TNO hard op weg met ontwikkeling biobased aromatics

40% van alle grondstoffen in de chemische industrie zijn gebaseerd op aromaten. Die worden tot dusver gewonnen uit aardolie. De commerciële productie van biobased aromaten zou een grote doorbraak betekenen.

TNO is er, samen met partners, in geslaagd biobased aromaten op ‘laboratoriumschaal’ te produceren. Dat wordt nu opgeschaald.

Het shared research center Biorizon is een samenwerking van TNO, VITO en The Green Chemistry Campus. Doel van Biorizon is om in 2020 voor industriële partners van TNO commerciële productie van biobased aromaten mogelijk te maken. Aromaten vinden hun toepassing in polymeren, coatings en chemicals. Het belang daarvan kan nauwelijks worden overschat: aromaten zijn een van de belangrijkste grondstoffen voor de chemische industrie. En dat heeft een keerzijde. Het gebruik van aromaten creëert een grote afhankelijkheid van aardolie. Bovendien dragen ze bij aan het CO2-probleem.

Binnen Biorizon worden methoden ontwikkeld om aromaten te winnen uit plantaardig (rest)materiaal. Dit is echter makkelijker gezegd dan gedaan. Er is veel literatuur over de wijze waarop biomassa kan worden omzet in aromaten. Maar het blijkt lastig deze technologie op grote schaal te laten werken en rendabel te maken. TOok het volcontinu produceren van grote hoeveelheden aromaten is problematisch.

Stap voor stap

Joop Groen van TNO zegt: “Binnen Biorizon werken we aan de realisatie van het uiteindelijke doel. Dat is een commercieel rendabele productiemethode van biobased aromaten rond 2020.” In november 2013 is het ‘OP Zuid Project Biorizon’ gestart. Financiële steun is er van de provincie Noord-Brabant, TNO, VITO, Rewin, Sabic en EFRO. “Op basis van literatuur en patentanalyses hebben we een aantal productieroutes geselecteerd”, licht Groen toe.

“Op laboratoriumschaal lukt het suikers om te zetten in furanen. Daar maken we vervolgens aromaten van. We bouwen dit nu uit naar bench schaal. Die opstelling zal in staat zijn om één tot tien liter biobased aromaten per uur te produceren. Dat is veel meer dan je in een laboratoriumsetting kunt produceren. En het wordt een flow proces, dus continue productie. Dit is belangrijk voor toekomstige commerciële productie. De stap na bench schaal is een pilot plant. Pas daarna zijn we toe aan een demoschaal en komt commerciële productie in zicht."

Kostenreductie

Belangrijk bij de productie van biobased aromaten is kostenreductie. Het cruciale scheidingsproces is bijvoorbeeld nog duur. Groen: “Daarom zijn we blij dat het gelukt is om nieuwe veelbelovende membraanscheiding te testen. Dat is met name de verdienste van onze Vlaamse partner VITO. Door deze techniek kunnen de kosten aanzienlijk omlaag.” VITO onderzoekt ook een betere omzetting van lignine (houtstof, komt voor in celwanden) in biobased aromaten.

De meeste biomassa bevat circa een derde deel lignine. In het OP Zuid Project is door ‘telescoping’ (procesintegratie) een verdere significante kostenverlaging gerealiseerd. Groen: “De technologie vervolmaken is één ding, maar als de kosten hoog blijven dan weet je dat commerciële toepassing niet van de grond zal komen.” Memorabel is ten slotte de samenwerking met de research afdeling van Wageningen University. Daar zit veel expertise op het gebied van biobased aromaten. Deze krachtenbundeling is dus goed voor Biorizon.

Wereldspeler

Biorizon wil binnen vijf jaar tot de top 5 wereldwijd van onderzoeksprogramma’s naar biobased aromaten behoren. Groen: “Wat wij binnen dit project hebben gerealiseerd is vrij uniek in de wereld. Ik ken uit de literatuur eigenlijk niets wat in de buurt komt.” Die prestatie wordt binnen de wereld van biobased aromatics ook erkend. Biorizon wordt met regelmaat uitgenodigd voor congressen.

Groen: “Biorizon is gebaseerd op het principe van 'open innovation'. Het is een shared research center, waarbij nadrukkelijk samenwerking wordt nagestreefd met producenten, kenniscentra, innovators en andere spelers op gebied van biobased technology. Bedrijven of organisaties die willen participeren kunnen zich altijd aanmelden. Daarbij willen we een community bouwen voor iedereen die wereldwijd met biobased aromatics bezig is. Kennis delen, krachten bundelen om meer voortgang te boeken: dat is in erg belangrijk. 2020 komt al aardig dichtbij."

Geïnteresseerden kunnen lid worden via www.biorizon.eu. of contact opnemen met Joop Groen van TNO.