Technologie & toepassing, praktijkgericht programma en de nieuwe leerweg zullen voor velen onbekende begrippen zijn. Toch zullen deze effect hebben op de grootste groep jongeren in het voortgezet onderwijs. Tijd voor uitleg.
The transition to a biobased economy necessitates utilizing renewable resources as a sustainable alternative to traditional fossil fuels. Bioconversion is a way to produce many green chemicals from renewables, e.g., biopolymers like PHAs. However, fermentation and bioconversion processes mostly rely on expensive, and highly refined pure substrates. The utilization of crude fractions from biorefineries, especially herbaceous lignocellulosic feedstocks, could significantly reduce costs. This presentation shows the microbial production of PHA from such a crude stream by a wild-type thermophilic bacterium Schlegelella thermodepolymerans [1]. Specifically, it uses crude xylose-rich fractions derived from a newly developed biorefinery process for grassy biomasses (the ALACEN process). This new stepwise mild flow-through biorefinery approach for grassy lignocellulosic biomass allows the production of various fractions: a fraction containing esterified aromatics, a monomeric xylose-rich stream, a glucose fraction, and a native-like lignin residue [2]. The crude xylose-rich fraction was free of fermentation-inhibiting compounds meaning that the bacterium S.thermodepolymerans could effectively use it for the production of one type of PHA, polyhydroxybutyrate. Almost 90% of the xylose in the refined wheat straw fraction was metabolized with simultaneous production of PHA, matching 90% of the PHA production per gram of sugars, comparable to PHA yields from commercially available xylose. In addition to xylose, S. thermodepolymerans converted oligosaccharides with a xylose backbone (xylans) into fermentable xylose, and subsequently utilized the xylose as a source for PHA production. Since the xylose-rich hydrolysates from the ALACEN process also contain some oligomeric xylose and minor hemicellulose-derived sugars, optimal valorization of the C5-fractions derived from the refinery process can be obtained using S. thermodepolymerans. This opens the way for further exploration of PHA production from C5-fractions out of a variety of herbaceous lignocellulosic biomasses using the ALACEN process combined with S. thermodepolymerans. Overall, the innovative utilization of renewable resources in fermentation technology, as shown herein, makes a solid contribution to the transition to a biobased economy.[1] W. Zhou, D.I. Colpa, H. Permentier, R.A. Offringa, L. Rohrbach, G.J.W. Euverink, J. Krooneman. Insight into polyhydroxyalkanoate (PHA) production from xylose and extracellular PHA degradation by a thermophilic Schlegelella thermodepolymerans. Resources, Conservation and Recycling 194 (2023) 107006, ISSN 0921-3449, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2023.107006. [2] S. Bertran-Llorens, W.Zhou. M.A.Palazzo, D.I.Colpa, G.J.W.Euverink, J.Krooneman, P.J.Deuss. ALACEN: a holistic herbaceous biomass fractionation process attaining a xylose-rich stream for direct microbial conversion to bioplastics. Submitted 2023.
LINK
This paper puts forward a conceptual framework to analyse emergence and the development of planned knowledge locations in cities (science and technology parks, creative factories, knowledge hubs, etc.). It argues that the study and the practice of developing these precincts can benefit from explicitly considering the broader territorial context, the time dynamics and the co-evolutionary processes through which they unfold. The advantages of such as framework are illustrated with the support of two European knowledge locations: Arabianranta (Helsinki, Finland) and Biocant (Cantanhede, Portugal).
In de faculteit ‘Science en Engineering’ van de Rijksuniversiteit Groningen is kennis ontwikkeld op het gebied van verduurzaming en vergroening in de chemie. De ambitie is om toe te werken naar de transitie van synthetische chemische processen naar biobased chemische processen. Een expertisegebied betreft de inzet van biotechnologische enzymconversies als alternatief voor klassieke (fossiele) chemische omzettingen. De vakgroep ‘Product and Processes for Biotechnology’ heeft expertise op het gebied van de opschaling van enzymatische conversies. Het MKB-bedrijf CarbExplore Research B.V. werkt aan procesontwikkeling van enzymatische glucosylering. De methode kan worden toegepast bij de (duurzame) productie van ingrediënten (w.o. zoetstoffen en surfactanten) die nodig zijn voor zogenaamde Home & Personal care producten van de toekomst. Bij de opschaling van de technologie, ontstaan innovatievragen. Inzet van het praktijkgerichte onderzoek tussen de RUG en CarbExplore is het vinden van een efficiënte enzymatische opschalingsroute voor deze groene grondstoffen. In de relatie met CarbExplore wordt gewerkt aan de conversie van een Stevia zoetstof. In het vervolg kan de universiteit deze enzymatische opschalingsmethode toepassen in andere bioconversies, andere producten, en bij andere bedrijven. Zowel voor de universiteit, als voor het bedrijf CarbExplore, wordt een economisch potentieel gecreëerd. De uiteindelijke visie en einddoel is het toewerken naar een vergroening van de chemie door middel van enzymatische conversies.
