“ in deutscher Übersetzung zu Ihrer Information zur Verfügung.

Eine Einführung in die REV-Technologien
Radiant Energy Vacuum (REV)

Prozesse, die elektromagnetische Energie im Bereich der Mikrowellen-Frequenz (1 cm bis 1 m Wellenlänge) zur Übertragung von Wärme verwenden, finden in der Industrie immer mehr Verbreitung. Die Anwendungen umfassen u.a. Pasteurisierung (kurzzeitige Erhitzung von Lebensmitteln zur Haltbarmachung), Sterilisation, Aushärten von Klebstoffen und Dehydratisierung (Wasserentzug). Beispielsweise wurden im letzten Jahrzehnt in der Holzverarbeitung in British Columbia zur Herstellung von Laminat Kapazitäten von mehreren tausend Kilowatt zur Erhitzung mittels Mikrowellen verwendet.

Mikrowellenprozesse, die ein Vakuum verwenden, um die Siedetemperatur von Flüssigkeiten zu senken, können als „Radiant Energy Vacuum“ (deutsch: Strahlen-Energie-Vakuum) oder REV-Prozesse bezeichnet werden. bioREV, nutraREV, freezeREV, powderREV, usw. sind Marken von EnWave und beziehen sich auf die geschützten Dehydratisierungs-Prozesse, die von EnWave entwickelt wurden. Es wird damit begonnen, REV-Prozesse zur Trocknung von Lebensmitteln bei niedrigen Temperaturen kommerziell einzusetzen. Typische Lebensmittel-Dehydratisierungs-Prozesse (nutraREV) arbeiten bei einem Druck von rund 50 Torr (50 mmHg absoluter Druck). Dabei sinkt die Siedetemperatur von reinem Wasser auf 36 °C. Die Temperatur, der ein Material während der REV-Dehydratisierung ausgesetzt ist, ist die Siedetemperatur von wässrigen Lösungen in dem Material. Sie liegt etwas höher als die Siedetemperatur von reinem Wasser bei gegebenem Druck. Weiterhin wird die Temperatur erhöht, während sich die verbleibende Lösung durch das Trocknen immer weiter konzentriert. Beispiel: Während der REV-Trocknung bei 4 Torr erhöht sich die Temperatur des Materials langsam von rund 0 ° auf rund 25 °C in Abhängigkeit vom endgültigen verbleibenden Wassergehalt. EnWave nennt diese Art des Prozesses „bioREV“. Das bedeutet: Mikrowellen-Vakuum-Trocknung beginnend mit einem flüssigen Zustand.

Wenn andererseits der Druck auf 0,2 Torr vermindert wird, dann beginnt die Dehydratisierung bei rund - 30 °C ab einem gefrorenen Zustand, wobei die Temperatur über den Gefrierpunkt steigt, sobald der Großteil des Eises sublimiert. Diesen Prozess nennt man freezeREV. Das bedeutet: durch Mikrowellen unterstützte Gefriertrocknung. In beiden Fällen werden die Dehydratisierungsmengen bestimmt durch die Menge der Energieübertragung und durch die Massenverteilung (Energieübertragung zur Bereitstellung der Hitze zur Verdunstung oder Sublimation und Massenverteilung wegen des Abtransports des Wasserdampfs aus dem Produkt). Die Energieübertragung kein limitierender Faktor in Bezug auf die Dehydratisierungsmenge, weil sie mit Lichtgeschwindigkeit hin zum zu trocknenden Material übertragen werden kann. Die Massentransferrate (Menge des Wassers, das aus dem Produkt entweicht) wird bestimmt durch die Konzentration (Dichte) und Druckunterschiede und erhöht sich durch verminderten Druck im Trocknungsraum.

Die durch Mikrowellen unterstütze Gefriertrocknung ist konzeptionell sehr attraktiv und wurde bereits zuvor vorgeschlagen und versucht (Gould und Kenyon, 1971; Copson, 1975; etc.), wenn auch ohne Erfolg. Die technischen Probleme mit der durch Mikrowellen unterstützen Gefriertrocknung waren 1. Plasmaentladungen um das gefrorene Material herum, auch bekannt als Lichtbogenbildung, und 2. ungleichmäßige Trocknungsraten im zu trocknenden Material (Metaxas & Meredith, 1983). In ihrem klassischen Buch über industrielle Mikrowellen-Erhitzung geben Metaxas und Meredith an, dass in diesen frühen Untersuchungen die Technologie noch nicht ausreichend entwickelt war, um wirtschaftliche Mikrowellen-Gefriertrockner zu bauen. Beachten Sie, dass es keine Frage war, ob durch Mikrowellen unterstütze Gefriertrocknung physisch möglich war, sondern lediglich, dass es technisch herausfordernd ist.

