Bij een riool denk je aan viezigheid. Maar wist je dat rioolwater ook vol zit met waardevolle grondstoffen, waar je bioplastic van kunt maken? Het Europese onderzoeksproject WOW! maakt er biobased producten van. Vijf vragen aan Jappe de Best, lector Biobased Resources & Energy van Avans Hogeschool.
WOW! Is een Europees project dat onderzoekt hoe we op een duurzame manier waardevolle grondstoffen uit ons rioolwater kunnen filteren. Wat is er allemaal te vinden in ons rioolwater? En hoe kunnen we dat op een waardevolle manier gebruiken? Het lectoraat Biobased Resources & Energy van Avans Hogeschool is vooral betrokken bij de productie van PHA uit rioolwater.
Ons rioolwater is dus waardevoller dan we denken?
“Zeker weten. Op het moment doen we met ons rioolwater meestal niets anders dan het zuiveren en weer naar het oppervlaktewater brengen. Maar tijdens dat schoonmaakproces verlies je veel waardevolle grondstoffen. Het project WOW! onderzoekt hoe je die eruit kunt halen en kunt hergebruiken. Bijvoorbeeld toiletpapier – dat zit vol cellulose – filteren we uit het rioolwater. We drogen het en verbranden het zonder zuurstof. Dan wordt het onder andere biochar: een soort houtskool waarmee je weer medicijnresten uit afvalwater kunt halen. Ook zitten er lipiden in rioolwater, bijvoorbeeld van de margarine die je door de gootsteen spoelt. Daarvan kun je biodiesel maken. En dan zijn er ook nog bacteriën die van de vetzuren in rioolwater het bioplastic PHA kunnen maken.”
Welke bijdrage levert praktijkgericht onderzoek aan dit project?
“We werken samen met een internationaal consortium uit Engeland, Frankrijk, België, Duitsland, Luxemburg en Nederland. Universiteiten, hogescholen en bedrijfsleven spelen er hun eigen rol in. Avans richtte zich vooral op PHA en onderzocht hoe we dat zo duurzaam mogelijk uit de bacteriën konden krijgen. Nu gebeurt dat namelijk nog met milieuonvriendelijke chemicaliën, maar wij ontwikkelden een methode met een milieuvriendelijk extractiemiddel. Daardoor wordt het proces nog duurzamer.”
Wat is jullie volgende stap?
“Nu willen we opschalen. Het is niet haalbaar om bij élke waterzuiveringsinstallatie in Nederland een aparte installatie te bouwen die PHA uit slib maakt. Dus er komen een of twee locaties waar we het slib naartoe transporteren. In Delft bouwde het project PHA2USE al een proefinstallatie; Avans Hogeschool is er ook bij betrokken. We onderzoeken hoe we het hele proces kunnen optimaliseren, zodat we straks op grote schaal slib kunnen verwerken en bioplastics van constante kwaliteit kunnen produceren. Ook kijken we of we uit andere afvalstromen bruikbaar PHA kunnen krijgen. Denk bijvoorbeeld aan industriële reststromen. Bij aardappelfabrieken zit er veel zetmeel in het water. Kunnen we daar ook PHA van maken? En zo ja: welke kwaliteit bioplastic levert dat op?”
Hebben we nog veel geduld nodig voordat bioplastic uit PHA op de markt is?
“Ik ben bang van wel. Het duurt gewoon even voordat je van laboratorium naar full scale bent. Ik krijg regelmatig telefoontjes van geïnteresseerde bedrijven. Die moet ik dus nog even teleurstellen, al staan we natuurlijk altijd open voor samenwerking. Bijvoorbeeld met bedrijven die een specifiek soort PHA zoeken, of bedrijven die denken dat hun afvalstroom bruikbare PHA kan opleveren. Als hogeschool kunnen we zo’n onderzoeksvraag makkelijk oppakken. Dus laat van je horen, dan gaan we samen voor het beste bioplastic.”
