The scope of this thesis of Gerrit Bouwhuis, lecturer at Saxion Research Centre for Design and Technology in Enschede is the development of a new industrial applicable pre-treatment process for cotton based on catalysis. The pre-treatment generally consists of desizing, scouring and bleaching. These processes can be continuous or batch wise. Advances in the science of biocatalytic pre-treatment of cotton and catalytic bleaching formed the scientific basis for this work. The work of Agrawal on enzymes for bio-scouring and of Topalovic on catalytic bleaching led to the conclusion that reduced reaction temperatures for the pre-treatment processes of cotton are possible. A second reason for the present work is a persistent and strong pressure on the industry to implement ‘more sustainable’ and environmental friendlier processes. It was clear that for the industrial implementation of the newly developed process it would be necessary to ‘translate’ the academic knowledge based on the catalysts, into a process at conditions that are applicable in textile industry. Previous experiences learned that the transition from academic knowledge into industrial applicable processes often failed. This is caused by lack of experience of university researchers with industrial product and process development as well as a lack of awareness of industrial developers of academic research. This is especially evident for the so-called Small and Medium Enterprises (SME’s). To overcome this gap a first step was to organize collaboration between academic institutes and industries. The basis for the collaboration was the prospect of this work for benefits for all parties involved. A rational approach has been adopted by first gathering knowledge about the properties and morphology of cotton and the know how on the conventional pre-treatment process. To be able to understand the conventional processes it was necessary not only to explore the chemical and physical aspects but also to evaluate the process conditions and equipment that are used. This information has been the basis for the present lab research on combined bio-catalytic desizing and scouring as well as catalytic bleaching. For the measurement of the performance of the treatments and the process steps, the performance indicators have been evaluated and selected. Here the choice has been made to use industrially known and accepted performance indicators. For the new bio-catalytic pre-treatment an enzyme cocktail, consisting of amylase, cutinase and pectinase has been developed. The process conditions in the enzyme cocktail tests have been explored reflecting different pre-treatment equipment as they are used in practice and for their different operation conditions. The exploration showed that combined bio-catalytic desizing and scouring seemed attractive for industrial application, with major reduction of the reaction and the rinsing temperatures, leading to several advantages. The performance of this treatment, when compared with the existing industrial treatment showed that the quality of the treated fabric was comparable or better than the present industrial standard, while concentrations enzymes in the cocktail have not yet been fully optimized. To explore the application of a manganese catalyst in the bleaching step of the pre-treatment process the fabrics were treated with the enzyme cocktail prior to the bleaching. It has been decided not to use conventional pre-treatment processes because in that case the combined desizing and scouring step would not be integrated in the newly developed process. To explore catalytic bleaching it has been tried to mimic the existing industrial processes where possible. The use of the catalyst at 100°C, as occurs in a conventional steamer, leads to decomposition of the catalyst and thus no bleach activation occurs. This led to the conclusion that catalytic bleaching is not possible in present steamers nor at low temperatur
MULTIFILE
The copper(II) catalyzed enantioselective 1,4-addition reactions of diethylzinc to cyclic enones in the presence of novel phosphorus amidite ligands, easily prepared from α,α,α',α'-tetraphenyl-2,2'-dimethyl-1,3- dioxolane-4,5-dimethanol (TADDOL) derivatives, resulted in e.e.s up to 71% for cyclohexenone and up to 62% for cyclopentenone. A remarkable enhancement of enantioselectivity was observed upon the addition of powdered molecular sieves to the reaction mixture.
