Het project ‘Furanic Intermediates and Aromatic Derivatives from biomass’, kortweg FIAD, genereert kennis over de productie van furanen en van furaan afgeleide aromaten uit biomassastromen. Als grondstof dienen reststromen met een hoog koolhydraatgehalte. In aanmerking komen onder meer suikers, suikerbietenpulp, suikerrietvezels, maisstengels, organisch afval en tarwezemelen.
Waardeketen
TNO en Wageningen werkten in biobased onderzoek al nauw samen binnen het Strategische Innovatieprogramma ‘Biorefinery for raw material availability and flexibility’. Sinds 2012 is het aromatenonderzoek ondergebracht in het door TNO mede opgerichte onderzoekscentrum Biorizon. Dit heeft als doel om in 2025 de productie van biobased aromaten mogelijk te maken. In vier jaar tijd is veel kennis en ervaring opgedaan met mogelijke routes voor de productie van aromaten uit biomassa. Het FIAD-project betrekt een aantal sterke industriële spelers in de waardeketen bij dit onderzoek. De partners Avantium, Beckers, Covestro en Klüber Lubrication zullen hierin meedenken, het monstermateriaal testen in de producten en ervaringen delen over de toepasbaarheid. Dit moet de commercialisering van groene bouwstenen uit biomassa een impuls geven.
Waardevolle feedback
Bij TNO is Joop Groen, Manager new business development, betrokken bij het FIAD-project. Hij acht de inzet van bioaromaten in de chemie kansrijk, maar hun potentie in de industrie moet nog verder ontwikkeld worden. ‘De kracht van furanen is dat je deze heel goed vanuit natuurlijke biomassa kunt maken en ze hebben potentieel door hun eigenschappen. Je kunt ze verwerken tot allerlei groene bouwblokken voor coatings, kunststoffen en chemicaliën.’
Daarom is de samenwerking met bedrijven zo belangrijk. Na vier jaar onderzoek in het lab wordt het tijd voor praktijktoepassingen. Jacco van Haveren, Programme Manager biobased chemicals bij Wageningen UR: ‘De chemie voor de bereiding van een aantal veelbelovende bioaromaten hebben we nu goed in de vingers, we zitten nu in de fase om deze routes voor de productie van bioaromaten via de suiker-furaanroute te gaan opschalen. Beckers, Covestro en Klüber Lubrication gaan als grote producenten ons samplemateriaal uittesten in hun applicaties en Avantium werkt mee als technologiebedrijf. Ze gaan dus echt de biobased coatings, smeermiddelen en kunststoffen maken.’ Groen vult aan: ‘Hun feedback is voor ons heel waardevol. De syntheseroutes overleggen we ook met hen, zodat ze beeld hebben van de technologie. We kiezen voor routes waar we gezamenlijk in geloven.’
Flowchemie
De opschaling begint met kleine opstellingen – in reactoren – met capaciteiten in de orde van 1 tot 10 liter per uur. Groen: ‘We schakelen over van de ‘reageerbuis’ naar flowchemie, want we moeten naar opstellingen waarin continu iets in en uit gaat. Die kleine pilotunits hiervoor zijn we nu aan het ontwerpen en bouwen. We moeten ze geschikt maken voor onze procescondities en katalysatortechnologie en elk proces herontwerpen. In 2017 zal dit goed draaien, dan schalen we weer met een factor 100 op.’
De nadruk in het project zal liggen op het uittesten van drop-ins. Groen: ‘Het voordeel van eenopeenvervangers is dat je weet wat je met de moleculen kunt produceren. Je kent de markttoepassingen en het prijsniveau. De industrie wil zijn CO2-footprint snel verlagen, dat kan het gemakkelijkst via drop-in’s. De vraag – en de uitdaging in dit project – is of we deze identieke bouwstenen vanuit biomassa op dezelfde zuiverheid en specificaties kunnen krijgen als ze in de petrochemie gewend zijn.’
Er is ook enige ruimte voor de ontwikkelingen van nieuwe aromaten, zo stelt Groen. ‘Onze partners kunnen aangeven welke eigenschappen ze graag zouden willen zien in aromaten. Met die informatie kunnen we dan nieuwe moleculen creëren, al gebeurt het vaak dat die eigenschappen je verrassen. Neem PEF, een kunststof uit furanen, de vervanger voor PET. Dat bleek onder andere betere barrière-eigenschappen te hebben waardoor frisdranken een langere houdbaarheid krijgen. In dit kader zullen we ons richten op gefunctionaliseerde aromaten. Vanuit geheimhouding kan ik er niet specifieker op ingaan.’
Het FIAD-project maakt deel uit van het door Interreg V Vlaanderen-Nederland mede mogelijk gemaakte BIO-HArT project van Biorizon waarin tot 2019 onderzoek wordt gedaan naar de opschaling van de technologie voor de conversie van lokale biomassa naar aromaten. De resultaten van het FIAD- project zullen eind 2017 beschikbaar zijn. Groen: ‘Deze worden vervolgens opgenomen in de roadmap van Biorizon en binnen het BIO-HArT project zal er samen met de industrie worden gekeken naar kansrijke vervolgstappen en toepassingen.’
Bedrijven met een interesse in biobased aromaten kunnen zich kosteloos aanmelden voor de Biorizon Community via http://www.biorizon.eu/community. Zij ontvangen dan een uitnodiging voor het jaarevent op 1 december en worden op de hoogte gehouden van actuele ontwikkelingen en mogelijkheden om te participeren.
