Biopolymeren vormen een potentieel interessant alternatief voor conventioneel op olie gebaseerde polymeren, omdat zij geen fossiele grondstoffen gebruiken voor de productie. Daarentegen is het productie procedé afhankelijk van energie en toevoegmiddelen die weer bijdragen aan het verbruik van energie en de emissie van onder andere broeikasgassen en zijn degrondstoffen van belang, zoals het gebruik van reststromen uit de afvalverwerking of andere biomaterialen. Binnen het project Circulaire Biopolymeren Waardeketens zijn meerdere productiemethoden bestudeerd om polyhydroxyalkanoaten (PHAs) te maken uit organische reststromen: GFT en afvalwaterslib, een bijproduct uit de afvalwaterzuivering. Productie enextractie van PHAs kan middels diverse routes. In het project zijn meerdere extractieroutes bestudeerd betreffende hun mogelijkheden. Als onderdeel van het project is een levenscyclusanalyse (LCA) gedaan om de milieu-impact van de productie van de biopolymeren in kaart te brengen. Deze is hier beschreven. De milieu-impact van PHA productie via twee extractieroutes werd vergeleken met conventionele polymeren zoals polyethyleen (PE) en polyethyleentereftalaat (PET). De extractieroutes waren: NaOCl, water-based en Chloroform, solvent-based extractie. De milieu-impact werd berekend op basis van de productie van 1 kgpolymeer. Het systeem includeerde de veranderingen in het conventionele management van GFT en afvalwaterslib, o.a. substitutie van energie doordat de reststromen nu gebruikt werden voor PHA productie en niet voor energieproductie. Op basis van een modelstudie van de UniversiteitGroningen is een massabalans opgemaakt en zijn gegevens gebruikt voor energieverbruik te bepalen en de hoeveelheid toevoegmiddelen die nodig waren tijdens de extractie. Op basis van literatuur zijn aannames gedaan zoals calorische waarden voor verbranding en het energieverbruik voor ontwateren, drogen en vergisting. De Ecoinvent database werd gebruikt voor achtergrond gegevens ten behoeve van de energieproductie en achtergrondprocessen. De volgende milieu-impacts werden berekend: broeikasgassen, verzuring, eutrofiëring, landgebruik, fijnstofemissie en fossiel energieverbruik. Een gevoeligheidsanalyse gaf inzicht in de verandering van parameters op het eindresultaat. De resultaten lieten zien dat watergebaseerde extractie leidde tot emissie van 5,95 kg CO2-eq per kg PHA en chloroformextractie tot 47 kg CO2-eq per kg PHA. Verschillen zaten met name in het energieverbruik tijdens het proces en de productie van de toevoegmiddelen. Verzuring was lager voor chloroformextractie met -0,015 kg SO2-eq ten opzichte van watergebaseerde extractie, namelijk 0,013 kg SO2-eq per kg PHA. Energieverbruik was 90,7 MJ voor watergebaseerde extractie en 772 MJ per kg PHA voor chloroformextractie. Landgebruik was lager voor chloroformextractie met -4,7 m2 per kg PHA en 0,43 m2 per kg PHA voor watergebaseerde extractie. Eveneens was fijnstofemissie lager voor chlorformextractie en marine eutrofiëring lager for watergebaseerde extractie. Chloroformextractie had hogere impact in broeikasgassen, energieverbruik en eutrofiëring vergeleken met PET en PE. Watergebaseerde extractie had hogere impact in broeikasgassen, energieverbruik, fijnstofemissie en eutrofiëring, maar werd vergelijkbaar of lager ten opzichte van conventionele polymeren wanneer een lager energieverbruik werd aangenomen. Onderzoek naar het exacte energieverbruik is daarom nodig. Geconcludeerd werd dat verdere verlaging van de milieu-impact kan worden bereikt door het verminderen van het gebruik van toevoegmiddelen en het gebruiken van groene energie zoals wind en zon. Voor vervolgonderzoek is het van belang om data te verifiëren en eventueel andere extractieroutes te onderzoeken
DOCUMENT
Biopolymeren vormen een potentieel interessant alternatief voor conventioneel op olie gebaseerde polymeren, omdat zij geen fossiele grondstoffen gebruiken voor de productie. Daarentegen is het productie procedé afhankelijk van energie en toevoegmiddelen die weer bijdragen aan het verbruik van energie en de emissie van onder andere broeikasgassen en zijn de grondstoffen van belang, zoals het gebruik van reststromen uit de afvalverwerking of andere biomaterialen. Binnen het project Circulaire Biopolymeren Waardeketens zijn meerdere productiemethoden bestudeerd om polyhydroxyalkanoaten (PHAs) te maken uit organische reststromen: GFT en afvalwaterslib, een bijproduct uit de afvalwaterzuivering. Productie en extractie van PHAs kan middels diverse routes. In het project zijn meerdere extractieroutes bestudeerd betreffende hun mogelijkheden. Als onderdeel van het project is een levenscyclusanalyse (LCA) gedaan om de milieu-impact van de productie van de biopolymeren in kaart te brengen.