DOCUMENT
In de zomer van 2005 drongen Amerikaanse wetenschappers aan op de ontwikkeling van een nationale strategie op het terrein van materials science & engineering (MSE). De National Research Council (NRC) van de National Academy of Sciences (NAS) had kort aarvoor het rapport ’Globalization of Materials R&D: Time for a National Strategy’ uitgebracht. In dit rapport ging het om een antwoord op de vraag ‘Waar staan de VS in vergelijking met de rest van wereld?’, ofwel ‘Zijn de VS nog steeds leidend op de verschillende materiaalgebieden of nemen andere landen deze positie over?’ De snelle opkomst van het materialenonderzoek in landen, zoals China en het groeiend onderzoek in Europa vormen immers voor de VS een geduchtere concurrentie dan ooit. Volgens dit rapport is de positie in composieten en superlegeringen dan ook zodanig afgenomen dat Amerika nog nauwelijks de vruchten kan plukken van de elbelovende ontwikkelingen op dit terrein. Ook de positie op het gebied van katalysatoren is vrijwel geheel verdwenen. Vaak is de kennis nog wel aanwezig maar de kracht om die kennis commercieel te benutten ontbreekt. Bedrijven kunnen dan de academische kennis niet meer omzetten in een winstgevende toepassing. Hoewel het vakgebied materials science & engineering in de VS niet meer over de hele linie aan de top van de wereld staat, is de Amerikaanse positie op de meeste terreinen van de materiaalwetenschappen onbetwist. Recente hoogtepunten zijn ruimschoots voorhanden, zoals het maken van grafeen, de verschillende toepassingen van anokoolstofbuisjes, de ontdekking van metamaterialen en het nabootsen van verschijnselen uit de natuur zoals de hechting van de poten van de gekko aan de ondergrond. De National Science Foundation speelt een belangrijke bij de financiering en valorisatie van onderzoek. Verschillende programma’s, waaronder het Materials Science Research and Engineering Centers programma, spelen een grote rol in kennisoverdracht naar bedrijfsleven en maatschappij. Michiel Scheffer is, tijdens zijn vijf maanden verblijf, in de Verenigde Staten zelf op zoek gegaan naar de Amerikaanse positie en heeft met veel onderzoekers gesproken. Ook hij heeft ontdekt dat er nog vele hoogtepunten en sterkten in het Amerikaanse materialenonderzoek te vinden zijn, waarvan hij in deze bundel enthousiast en gedetailleerd verslag doet.
MULTIFILE
Om een circulaire economie te bewerkstelligen is het sluiten van de kunststofkringloop cruciaal. Momenteel wordt slechts 15% van het geproduceerde kunststof in Nederland gerecycled. De mechanische recycling van PET-flessen wordt reeds op grote schaal toegepast, maar een groot deel van het polyester (PET) afval is van mindere kwaliteit en is vervuild met voedselresten, kleurstoffen of andere additieven. Cumapol heeft samen met bedrijven en kennisinstellingen de krachten gebundeld en een nieuwe recyclingtechniek ontwikkeld. Deze technologie maakt het mogelijk om op een energiezuinige manier gekleurde of gemengde polyesters in bijvoorbeeld tapijt, textiel en voedselverpakkingen te recyclen tot nieuwe polyesters van hoge kwaliteit. Om dit te bereiken wordt chemische recycling toegepast: het polyester afval wordt afgebroken tot de chemische bouwstenen, gezuiverd, en vervolgens weer opgebouwd tot nieuwe polyester ketens. De polycondensatiereactie speelt een belangrijke rol in de chemische recycling van polyesters. Polycondensatie is een evenwichtsreactie: condensatie zorgt voor ketenvorming, terwijl hydrolyse of glycolyse leidt tot afbraak van de polymeerketens. Deze reacties worden doorgaans gekatalyseerd door industriële katalysatoren zoals antimoontrioxide en zinkacetaat. Onderzoek heeft echter uitgewezen dat enzymen, de katalysatoren van de natuur, ook in staat zijn om op te treden als katalysator. Het doel van dit project is om de (bio)chemische recycling van vervuild polyesterafval te bewerkstelligen met behulp van enzymatische reacties, zodat een duurzame en circulaire economie een stap dichterbij komt.
