MARSIBB
Ontginnen en raffineren van tweede generatie biomassa voor de productie van industriële bouwstenen
Een duurzame toekomst voor onze planeet vereist hernieuwbare chemicaliën voor nijverheden zoals de polymeerindustrie, cosmetica, enz. om de huidige fossiele grondstoffen te vervangen. CSCE-Biocon en Expertisecentrum Duurzame Biomassa en Chemie hebben jaren ervaring in het verwerking van biomassa (d.i. lignocellulose materialen, en insecten en microalgen, respectievelijk) om hoogwaardige producten te bekomen. Een sterke samenwerking zal deze expertise verder uitbreiden naar complexere biomassa’s en een breder assortiment aan bio-gepasseerde chemicaliën voor de synthese van polymeren, cosmetica, smeermiddelen, enz.
Context
Veel van de gebruikte materialen in cosmetica, farmaceutische producten en verpakkingen zijn gebaseerd op fossiele grondstoffen en dragen aanzienlijk bij aan de uitstoot van broeikasgassen en milieuvervuiling (bijvoorbeeld microplastics en ‘forever chemicals’). Overheidsinitiatieven benadrukken de noodzaak van alternatieve, hernieuwbare koolstofbronnen die kunnen worden gewonnen en verfijnd tot bouwstenen voor petrochemische producten, cosmetica, enzovoort, terwijl milieuvervuiling wordt beperkt.
De twee hoofddoelen van het MARSIBB-project zijn:
het opzetten van een nauwe samenwerking die het Expertisecentrum Duurzame Biomassa en Chemie en CSCE-Biocon in staat stelt om complexe biomassa’s te winnen en te verfijnen tot bio-gebaseerde verbindingen die fungeren als drop-in vervangers voor huidige producten of als nieuwe chemische stoffen; en
het genereren van data en een proof-of-principle voor de voortzetting van deze samenwerking.
Niet alle bedrijven hebben het budget of de interesse om zelf proefinstallaties op te zetten, wat ons tot een aantrekkelijke onderzoekspartner maakt voor industriële spelers die labexperimenten willen opschalen naar pilootniveau. Deze samenwerking draagt bij aan het inzicht in en de ontwikkeling van het verfijnen van biomaterialen tot bio-gebaseerde grondstoffen en zowel Thomas More als KU Leuven op verschillende manieren versterken.
Projectomschrijving
Het eerste doel van het project is om monomeren, prepolymeren en/of polymeren te produceren uit bouwstenen die worden verfijnd uit bekende grondstoffen, zoals insectenvetten en lignine-olie. Het tweede doel is het leggen van een basis voor een portfolio van verbindingen afkomstig uit complexere grondstoffen die een combinatie bevatten van vetten, suikers, fenolen en eiwitten (zoals draf, perskoeken, tomatenbladeren, enz.) voor diverse toepassingen (bijvoorbeeld smeermiddelen, cosmetica, pigmenten, enz.). Het derde doel is het ontwikkelen van een duurzame, langdurige samenwerking en het verwerven van financiering om deze voort te zetten.
Voorbeeld biomassa: bierdraf
Het hoofddoel is om een biomassa te winnen en te verfijnen die complexer en nieuw is voor beide onderzoeksgroepen, mogelijk gemaakt door de complementaire expertise en apparatuur van beide partners. Een voorbeeld hiervan is het extraheren van vezels, suikers, fenolen en eiwitten uit draf via depolymerisatie en extracties. Verdere verfijning zou bestaan uit fractionering (bijvoorbeeld vloeistof-vloeistofextractie en destillatie) en functionalisatie (zoals esterificatie of alcoholyse).
De extracties en modificaties van de biogebaseerde materialen zijn al op labschaal gerapporteerd en zouden daarom reproduceerbaar moeten zijn. Het opschalen van lab- naar pilootschaal verloopt echter zelden probleemloos. Complicaties zoals slechte warmteoverdracht, lage mengbaarheid en hoge viscositeit kunnen worden verwacht, maar kunnen, op basis van jarenlange ervaring, worden beperkt door toevoegingen, andere oplosmiddelen, aanpassingen in reactorontwerp, en procesparameters, enz.
De samenwerking tussen CSCE-Biocon en het Expertisecentrum Duurzame Biomassa en Chemie zal ons profileren als experts in de extractie van biomaterialen en het verfijnen van ruwe biomaterialen tot hoogwaardige bouwstenen voor verschillende chemische sectoren. De behoefte aan duurzame, milieuvriendelijke materialen is groot, en we streven ernaar de output te valoriseren door: (1) het indienen van projectvoorstellen om extra financiering te verwerven, (2) het overdragen van technologieën en bevindingen via IP-licenties, IP-overdrachten of spin-offs; en (3) het voorzien van de (petro)chemische en farmaceutische industrie van bio-gebaseerde bouwstenen en grondstoffen.