Lignine, de zogenaamde ‘houtstof’ die zorgt voor de stevigheid van planten, biedt eindeloze mogelijkheden voor de ontwikkeling van nieuwe, biobased energiedragers, chemicaliën en materialen. In 2014 start Wageningen UR Food & Biobased Research verschillende nieuwe onderzoeksprojecten met als doel lignine beter te kunnen ontsluiten en zo non-food producten te ontwikkelen op basis van deze grondstof. De ontwikkeling van nieuwe katalytische conversie processen, het verhogen van opbrengsten en de bredere inzet van lignine in brandstofadditieven, materialen en energie staat centraal. Deze ontwikkeling is een belangrijk onderdeel van het lopende bioaromatenprogramma van Food & Biobased Research, gericht op de ontwikkeling van bioaromaten op basis van hernieuwbare grondstoffen.
‘Hoogwaardige inzet van lignine is van groot belang voor de biobased economy; daarom willen we zo goed mogelijk begrijpen hoe deze inhoudsstof in elkaar zit’, aldus Richard Gosselink, senior onderzoeker en coördinator van het Wageningen UR lignineplatform. Bij veel industriële processen, zoals tijdens het pulpen van hout voor cellulose productie in de papierindustrie en bij de productie van bioethanol uit lignocellulose, komt lignine vrij als reststroom. Lignine is in overvloed beschikbaar en concurreert niet met voedselgewassen. Op dit moment wordt lignine nog vooral gebruikt als een bron van energie, maar Food & Biobased Research onderzoekt in het kader van het Wageningen UR lignineplatform samen met bedrijven en andere kennisinstellingen de mogelijkheden voor het gebruik in materialen (asfalt, dakbedekking, lijmen), plastics (als additief of bouwsteen) en aromatische biochemicaliën (bioaromaten), die onder meer ingezet kunnen worden als brandstofadditieven.
LigniFAME
Begin 2014 heeft Topsector Kennis en Innovatie Biobased Economy (TKI BBE) een subsidie toegekend het project LigniFAME. Binnen dit project werkt Food & Biobased Research samen met diverse bedrijven, waaronder Progression Industry, ADM, Essent, FeyeCon, SOPREMA en ECN, in onderzoek naar de conversie van lignine richting diverse producten. De bedrijven dragen samen voor ruim 700.000 Euro bij aan LigniFAME; met de subsidie van TKI BBE komt het projectbudget daarmee op 1,1 miljoen Euro. Het consortium onderzoekt conversieroutes naar brandstofadditieven, specifiek brandstoffen voor de scheepvaart, naar biobitumen dat gebruikt wordt in asfalt en als dakbedekking en naar goedkope energie(dragers). Voor ieder van deze producten bieden verschillende bestanddelen uit lignine interessante mogelijkheden. Food & Biobased Research wil zoveel mogelijk toepassingen van lignine onderzoeken, zodat alle componenten uit dit bestanddeel waarde kunnen opleveren in de Biobased Economy en men lignine volledig kan benutten volgens het zogenaamde ‘cascaderingsprincipe’.
Nieuwe katalytische ontsluitingsmethoden gericht op hogere opbrengsten
Eveneens begin 2014 is een nieuw lignineproject binnen het programma ‘CATCHBIO’, gefinanceerd vanuit het Smartmix programma en met bijdragen van industriële partijen, van start gegaan. Dit project met de titel: ‘Towards an integrated catalytic processing concept for valorization of lignin’ heeft een omvang van 3,3 miljoen Euro. Samen met een breed kennisconsortium: Universiteit Utrecht, de Technische Universiteit Eindhoven, Universiteit Groningen, Universiteit van Amsterdam en ECN, doet Wageningen UR binnen dit project onderzoek naar nieuwe katalytische processen om lignine om te zetten naar aromatische bouwstenen voor de chemische industrie. Gosselink: ‘In het eerdere CATCHBIO project, dat vorig jaar afgerond is, hebben we een basistechnologie ontwikkeld. Nu willen we toetsen of we vanuit die technologie hogere opbrengsten aan bioaromaten kunnen realiseren en bovendien meerdere katalytische processen kunnen ontwikkelen.’ Verschillende conversieroutes kunnen namelijk diverse aromatische bouwstenen uit lignine leveren, die weer inzetbaar zijn in verschillende biobased producten. Het scala aan toepassingen, en daarmee de waarde van lignine, groeit daarmee.
Van platform naar projecten
Beide onderzoeksprojecten zijn in lijn met de visie van het lignineplatform, een initiatief van Wageningen UR Food & Biobased Research, waarin zij met verschillende kennisinstellingen en industriële partners werkt aan valorisatievraagstukken rondom lignine en bioaromaten. Gosselink: ‘In mei 2013 zijn we met een groot aantal partners bij elkaar gekomen voor een bioaromaten workshop. Daarna hebben we gezamenlijk projectvoorstellen geformuleerd, en met succes.’ Het lignineplatform blijft bij elkaar komen om ontwikkelingen te bespreken en nieuwe onderzoekslijnen te definiëren. ‘Er kan nog veel meer met lignine, maar om alle potentieel te benutten is meer onderzoek nodig.’ Gosselink heeft positieve verwachtingen voor de toekomst: ‘Het LigniFAME project duurt twee jaar en zal een opstap zijn naar een groter lignine programma. Daarin willen we de ontwikkelde technologieën en nieuwe kennis, samen met de bedrijven, naar verdere commercialisatie van bioaromaten brengen.’
Bron: WageningenUR, meer info: www.wageningenur.nl/ligninplatform
