Natascha Sereinig, programma manager van het biobased programma binnen InSciTe, schildert om te beginnen de context van het biobased programma van InSciTe. ‘De oprichters voorzien dat de ontwikkeling van biobased chemicaliën en materialen zich door zal zetten en dat de markt hier in toenemende mate op over zal schakelen. Dat geldt zowel voor drop-in’s als voor nieuwe chemicals die worden ontwikkeld. De reden? Bedrijven zullen, al dan niet gedreven door strengere wetgeving, hun processen en producten moeten verduurzamen. Dat is in grote mate gerelateerd aan CO2-emissiereductie en het voorkomen van een verdere opwarming van de aarde. In geval van nieuwe chemicaliën, respectievelijk materialen, zullen ook unieke eigenschappen het beslissende zetje geven aan brand owners om over te schakelen van ‘fossiel’ op biobased.’
Tweedegeneratie feedstocks
Het biobased programma binnen InSciTe richt zich op tweede generatie feedstocks uit de agrofoodsector, uit afvalstromen, en de bosbouw/groene domein.
Sereinig: ‘Vanuit dit aanbod richten we ons op hemicellulose, cellulose en lignine, componenten die in overvloed aanwezig zijn in de natuur en die ons, mits op een economisch haalbare manier omgezet, opties voor nieuwe duurzame oplossingen bieden en minder afhankelijk maken van olie, een feedstock die uiteindelijk schaarser zal worden. Voor de duidelijkheid, InSciTe richt zich niet op pretreatment van bovengenoemde biomassa. We starten met reeds voorbewerkte grondstofstromen en gaan vervolgens bepaalde, op labschaal bewezen routes verder ontwikkelen en opschalen. We hebben daarbij vanuit de expertise van de partners van InSciTe gekozen voor hoofdzakelijk thermochemische en katalytisch-chemische routes, inclusief biokatalyse.’
Economisch levensvatbaar
Juist in de opschaling van lab naar demoschaal – zeg maar de “core” van een RT&D-traject – krijgen bedrijven een accurater beeld of de processen economisch levensvatbaar zijn, aldus Sereinig. ‘In het lab kan alleen een proof of principle worden bewezen. In de opschaling wordt onderzocht of de processen ook op grotere schaal werken, maar ook gekeken hoe deze geoptimaliseerd kunnen worden. Uiteindelijk gaat het om het vinden van de meest kostenefficiënte route met zo min mogelijk afvalproducten en een eindproduct, waarvan de zuiverheid aansluit bij de applicatie. Voor elk product zijn er tientallen verschillende routes, gebruik makend van verschillende proces/scheidingstechnologieën, mogelijk. We zullen binnen InSciTe gebruik maken van verschillende procesevaluatiemethodes (o.a. computermodellen) om in een vroeg stadium van opschaling de meest kansrijke routes te selecteren. Een stap die voor een aanzienlijke versnelling in het RT&D-traject kan zorgen. Daarvan zullen wij bij voorbeeld gebruik maken binnen het InSciTe-project “Horizontal”. Hierin worden een aantal building blocks onder de loep genomen, in combinatie met nieuwe reactie-scheidingstechnologieën – onder andere spinning disc (Flowid, red.). Uiteindelijk moet deze evaluatie leiden tot een selectie van meest economisch haalbare productprocescombinaties.’
Crude oil uit lignine
Binnen InSciTe zijn ook twee projecten gestart waarin specifieke routes nader worden onderzocht en/of opgeschaald. Het eerste project, met de naam LA2AA, richt zich op de productie van adipinezuur uit levulinezuur. Adipinezuur, onder meer toegepast bij de productie van kunststoffen en garens, wordt op grote schaal geproduceerd. Binnen LA2AA onderzoeken wij een route naar adipinezuur die duurzamer is dan de gangbare routes, waarbij we bedrijven willen betrekken die polymeren willen produceren op basis van duurzamer adipinezuur.’
Het tweede project is gericht op lignine, meer specifiek het opzetten van een biorefinery waar lignine wordt verwerkt tot een crude oil op basis van een katalysator die is ontwikkeld op de TU Eindhoven. Het procedé werkt op labschaal (4 liter), maar zal moeten worden opgeschaald naar een representatieve schaal. De uitdaging is om deze crude oil te fractioneren en om te zetten naar fenolen, harsen en hoogwaardige additieven voor transportbrandstoffen.’
Pilot plant in aanbouw
Om bovengenoemde trajecten te onderzoeken, zal begin 2016 een splinternieuwe pilot plant in gebruik worden genomen, een multipurpose-faciliteit die ruimte biedt aan installaties voor chemische omzettingen, met focus op katalytisch-chemische en thermochemische omzettingen. Het gaat daarbij om volumes die variëren van 50 tot 500 kilogram per dag. ‘In de praktijk zullen projecten uitgevoerd worden, gedeeltelijk bij de partners en gedeeltelijk binnen de InSciTe-faciliteiten’, aldus Sereinig. ‘We willen met InSciTe ook bedrijvigheid aantrekken op de Brightlands Chemelot Campus. Dat kunnen activiteiten zijn gericht op pilot- en demoschaalniveau, om verder op te schalen. Daadwerkelijke productie op de Campus is ook een optie, al zal deze naar verwachting zich dichter bij het aanbod van relevante feedstocks gaan vestigen.’
Chemelot InSciTe staat voor het Chemelot Institute for Science & Technology, een nieuw publiek-privaat samenwerkingsverband dat zich richt op de ontwikkeling en marktklaar maken van biomedische en bio-based materialen. Het is gevestigd op de Brightlands Chemelot Campus in Sittard-Geleen en een groot deel van de activiteiten zal zich ook op de Campus afspelen. TU Eindhoven, Universiteit Maastricht, Maastricht University Medical Center, DSM en Chemelot Scientific Participations (CSP), een investeringsfonds dat gefinancierd wordt door de provincie Limburg, zijn de huidige partners onder de InSciTe-vlag. Het initiatief staat open voor andere publieke en private organisaties.
Directeur Emiel Staring over de raison d’être van InSciTe: ‘De ontwikkeling van nieuwe producten is zeer complex en gebaseerd op nieuwe technologieën die de individuele deelnemers niet allemaal zelf in huis hebben. Dat vraagt om competenties en expertise van verschillende partijen die door samenwerking sneller het gewenste resultaat bereiken. Ook grote bedrijven zoals DSM, kunnen dat niet langer alleen. Ze zoeken samenwerking met andere partijen die aanvullende kennis hebben. Waar universiteiten dikwijls veel fundamentele kennis hebben en ontwikkelen, kunnen bedrijven dat vertalen naar producten die hun weg naar de markt weten te vinden.’
InSciTe zoekt actief naar partners uit de gehele waardeketen die samen met het instituut werken in RT&D-trajecten en die de technologiepakketten commercieel willen toepassen.
Meer informatie op de website.