EnWave hat sich in den letzten fünf Jahren vor allem auf diese Probleme konzentriert und hat jetzt erfolgreich freezeREV-Systeme im kleinen Maßstab entwickelt, die selbst entwickelte Lösungen sowohl für die Plasmaentladung als auch für die ungleichmäßigen Trocknungsraten nutzt. Am 18. September 2008 hat EnWave den Antrag auf ein US-Patent über Anlagen und den Prozess im Zusammenhang mit freezeREV eingereicht. Wir sind überzeugt, dass die Expertise, die wir entwickelt haben, zusammen mit den Fortschritten in der Mikrowellen-Technologie im letzten Jahrzehnt und länger, es EnWave nun ermöglichen, praktische, durch Mikrowellen unterstützte Vakuum-Trocknung mit hohen Verarbeitungsmengen zu kommerzialisieren, die sowohl oberhalb aus auch unterhalb der Gefriertemperatur dehydratisieren.

powderREV

EnWaves wissenschaftliche und technische Untersuchungen der REV-Prozesse haben uns letztes Jahr zu dem Schluss geführt, dass die direkte Vakuum-Trocknung von flüssigen (oder dickflüssigen) Substanzen zu Pulver aus technischer Sicht wahrscheinlich machbar ist. Inzwischen hat unsere Marktanalyse ergeben, dass es wahrscheinlich ein großes Interesse an einem schnellen, wirtschaftlichen und kontinuierlichen Prozess zur Herstellung von Pulver aus Temperatur empfindlichem Material gibt. Folglich entwarf und baute unser Entwicklungs-Team einen Prototyp, um dieses Konzept zu beweisen. Zugegebenermaßen war die Verarbeitungskapazität des Prototyps mit 10 bis 20 g Pulver pro Stunde gering. Jedoch wurde Pulver schnell und kontinuierlich hergestellt. Auf der Grundlage des Prototypen 1 beantragte EnWave am 28. April 2009 ein US-Patent, um diese Entdeckungen und Erfindungen zu schützen. Wir entwerfen und bauen derzeit den Prototyp 2, der 1 bis 5 kg Pulver pro Stunde in Abhängigkeit vom zugeführten Material herstellen soll. Der Prototyp 2 ist modular aufgebaut, so dass eine Vergrößerung auf 50 kg pro Stunde einfach ist.

Wir erwarten mehrere Vorteile durch powderREV im Vergleich zu derzeitigen Methoden zur Pulver-Herstellung (Gefriertrocknung und Sprüh-Trocknung). Zu diesen zählen geringe Anlagengröße, Energieeffizienz, potenziell keimfreier Betrieb, Kapazität für Reinigung und Sterilisation an Ort und Stelle, geringe Arbeitsanforderungen und wirklich kontinuierlicher Betrieb. Auch die Investitionsaufwendungen werden voraussichtlich gering sein mit wahrscheinlich weniger als 25 % derjenigen von vergleichbaren Gefriertrocknern. Für einige Produkte können weitere Vorteile möglich sein, wie verbesserte Löslichkeit, verbesserte Wirksamkeit, Integration mit keimfreier Verpackungsanlage und Verminderung oder Beseitigung von Anforderungen an Reinräume.

EnWave entwickelt derzeit zusammen mit Danisco A/S powderREV zur Dehydratisierung von bakteriellen Start-Kulturen, wie von den beiden Unternehmen früher in diesem Jahr bekannt gegeben. Wir sind überzeugt, dass powderREV auch nützlich ist für die Dehydratisierung von anderen Temperatur empfindlichen Materialien. Wir suchen nun aktiv nach Partnern, die uns dabei unterstützen, solche Anwendungen zu identifizieren und zu entwickeln.

Tim Durance, PhD
Chairman and Co-CEO