Momenteel worden houtafval en vergelijkbare reststromen voornamelijk gebruikt voor het verkrijgen van energie. Deze energie wordt verkregen door middel van verbranding of vergisting. In dit project worden de mogelijkheden onderzocht om lignine te ontsluiten uit houtafval en groenresten uit de paprikateelt en vervolgens chemisch/enzymatisch te verwerken tot bouwstenen voor de chemische industrie. Voor de private projectpartners, WAGRO Groenrecycling en paprikateler Helderman BV leidt dit tot hergebruik en verhoging van de economische waarde van de reststromen. Met de verkregen materialen kan tevens een ander probleem worden ondervangen. Huidige processen voor het vervaardigen van kunststoffen gebruiken aardolie als grondstof. Op termijn zouden in plaats van aardolie de eerder genoemde reststromen als duurzame bron voor kunststoffen gebruikt kunnen worden. Het onderzoek binnen dit project zal worden uitgevoerd door Hogeschool Inholland en de Universiteit van Amsterdam (UvA) en zal zich richten op (1) de ontsluiting en verdere verwerking van lignine uit de reststromen, (2) de chemische en/of enzymatische digestie van lignine, (3) het karakteriseren van de fragmenten ontstaan uit de digestie met vloeistoifchromatografie gekoppeld met massaspectrometrie (LC-MS) en (4) een haalbaarheidstoets voor de on-line digestie van de lignine met behulp van geïmmobiliseerde enzym technologie (immobilized-enzyme reactors, IMERs). De industriële partners in het project dragen zorg voor het aanleveren van de materialen, te weten paprika-afval en houtafvalresten. Daarnaast nemen ze deel aan het stuurgroepoverleg dat tweemaal gedurende het project plaats zal vinden. De bijdrage van Hogeschool Inholland zal bestaan uit het uitvoeren van digesties en analyses met LC-MS en de dagelijkse begeleiding van studenten/stagiaires voor het project. De UvA zal zich richten op het ontwikkelen van LC methoden voor de analyse van digestieproducten, en het optimaliseren van on-line bioreactoren (IMERs) voor digestie. De samenwerking binnen het voorgestelde project zal leiden tot een versterking van de kennispositie van Hogeschool Inholland voor het onderwerp Circulaire Economie, dat goed aansluit bij het lectoraat Green Biotechnology. Het project zal deel uitmaken van de Amsterdam Green Campus. In dit regionale platform werken onderzoekers, onderwijsinstellingen en ondernemers samen aan vernieuwingen en het opleiden van talent binnen de groene sector. Wanneer blijkt dat het proces van ontsluiten en digesteren van lignine uit reststromen succesvol en rendabel is, kunnen de deelnemende bedrijven binnen dit project hier economisch voordeel uit halen. Tevens zal er binnen Hogeschool Inholland en de UvA een stevige kennisbasis ontstaan met betrekking tot het opwaarderen van reststromen in het algemeen en het ontsluiten, digesteren en analyseren van lignine in het bijzonder. Door de geplande gezamenlijke bijeenkomsten zal de samenwerking tussen Hogeschool Inholland, de UvA en de private partners worden versterkt. De ontwikkelde werkwijzen kunnen in de toekomst worden toegepast op andere materiaalstromen en een van de beoogde uitkomsten van dit project is dan ook het indienen van andere gezamenlijke projectvoorstellen.
Aanleiding De Nederlandse zaad- en plantenveredelingsbedrijven staan internationaal aan de top. Om deze goede concurrentiepositie te behouden zijn innovaties in de veredelingstechnieken noodzakelijk, zoals moleculaire veredeling. Op dit moment is er in het werkveld behoefte aan een methode waarmee men heel specifiek, op één plaats in het DNA, een mutatie kan aanbrengen ('targeted mutagenesis'). Zeer recent is hiervoor een nieuwe, veelbelovende methode beschreven, namelijk de CRISPR/Cas-technologie. Met deze techniek kunnen de bedrijven relatief eenvoudig veel preciezer en sneller veredelen, waardoor de internationale concurrentiepositie behouden blijft. Verschillende veredelingsbedrijven en onderwijsinstellingen willen daarom de toepasbaarheid van deze nieuwe technologie onderzoeken. Doelstelling Het programma wil vaststellen wat de toepasbaarheid van de CRISPR/Cas-technologie is en welke potentie deze technologie heeft in gewassen die van belang zijn voor de Nederlandse zaad- en plantenveredelingsbedrijven. Het onderzoek bestaat uit twee fasen: 1) de techniek wordt getest en geoptimaliseerd in het modelgewas petunia en aanverwante soorten zoals tomaat en aardappel. 2) het onderzoeksteam past de techniek toe in gewassen die voor de bedrijven commercieel interessant zijn, zoals gewassen uit de familie van de Solanaceae, Brassicaceae en Cucurbitaceae. In het onderzoek worden diverse specialistische instrumenten en methodes ingezet en uitgetest (in combinatie met de CRISPR/Cas-technologie). Beoogde resultaten Na afloop van het project zijn er: 1) nieuwe protocollen voor het toepassen van de CRISPR/Cas-technologie in petunia, Solanaceae, Brassicaceae en Cucurbitaceae; 2) nieuwe vectoren (dragers) voor het maken van de plaatsspecifieke mutaties; 3) methoden voor het aantonen van de mutaties op DNA-niveau; 4) mutante petunia's waarvan de bloemkleur, bloemgeur, bloemvorm of de aanwezigheid van trichomen ('haren') zijn veranderd; 5) mutante Solanaceae-, Brassicaceae- en Cucurbitaceae-planten waarvan de plantvorm, de inhoudsstoffen of de gevoeligheid voor een ziekte is veranderd. De lector Green Biotechnology van Hogeschool InHolland stuurt met (docent-)onderzoekers het project aan. De studenten van de betrokken hogescholen participeren binnen het reguliere onderwijs (projectonderwijs) en via stage- en afstudeeropdrachten in het onderzoek. Al tijdens het onderzoeksproject vindt de implementatie van de technologie in het onderwijs plaats. De consortiumleden wisselen maandelijks ervaring, materialen en protocollen uit. Het gehele consortium komt minstens 2 keer per jaar bijeen om de resultaten en voortgang te bespreken.