In the context of sustainability, the use of biocatalysis in organic synthesis is increasingly observed as an essential tool towards a modern and ‘green’ chemical industry. However, the lack of a diverse set of commercially available enzymes with a broad selectivity toward industrially-relevant substrates keeps hampering the widespread implementation of biocatalysis. Aminoverse B.V. aims to contribute to this challenge by developing enzymatic screening kits and identifying novel enzyme families with significant potential for biocatalysis. One of the most important, yet notoriously challenging reaction in organic synthesis is site-selective functionalization (e.g. hydroxylation) of inert C-H bonds. Interestingly, Fe(II)/α-ketoglutarate-dependent oxygenases (KGOs) have been found to perform C-H hydroxylation, as well as other oxyfunctionalization, spontaneously in nature. However, as KGOs are not commercially available, or even extensively studied in this context, their potential is not readily accessible to the chemical industry. This project aims to demonstrate the potential of KGOs in biocatalysis. In order to achieve this, the following challenges will be addressed: i) establishing an enzymatic screening methodology to study the activity and selectivity of recombinant KGOs towards industrially relevant substrates, ii) establishing analytical methods to characterize KGO-catalyzed substrate conversion and product formation. Eventually, the proof-of-principle demonstrated during this project will allow Aminoverse B.V. to develop a commercial biocatalysis kit comprised of KGO enzymes with a diverse activity profile, allowing their application in the sustainable production of either commodity, fine or speciality chemicals. The project consortium is composed of: i) Aminoverse B.V, a start-up company dedicated to facilitate chemical partners towards implementing biocatalysis in their chemical processes, and ii) Zuyd University, which will link Aminoverse B.V. with students and (bio)chemical professionals in creating a novel collaboration which will not only stimulate the development of (bio)chemical students, but also the translation of academic knowledge on KGOs towards a feasible biocatalytic application.
Techniek Nederland en Federatie Electrotechniek (Fedet) ondersteunen hun ruim 5000 leden in de circulaire transitie. Sinds 2022 werken deze brancheorganisaties met en voor de installatiebranche om de verpakkingen te verminderen en verduurzamen . Hierbij wordt planmatig en doelmatig samengewerkt door verpakkingsleveranciers, fabrikanten, groothandels, installateurs, eindgebruikers en afvalinzamelaars. In de installatiebranche is deze aanpak uniek en kan als voorbeeld dienen voor andere brancheorganisaties om samen met hun leden en partners bij te dragen aan Nederlands circulaire ambities . Naast hoopgevende kwantitatieve resultaten – die door Rijkswaterstaat worden gemeten – zijn er ook kwalitatieve lessen te trekken, bijvoorbeeld over het proces waarlangs het plan is gemaakt en uitgevoerd. De lacune van onderzoek naar deze lessen, en de KEMs die daarin te herkennen zijn, leidde via een intensief vraagarticulatieproces tot de volgende onderzoeksvraag: Welke lessen kunnen we trekken uit het gevolgde proces van de ontwikkeling en uitvoering van het brancheplan Verpakkingen over het inzetten van KEMs en in relatie tot de zes cruciale aspecten van maatschappelijk verdienvermogen? Onderzoek aan de hand van deze vraag leidt tot inzichten in hoe brancheverenigingen hun changemakersrol kunnen versterken door het expliciet maken van het gebruik van KEMs in een brancheplan gericht op een maatschappelijke transitie. Het Brancheplan Verpakkingen fungeert als katalyserende context voor het verminderen van verpakkingen en daarmee het bijdragen aan de Nederlandse doelstellingen voor een circulaire economie. De resultaten van het onderzoek worden verwerkt in een protocol Brancheplan Verpakkingen, dat ook voor andere sectoren bruikbaar is. De opgedane kennis wordt tijdens en na het onderzoek gedeeld tijdens bijeenkomsten van het Brancheplan Verpakkingen, tijdens bijeenkomsten van Techniek Nederland en tijdens bijeenkomsten van DNA, de overkoepelende organisatie van brancheverenigingen in Nederland.