MULTIFILE
Micro and macro algae are a rich source of lipids, proteins and carbohydrates, but also of secondary metabolites like phytosterols. Phytosterols have important health effects such as prevention of cardiovascular diseases. Global phytosterol market size was estimated at USD 709.7 million in 2019 and is expected to grow with a CAGR of 8.7% until 2027. Growing adoption of healthy lifestyle has bolstered demand for nutraceutical products. This is expected to be a major factor driving demand for phytosterols.Residues from algae are found in algae farming and processing, are found as beachings and are pruning residues from underwater Giant Kelp forests. Large amounts of brown seaweed beaches in the province of Zeeland and are discarded as waste. Pruning residues from Giant Kelp Forests harvests for the Namibian coast provide large amounts of biomass. ALGOL project considers all these biomass residues as raw material for added value creation.The ALGOL feasibility project will develop and evaluate green technologies for phytosterol extraction from algae biomass in a biocascading approach. Fucosterol is chosen because of its high added value, whereas lipids, protein and carbohydrates are lower in value and will hence be evaluated in follow-up projects. ALGOL will develop subcritical water, supercritical CO2 with modifiers and ethanol extraction technologies and compare these with conventional petroleum-based extractions and asses its technical, economic and environmental feasibility. Prototype nutraceutical/cosmeceutical products will be developed to demonstrate possible applications with fucosterol.A network of Dutch and African partners will supply micro and macro algae biomass, evaluate developed technologies and will prototype products with it, which are relevant to their own business interests. ALGOL project will create added value by taking a biocascading approach where first high-interest components are processed into high added value products as nutraceutical or cosmeceutical.
“Authentieke Vanille uit de kas” richt zich op het ontwikkelen van producten en praktische richtlijnen voor glastelers voor een hogere opbrengst van in de kas geteelde Vanillepeulen uit gezonde planten met meer Vanille en een authentieke geur en smaak. Het hiervoor benodigde onderzoek staat onder leiding van het lectoraat Biodiversiteit en Generade, het Center of Expertise Genomics van Hogeschool Leiden. In het project participeren kennisinstellingen, MKB-bedrijven uit de tuinbouw en bedrijven met expertise in chemie, bodemverbetering en genomics. Het project bestaat uit vier deelonderzoeken: 1. Het bestuivingsonderzoek richt zich op ontwikkeling van een instrument voor optimale overdracht van pollen in Vanillebloemen. 2. Een inventarisatie van het microbioom in Vanilleplanten en -peulen in het wild uit het regenwoud in Costa Rica, plantages op Reunion en Nederlandse kassen zal meer inzicht geven in de correlatie tussen de samenstelling van deze microben en het Vanillegehalte van de peulen en hun lokale geur en smaak. De inventarisatie zal gedaan worden met Next Generation DNA metabarcoding van markers ontwikkeld voor schimmels en bacterieen. 3. Daarnaast richt het onderzoek zich op de fermentatie van de Vanillepeul. Er zal worden onderzocht welke combinatie van microben leidt tot productie van een zo hoog mogelijk gehalte aan precursors van Vanille in groene peulen en een authentieke geur en smaak. Dit wordt gedaan met een combinatie van experimenteel teeltonderzoek en chemische analyses. 4. Momenteel wordt aantasting door schimmels en virussen in de kas met de hand verwijderd. Deze behandeling is kostbaar maar voor biologische teelt de enige optie. Een vierde pijler van het onderzoek zal daarom gericht zijn op de verbetering van het substraat. Met behulp van experimenteel onderzoek zal worden nagegaan welke mix aan microben in het substraat nodig is voor bescherming tegen aantasting door kwaadaardige schimmels.
Bamboe is een hoogwaardig, zeer bestendig snelgroeiend natuurproduct waarvan de productie wordt gedomineerd door Azië. Het wordt al eeuwen toegepast in Europa als decoratief en constructief materiaal voor (interieur)architectuur en gebruiksvoorwerpen. Bamboe wordt beschouwd als een duurzaam alternatief voor de toenemende schaarste aan duurzame, inheemse (hard)houtsoorten. De huidige subtropische teelt en verwerking van bamboe, gekenmerkt door mono-culturele plantages, inefficiënt watergebruik tijdens het groeiproces en het gebruik van schadelijke conserveringsmiddelen bij verwerking van bamboevezels, ondermijnen het duurzaam potentieel. Bovendien veroorzaakt het vervoer van Azië naar Europa een CO2-uitstoot die de CO2-opname van bamboe tenietdoet. Om van Europees bamboe een duurzaam materiaal te maken onderzoekt het ArtEZ-lectoraat Tactical Design op verzoek van diverse MKB-partners hoe we een nieuwe, duurzame waardeketen kunnen ontwikkelen – van teelt tot product – op basis van Europees geteelde bamboe voor toepassingen in interieur en exterieur die zowel economisch als ecologisch kan concurreren met Aziatisch bamboe en Europees hout. Aanleiding is de aanplant in 2017 van de eerste bamboeplantage in Zuid-Portugal conform Europese en lokale regelgeving rondom biodiversiteit en watergebruik. In 2021 vindt op deze plantage de eerste oogst plaats. Het is daarmee de eerste poging bamboe op grote schaal, transparant en duurzaam in Europa te telen. De vraag is hoe deze bamboe duurzaam verwerkt en de reststromen meervoudig verwaard kunnen worden binnen Europa voor bouw, interieur, meubels en textiel met gebruik van zowel de bamboestam als van lignine (voor lijmproducten), vezels en cellulose (voor garens/textiel). Om deze vragen te beantwoorden is een consortium samengesteld van innovatieve bedrijven die representatief zijn voor en kunnen bijdragen aan een duurzame keten voor bamboeproducten zoals BambooLogic (bamboeproducent), Bambooder (vezelextractie), Inducoat (duurzame coating), Miscancell (cellulose-extractie) en BSM Factory (meubelproducent) die i.s.m. met kennisinstellingen (WUR, Stichting Hout Research), productontwerpers en ontwerpstudenten duurzame prototypes zullen ontwikkelen van halffabricaten, bouw- en interieurproducten met Europees bamboe.
