The Northern Netherlands is an unique environment for sustainably-minded (bio)chemical businesses due to the regional availability of renewable feedstock, energy and existing infrastructure as well as the proximity to excellent knowledge centers and upscaling facilities. Within the last decades, several developments unravelled in the biobased circular transition. Exploring how these developments were initiated, the article means to show the opportunities that this region has to offer today. It also makes a strong argument for the economic potential arising from the creative combination of available feedstocks in an innovative ecosystem providing necessary frame-work conditions and fostering close intersectoral collaboration.
LINK
Met dit opdrachtenboek wordt een brug geslagen tussen het onderwijs en externe bedrijven met onderzoeksvragen. In deze tweede versie van het IWP-opdrachtenboek in het kader van het IWP/Krachtig MKB van het Kenniscentrum Biobased Economy (KC BBE) en het Instituut voor Life Sciences & Technology (ILST) vindt u ILST-gerelateerde opdrachten voor de ILST-(honours)student of docent-onderzoeker. Deze opdrachten zijn geacquireerd in samenwerking met de Gebiedscoöperatie Westerkwartier en de Gebiedscoöperatie Oost-Groningen (i.o.); ‘opgehaald’ tijdens het door het KC BBE georganiseerde grassymposium en als kennisvraag ontstaan door eerdere verrichte onderzoeken vanuit het IWP-gebeuren.
Pyrolysis liquids from lignocellulosic biomass have the potential to be used as a feed for aromatics such as benzene, toluene, and xylenes (BTX) using catalytic upgrading with zeolites. We here report an experimental study on the conversion of various pyrolysis oil fractions to determine the most suitable one for BTX synthesis. For this purpose, the pyrolysis liquid was fractionated using several extraction/distillation steps to give four fractions with different chemical compositions. The fractions were analyzed in detail using nuclear magnetic resonance spectroscopy, elemental analysis, gas chromatography-mass spectroscopy, thermogravimetric analysis, Karl-Fischer titration, and gel permeation chromatography. Catalytic pyrolysis experiments were carried out using a tandem microreactor with H-ZSM-5 (23) as the catalyst. The highest BTX yield of 24% (on a carbon and dry basis) was obtained using the fractions enriched in phenolics, whereas all others gave far lower yields (4.4-9%, on a carbon and dry basis). Correlations were established between the chemical composition of the feed fraction and the BTX yield. These findings support the concept of a pyrolysis biorefinery, where the pyrolysis liquid is separated into well-defined fractions before further dedicated catalytic conversions to biobased chemicals and biofuels using tailored catalysts.
In het project wordt een nieuw door de HvA ontwikkelde methodiek (Open Collaborative Business Modelling methodiek, verder: ‘OCBM-methodiek’), toegepast om waardeproposities voor circulaire en biobased verpakkingen te ontwikkelen, samen met partijen uit de waardeketen. De inzet van biobased materialen is essentieel voor het terugdringen van het gebruik van fossiele plastics en – uiteindelijk – voor het bereiken van een volledig circulaire economie. De specifieke waardeketen waar het project zich op richt is die van verpakkingen op basis van Olifantsgras / Miscanthus. Projectpartner Vibers is een bedrijf dat dit gewas als grondstof gebruikt voor het produceren van o.a. verpakkingsmaterialen. Tijdens het project zal een viertal OCBM-sessies worden georganiseerd waarin Vibers in nauwe samenwerking met een wisselende groep ketenpartners en andere stakeholders een nieuwe waardepropositie formuleert. Projectpartner Kennisinstituut Duurzaam Verpakken (verder: KIDV) bewaakt in de OCBM-sessies de duurzaamheid van de ontwikkelde propositie en speelt een rol bij evaluatie van de OCBM-methodiek voor de verpakkingsindustrie. Het project levert daarmee twee belangrijke resultaten op: 1. Een met behulp van de OCBM-methodiek ontwikkelde waardepropositie voor een circulair business model waarin een biobased verpakking centraal staat; 2. Aanbevelingen voor het verfijnen van de OCBM-methodiek: specifieke aandachtspunten voor het ontwikkelen van innovatieve, circulaire business modellen met behulp van deze methodiek.
