Het gaat om productie van kunststoffen, coatings en chemicaliën die worden geproduceerd uit organische huishoudelijke afvalstromen. De kans dat over een jaar of vijf, zes dit soort beschrijvingen in productfolders van chemische bedrijven staan, is weer een stukje groter geworden.
De eerste, cruciale fase in het Biorizon-project Waste2Aromatics is namelijk succesvol doorlopen. In deze fase is op laboratoriumschaal aangetoond dat een efficiënte conversie van suikers en cellulose uit een drietal specifieke organische afvalstromen mogelijk is: hoge opbrengsten van de gewenste producten in een goede kwaliteit. Ook initiële kostenberekeningen leveren een positief plaatje op van het rendement van deze eerste stappen in de productie van bio-aromaten.
Proof of principle
In het project Waste2Aromatics onderzochten drie afvalbedrijven (Attero, AEB Amsterdam en Orgaworld) samen met de Vereniging Afvalbedrijven en initiatiefnemer TNO hoe organisch afval kan worden ingezet voor hoogwaardige toepassingen, zoals in dit geval de productie van bio-aromaten. In de eerste fase van het project zijn drie afvalstromen gedefinieerd die het meest kansrijk zijn voor de beoogde toepassing. Naast de omvangrijke gft-stroom zijn dat twee, andere specifieke stromen, die vanwege concurrentie-overwegingen nog niet worden bekendgemaakt.
Voor de omzetting van de (hemi-) cellulose naar furanen – building blocks voor bio-aromaten – zijn twee conversietechnologieën toegepast en verder ontwikkeld. De eerste is SHS, ‘super heated steam’, een door TNO gepatenteerde technologie waarbij je oververhitte stoom door de biomassa laat gaan. De andere techniek is een tweefasen vloeistofreactiesysteem, dat vooral geschikt is voor natte fracties. ‘De resultaten uit experimenten bij zowel de SHS-conversie (in een tweeliter batchreactor) als het vloeistofreactiesysteem (op milliliterschaal) laten zien dat we efficiënt furanen kunnen maken in de gewenste opbrengsten en zuiverheden. Op basis van dit ‘proof of principle’ kunnen we de volgende stap zetten naar rendabele, grootschalige productie’, vertelt Biorizon-business manager Joop Groen.
‘Devil in the detail’
Het opschalen van het vloeistofreactiesysteem gebeurt in eerste instantie tot 10 liter per uur; bij SHS tot 500 kilo per uur. ‘In deze stap en in de vervolgstappen is het de kunst om een goede opbrengst en productkwaliteit tegen lage kosten te kunnen handhaven of zelfs te verbeteren. Dit is echt procestechnologisch werk, waarbij letterlijk ‘the devil in the detail’ zit. Daar kunnen we steeds beter mee overweg omdat we apparatuur en kennis kunnen gebruiken uit andere Biorizon-projecten. Het voordeel van zo’n omvangrijk programma met verschillende deelprojecten is dat je generieke kennis en een infrastructuur realiseert die je voor meerdere doelen kunt inzetten’, aldus Joop Groen.
Industriële partners
In de opschaalfase zal op bepaalde furanen en/of bio-aromaten worden ingezoomd. Die worden aangedragen door op dit moment een zestal industriële partners met concrete business cases. Omdat de contracten nog niet zijn getekend, kan Joop Groen de namen van die partijen nog niet prijsgeven. Wel weet hij te vertellen dat ze biobased aromaten willen inzetten voor applicaties in bijvoorbeeld kunststoffen, coatings en smeermiddelen. De partners kunnen daarbij precies de benodigde specs aangeven voor de bio-aromaten, zodat er gericht naar een resultaat kan worden toegewerkt. Zodra er kwalitatief toereikende batches zijn gemaakt, zullen de partners de betreffende bio-aromaten uittesten in biobased varianten van hun producten.
In eerste instantie zal vooral worden gekeken naar drop-in’s, waarbij exact hetzelfde molecuul wordt gemaakt. Die benadering heeft als voordeel dat je vanuit een bekende markt de gewenste specs en prijs weet. De grootste uitdaging zit hem hierbij in de zuiverheid van het product, bijvoorbeeld de afwezigheid van bepaalde sporenelementen, die van invloed zijn op kleur, prestaties of geur. Hiervoor moet alles kloppen in de hele keten, vanaf de samenstelling van de afvalstromen tot aan downstream scheidings- en zuiveringsstappen van de furanen en de uiteindelijke omzetting in bio-aromaten.
Om een goed sluitende business case te krijgen, is het bij de heterogene biomassa belangrijk om ook de nevenstromen zo goed mogelijk te verwaarden, bijvoorbeeld door ze om te zetten in een transportbrandstof. Ook levulinezuur, dat ontstaat bij het door reageren van furanen, is een bijproduct waar een markt voor is.
Nu instappen
De overgang van ‘proof of principle’ naar gericht opschalen is volgens Joop Groen een goed moment voor geïnteresseerde bedrijven om ook te participeren in Biorizon. Dat kan in het vervolgtraject op Waste2Aromatics maar er staan ook andere, grote projecten in de startblokken, die in het verlengde liggen van Waste2Aromatics. Zo richt het BIO-HArT INTERREG project zich op de opschaling en toepassing van biobased aromatentechnologie en zoomt het project Scelio4B op productie van furanen. Binnen beide projecten is nog ruimte voor nieuwe partijen om deel te nemen. Die kunnen binnen Biorizon profiteren van een community die spelers in de keten bij elkaar brengt, ze laat samenwerken en stimuleert om kennis, ervaring en faciliteiten te bundelen.’
Shared Research Center
Biorizon, een initiatief van TNO, VITO en de Green Chemistry Campus, streeft er naar om bedrijven te verenigen die binnen de wereld van de bio-aromaten actief zijn op het gebied van grondstoffen, conversie, apparatuur, tussen- en eindproducten. Dat gebeurt in een community en het Shared Research Center (SRC) op de Green Chemistry Campus in Bergen op Zoom waar volgens de open innovatiemethode wordt samengewerkt in verschillende projecten, waaronder Waste2Aromatics. Geïnteresseerde bedrijven kunnen zich aansluiten bij het SRC en de community, zie hiervoor: www.biorizon.eu.
