Zeewier is een veelbelovende maar onderbenutte groene grondstof in Europa. Het wordt hoofdzakelijk commercieel geëxploiteerd voor voedsel en voor de productie van fycocolloïden (verdikkingsmiddelen). Maar de industriële productie is complex en inefficiënt en maakt bovendien gebruik van zure en alkalische omstandigheden, veel chemicaliën, water en energie. Dit levert een aanzienlijke hoeveelheid afval op, aangezien bij de extractie van de fycocolloïden andere bestanddelen worden vernietigd. Zelfs sommige fycocolloïden worden afgebroken.
Inmiddels zijn verschillende nieuwe extractietechnieken ontwikkeld, bijvoorbeeld met behulp van ultrageluid, microgolven, enzymen, homogenisatie en superkritische extractie. Deze technieken staan nog in de kinderschoenen en hebben ook veel nadelen: ze zijn duur, hebben een lage opbrengst, tasten het eindproduct aan en zijn moeilijk op te schalen.
Groene oplosmiddelen
In SeaSolv wordt een duurzamer en kosteneffectiever proces ontwikkeld waarmee de zeewierindustrie haar koolstofvoetafdruk aanzienlijk kan verkleinen. Het proces maakt gebruik van diep eutectische oplosmiddelen (DES). Deze nieuwe klasse van duurzame oplosmiddelen biedt vele voordelen, waaronder een lage prijs, een lage toxiciteit en vaak biologische afbreekbaarheid. Ze kunnen worden ‘aangepast’ en zijn zelfs omschakelbaar tijdens een gewenst proces.
DES vormen daarom een potentieel alternatief voor conventionele organische oplosmiddelen. Ze maken het mogelijk verschillende componenten één voor één op een milde manier uit biomassa te extraheren, met behoud van de functionaliteit van de eindproducten. Het resultaat is een multi-product bioraffinaderij die weinig of geen afval genereert en minder energie verbruikt. De technologie zal uiteindelijk ook bruikbaar zijn voor de extractie van metabolieten uit andere soorten biomassa op het land en in het water, zoals planten en microalgen.
Partners
Het SeaSolv-onderzoek wordt ontwikkeld in de groep Bioprocess Engineering (BPE) van Wageningen Universiteit, onder leiding van dr. Antoinette Kazbar. Partners in het project zijn onder meer industriële bedrijven die de nieuwe technieken in de praktijk gaan brengen: Hortimare uit Heerhugowaard (Nederland), Kelpblue uit Zeist (Nederland), Algaia uit Saint-Lô (Frankrijk) en de Universiteit van Aveira (Portugal). Het onderzoek wordt gefinancierd door het Open Technologie Programma van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek, NWO.
“Met dit project slaan we een brug tussen fundamenteel en toegepast onderzoek voor industrieel gebruik”, aldus Antoinette Kazbar. “Het is ook erg spannend voor mij omdat het de start zal zijn van mijn nieuwe onderzoekslijn Process Integration and Biomass Valorisation. Het belangrijkste idee is dat we het bioraffinageproces als geheel moeten bestuderen, van de eigenschappen van de biomassa tot de functionaliteit van het eindproduct. Te veel onderzoek concentreert zich op afzonderlijke aspecten van dit proces, met name op de extractie. Het optimaliseren van stap B in een bioraffinageproces zonder rekening te houden met stap A of C leidt tot problemen.”
“Dit is een goede reden om industriëlen erbij te betrekken. Zij vertelden ons over de problemen die zij ondervinden bij het extraheren van verbindingen uit zeewier en dat zij graag alternatieven zouden hebben. Maar wij als onderzoeksgroep moeten ook weten wat er op fundamenteel niveau gebeurt. Het wordt dus een gecombineerd project.”
Op 5 oktober 2022 organiseert de WUR een openbaar minisymposium, waarin de kansen en uitdagingen voor een bioraffinaderij van zeewier in de biobased economy uitgebreid aan bod komen. Kijk voor details op de website van WUR.
Beeld: Jakkarin Apikornrat/Shutterstock
