Meng- en doseerinstallatie bij Mevo (Material Evolution), producent van duurzaam cement in Wrexham, VK. | Foto: Hosokawa Micron
Om de productie van duurzaam cement op te schalen, investeerde de Britse startup Material Evolution in een meng- en doseerinstallatie op basis van zwaartekracht. De nieuwe poederverwerkingsinstallatie vormt het hart van de fabriek die 150.000 ton cement per jaar kan produceren.
Cementfabrikant Material Evolution is een ‘klassieke’ startup: het bedrijf is letterlijk begonnen in de garage van de ouders van de oprichter. Na haar promotieonderzoek naar duurzaam cement, besloot materiaaldeskundige Liz Gilligan haar theoretisch kennis in de praktijk te gaan brengen om zo bij te dragen aan een duurzamere wereld. “Portlandcement is het op één na meest gebruikte product ter wereld, na drinkwater. Bij de productie komt enorm veel CO₂ vrij en is bovendien heel veel energie nodig. Ik wist dat dit beter kon en ben op zoek gegaan naar een manier om cement te herformuleren.” Dit leidde in 2020 tot de oprichting van Material Evolution.
“Bij de productie van ons duurzame cement komt 85% minder CO₂ vrij”
Liz Gilligan, Material Evolution
Duurzaam alternatief
Het duurzame cement is gebaseerd op een proces dat alkali-fusie wordt genoemd. “In plaats van cement bij hoge temperaturen te bakken, bereiken we een vergelijkbaar resultaat door verschillende poederachtige grondstoffen samen te voegen”, legt Gilligan uit. “Dit vermindert de CO₂-uitstoot tijdens de productie met 85% en levert een duurzamer eindproduct op. Bovendien wordt ons product gemaakt van hoogovenslakken en andere industriële afvalstromen, wat bijdraagt aan een circulaire economie.”
Testen van de proefinstallatie met Sam Clark, een van de oprichters van Material Evolution. | foto:Hosokawa Micron
De nieuwe fabriek kan in een continuproces 150.000 ton cement per jaar produceren. | foto:Hosokawa Micron
Binnen in de fabriek in
Wrexham. | foto:Hosokawa Micron
Productie opschalen
Na succesvolle kleinschalige tests in hun pilotfabriek in Middlesbrough was het bedrijf klaar voor de volgende stap: opschalen naar productie op industriële schaal. Sam Clark, mede-oprichter en Chief Operations Officer van Material Evolution, had via-via gehoord dat Hosokawa Micron expert was in poederverwerkingstechnologie. Daarom namen Gilligan en Clark contact op voor advies en ondersteuning bij de opschaling.
Homogene menging met hoge doorvoersnelheid
Marc Jacobs, team manager CMM bij Hosokawa Micron, hielp Material Evolution bij het ontwerpen van de meest effectieve mengopstelling voor hun fabriek op commerciële schaal. “Homogene menging, hoge doorvoersnelheid en flexibiliteit van grondstoffen waren daarbij essentieel”, zegt Clark. “Want om stevig te kunnen concurreren met traditioneel cement, moet ons product van hoge kwaliteit zijn, consistent van samenstelling en reproduceerbaar.”
Op afstand
“Normaal gesproken hadden we Gilligan en Clark uitgenodigd om naar Doetinchem te komen en tests uit te voeren in ons testcentrum”, zegt Jacobs, “maar dit speelde allemaal tijdens de pandemie, dus in plaats daarvan hebben we heel veel zoom- en teams-gesprekken gevoerd. En in december 2021 ben ik met mijn collega Dirk de Jong naar Middlesbrough afgereisd om het demo-apparaat te plaatsen.” De Jong is service engineer en had persoonlijk meegewerkt aan het ontwerpen en ontwikkelen van de machines en prototypes.
Systeem op zwaartekracht
“Het systeem werkt op basis van zwaartekracht. Jacobs en De Jong hebben ons zelfs geholpen bij het opbouwen van de steigers om de menger en doseerder op de juiste hoogte te installeren”, zegt Gilligan. “Daarna hebben ze de hele bediening ingesteld en ongeveer een week besteed aan het optimaliseren van de doorvoersnelheden,” voegt Clark toe. “Aan het eind van de test hadden we ongeveer 20 ton materiaal geproduceerd. Als rechtgeaarde startup hebben we natuurlijk meteen de grenzen van de proefinstallatie opgezocht. De jongens van Hosokawa dachten aanvankelijk aan een capaciteit van 1 ton per uur, met misschien een maximum van 4 ton per uur, maar uiteindelijk haalden we zelfs 6 ton per uur! Dat was voor beide partijen behoorlijk leerzaam.”
Nieuwe duurzame-cementfabriek in aanbouw in Wrexham VK. | foto:Hosokawa Micron
Proefopstelling overgenomen
“Ik ben niet de meest geduldige persoon op aarde, dus na deze proef wilde ik gelijk commercieel uit de startblokken”, zegt Gilligan. “Gelukkig snapte Jacobs dat en wist hij heel pragmatisch te regelen dat we alle apparatuur – die we officieel te leen hadden om op locatie te testen – konden overnemen, in plaats van te moeten wachten op nieuwe apparatuur. De proefopstelling draait nu al 3 jaar, met slechts een paar toevoegingen, zoals een transportsysteem en een takel voor het omhoog hijsen van de poeders. Dat scheelt veel handmatig werk!”
“Onze cementmixen gaan direct af fabriek het productieproces van de klant in, dus er zijn vrijwel geen transportkilometers”
Sam Clark, Material Evolution
Opschalen naar continuproductie
De industrie reageert positief op het duurzame cement. Clark: “De bouwsector is traditioneel nogal voorzichtig en huiverig voor verandering. Daarom hebben we actief gezocht naar klanten die onze duurzaamheidsdoelen delen en iets zien in innovatieve, groene technologieën.” Een van de eerste klanten was een betonblokkenfabrikant in Wrexham, waar Material Evolution een nieuwe fabriek bouwt. “Onze pilotfabriek in Middlesbrough kan zo’n 96 ton per dag produceren, maar dat gaat nog steeds in batches. Zodra we de nieuwe fabriek in Wrexham in gebruik nemen, kunnen we 150.000 ton per jaar produceren,” zegt Clark. “Onze ‘groene’ cementmixen gaan direct vanaf onze fabriek het productieproces van de klant in, dus er zijn vrijwel geen transportkilometers.”
