Die boodschap bracht Wouter van Winden, ‘Principal Scientist Fermentation’ van DSM in zijn presentatie tijdens EFIB 2020. Hij ging daarbij in op de strategie ‘Zero Concepts in Bioprocessing’ waaraan DSM de komende jaren gaat werken. Om deze ambiteuze doelen te verwezenlijken, moet volgens Van Winden de verspilling van bijvoorbeeld koolstof, water en energie worden teruggedrongen, schommelingen in PH en temperatuur worden verminderd en het gebruik van zuurstof en stikstof worden vermeden.
Zo zijn koolstofverliezen te verminderen door celretentie, wat ook leidt tot hogere opbrengsten. Energieverspilling is te verminderen door energie-intensieve aseptische methoden te vermijden en extermofielen of xenobiotische voedingsstoffen te gebruiken voor productterugwinning. PH-schommelingen tussen de processtappen kunnen worden voorkomen door de processen aan te passen. DSM ontwikkelde bijvoorbeeld een op gist gebaseerde methode om barnsteenzuur te maken bij een lage PH; dit vereenvoudigt de downstream processing. Anaerobe (zuurstofvrije) fermentatie heeft doorgaans een hogere yield. En het gebruiken van watervrije feedstocks voorkomt waterverspilling.
Minder ontwikkeltijd
Onmisbaar is daarnaast het terugdringen van de ontwikkeltijd. Bij het opschalen van in het lab ontwikkelde processen treden regelmatig onverwachte gedragingen op die het proces beïnvloeden. Het leidt tot lange ontwikkeltijden; vijf jaar van het lab naar commerciële schaal is gebruikelijk. Volgens Van Winden kan het in een jaar, door al in het lab gebruik te maken van computermodellen die de gedragingen in het reactorvat op grotere schaal kunnen voorspellen.
Volgens Van Winden zijn er nog grote uitdagingen om het Zero Concepts in de praktijk te brengen, maar is dat de moeite waard. Als eenmaal een ultieme perfomance kan worden bereikt, zullen fossiele productieprocessen door bioprocessen worden weggeconcurreerd.
EFIB 2020
EFIB is de toonaangevende Europese conferentie voor industriële biotechnologie. De conferentie vindt momenteel digitaal plaats van 5 t/m 9 oktober 2020. Zie voor meer informatie de EFIB website.
Beeld: FOTOGRIN/Shutterstock