Afvalwater of andere reststromen worden steeds meer gezien als bronnen van waardevolle stoffen die gebruikt kunnen worden voor allerlei applicaties. Eén van de mogelijkheden is de productie van het bioplastic polyhydroxyalkanoaat (PHA) op reststromen, die rijk zijn aan vluchtige vetzuren of koolhydraten. Daarvoor worden bacteriën gebruikt, die in staat zijn om deze stoffen om te zetten in PHA. Dit proces heeft twee voordelen. Het afvalwater wordt door de bacteriën gezuiverd en het afvalwater kan gebruikt worden als gratis bron voor de productie van een biodegradeerbaar bioplastic. Waterschap Brabantse Delta wil in samenwerking met Avans de mogelijkheden van het gebruik van veelbelovende reststromen van Van der Kroon Food Products B.V. en Lonka B.V. voor de productie van PHA verkennen, omdat de reststromen van deze bedrijven respectievelijk vluchtige vetzuren en koolhydraten bevatten. Op lab-schaal worden in bioreactoren de procescondities onderzocht, die invloed hebben op de kwaliteit van het geproduceerde bioplastic. Verder wordt onderzocht wat de invloed is van het type reststroom op de PHA-productie. De uitkomsten van het onderzoek dragen bij aan een opwaardering van ogenschijnlijk waardeloze reststromen tot een waardevol product. Het bioplastic PHA zou bijvoorbeeld toegepast kunnen worden als verpakkingsmiddel. Daarmee zal deze samenwerking leiden tot een verdere stap in de circulaire economie, waarbij ondernemers in samenwerking met onderzoekers mogelijkheden voor de sluiting van kringlopen als een kans zien voor de ontwikkeling van innovatieve producten of technologieën.
CIRC B.V. heeft een prototype biovergister ontwikkeld die op kleine schaal, 50 kilogram organische afval per dag kan omzetten in groen gas, elektriciteit, warmte en hoogwaardige plantenvoeding. In dit prototype wordt als startercultuur koemest gebruikt, waardoor het drie weken duurt voordat het vergistingsproces opgestart is. Alternatieven, zoals startersculturen uit GFT installaties zijn alleen te koop als bulk materialen, waardoor leveranciers geen kleinere hoeveelheden willen leveren aan CIRC. In dit KiemGoChem project gaat de Hogeschool Utrecht in samenwerking met CIRC B.V. onderzoeken welke innovatieve starterculturen gebruikt kunnen worden en welke voorbewerkingsstap nodig is om het biovergistingsproces geschikt te maken voor organisch afval en bioplastics. Met als doel een geurloze, robuuste en betaalbare biovergister te ontwikkelen die geschikt is in de gebouwde omgeving. Kansrijke alternatieven worden getest in het laboratorium en een klantgericht strategisch businessplan wordt opgesteld. Het project wordt uitgevoerd door docenten, studenten en medewerkers van de Hogeschool Utrecht, Utrecht Science Park InnovatieLab Life Sciences & Chemistry en de startup CIRC B.V.
Polymeren, waaronder plastics, kennen we allemaal uit ons dagelijks leven. Van de plastic draagtas tot computeronderdelen en kopjes. Allemaal worden deze polymeren vervaardigd uit aardolie en afgeleide producten. De producten zijn zeer nuttig en breed toepasbaar, mede door de gunstige eigenschappen zoals warmteweerbaarheid, stevigheid en waterdichtheid. Daarentegen kennen polymeren ook een keerzijde, zoals het niet of moeilijk afbreekbaar zijn in de natuurlijke omgeving en de nadelen van het gebruik van fossiele bronnen: hun eindigheid en de ongecontroleerde emissie van broeikasgassen die verband houdt met klimaatverandering. Dit is een zichtbaar probleem bij onder meer De Plasticsoep, waar geen of beperkte afbraak plaatsvindt van plastics in de oceaan. De zoektocht naar alternatieven is daarom volop aan de gang.
MULTIFILE
‘Ontwerpen met biobased plastics’ is de eindpublicatie van het project “Design Challenges with Biobased Plastics”. In dit onderzoeksproject deed de HvA, samen met diverse mkb-bedrijven onderzoek naar de kennis een tools die ontwerpers nodig hebben om biobased plastics, kunststoffen van hernieuwbare materialen, toe te passen. De publicatie gaat in op de kansen die biobased plastics bieden en biedt praktische tools, inspirerende voorbeelden en handreikingen die het ontwerpen met deze materialen makkelijker maken.
Worldwide, plastic cups are used for serving drinks. Some typical examples of large-scale consumption are large concerts and festivals. As a part of the BIOCAS project, which focusses on the valorization of biomass through various routes, a PHA biobased festival cup was developed and created to reduce the impact of current fossil plastics. The role of VHL was to assess the environmental impact. The aim of the report is to inform the BIOCAS-partners about the use of plastic cups, and address the environmental impact in comparison with other types of biobased plastic cups and fossil-based cups. This report can serve as a basis for making choices within all different types of (plastic/biobased) cups. Besides, it can be used as a public communication tool about the environmental impact of different types of (plastic/biobased) cup applications.
MULTIFILE