Veel van de isolatiematerialen die we momenteel gebruiken, zoals glaswol en steenwol, hebben een behoorlijke impact op het milieu en zijn niet circulair. Gelukkig zijn er alternatieven die beter zijn voor de natuur, zoals isolatie gemaakt van biobased materialen zoals houtvezels en hennepvezels. Deze materialen zijn hernieuwbaar en hebben vrijwel geen nadelige effecten op het milieu, zijn gunstig voor een gezond binnenklimaat in een woning, terwijl ze nog steeds goede isolerende eigenschappen hebben. De ambitie van de rijksoverheid is dat in 2030 minstens 30% van de nieuwbouwwoningen uit minimaal 30% van deze biobased materialen bestaan. Hetzelfde percentage geldt als doelstelling voor isolatiemaatregelen voor verduurzaming en voor de gebruikte materialen voor utiliteitsbouw. Een nieuwe ontwikkeling is het gebruik van mycelium, schimmels die zorgen voor de groei van een materiaal wat ingezet kan worden als isolatie. Mycelium heeft isolerende en akoestische eigenschappen, is waterafstotend en brandwerend. Mycelium panelen op de huidige markt worden belemmerd in hun ontwikkeling doordat ze in mallen worden gegroeid, hierdoor kunnen er geen grotere diktes bereikt worden in verband met de benodigde groeiomstandigheden van mycelium. Dit leidt tot verminderde isolerende eigenschappen. Door geavanceerde 3D-printtechnieken te gebruiken waarbij er complexe vormen geprint kunnen worden die de groei van mycelium bevorderen ook op grotere diktes, willen we in dit 1-jarige KIEM project onderzoeken hoe we een innovatief mycelium isolatiemateriaal kunnen ontwikkelen, geschikt voor 3D printers, dat nog beter past bij de behoeften vanuit de markt. De resultaten van deze studie kunnen aantonen dat de toepassing van biobased isolatiematerialen en geavanceerde productiemethoden niet alleen leiden tot een efficiëntere isolatie van gebouwen, maar ook de milieueffecten vermindert en nieuwe mogelijkheden biedt voor diverse en grootschalige toepassingen.
Onze huidige voedselvoorziening wordt gekenmerkt door overmatig gebruik van bestrijdingsmiddelen zoals antibiotica, genetische manipulatie, overdadig veel transport, water en andere grondstoffen worden gebruikt en productieprocessen gebaseerd op fossiele brandstoffen. Ook wordt veel landbouwgrond dusdanig uitgeput dat de kwaliteit van de grond en de diversiteit sterk achteruit gaan. Gezonde en duurzaam geproduceerde voeding zou voor iedereen bereikbaar moeten zijn. Bovendien is er veel leegstand in verschillende regio’s, deze leegstand kan door middel van aquacultuur systemen zeer waardevol worden benut. Dit is de aanleiding geweest om te zoeken naar alternatieve mogelijkheden voor duurzame productie van voedsel binnen de agrifoodsector. Geïntegreerde aquacultuur systemen worden verwacht goed toepasbaar te zijn voor duurzame voedingsproductie. Deze systemen verminderen de afhankelijkheid van de huidige voedselvoorziening van chemie, olie en gas. Bovendien stimuleert het de lokale en regionale economie en schept het duurzame werkgelegenheid. De doelstelling is het sluiten van de materiaalstroomketen, het voorkomen van afvalstoffen en het stimuleren van grondstof besparing. De aanpak van dit project is daarom gericht op de transitie naar circulaire materiaalstromen waarbij hoogwaardig hergebruik van de materialen mogelijk is op een manier waarbij waarde wordt toegevoegd. Hierbij worden mogelijkheden verkent in het kader van de biobased economy en nieuwe business- en verdienmodellen van dergelijke geïntegreerde aquaculturen. De onderzoeksvraag voor A2FISH is welke circulaire business- en verdienmodellen er realiseerbaar zijn voor kansrijke geïntegreerde aquacultuursystemen binnen de agrifoodsector. Om die onderzoeksvraag uiteindelijk te kunnen beantwoorden, zijn een aantal deelvragen geformuleerd: • Welke aquacultuursystemen zijn kansrijk toepasbaar binnen de agrifoodsector? • Aan welke technische en economische aspecten moet een aquacultuursysteem voldoen om te komen tot kansrijke business- en verdienmodellen? • Welke soorten planten kunnen worden met waardevolle inhoudsstoffen kunnen worden gekweekt met de aquacultuursystemen? • Welke soorten gangbaar industrieel visvoer kan worden gefabriceerd uit reststromen uit de voedingsmiddelenindustrie en welke invloed heeft dit voer als bemesting op de waterkwaliteit? • Hoe ziet een vervolgtraject voor een geïntegreerd circulair aquacultuursysteem eruit en in hoeverre is dit anders dan voor gangbare alternatieven?
