08-01-2018

Biorizon: de ‘reis’ van afval naar aromaten

Monique Wekking is als Sr. Business developer van TNO betrokken bij de technologielijn van suikers naar aromaten, een van de drie ‘paden’ die binnen het Biorizon Shared Research Center wordt bewandeld en door TNO wordt gecoördineerd. Daarbij ligt enerzijds de focus op het maken van furanen uit afval/reststromen en anderzijds op de conversie van furanen in diverse gefunctionaliseerde bio-aromaten. In het Waste2Aromatics-project ontwikkelt TNO technologie voor het maken van furanen in een project met o.a. Twence, AEB en Orgaworld.

‘Per jaar genereren we in Nederland circa 5 miljoen ton aan huishoudelijk, organisch afval. Als grondstof richten we ons binnen Waste2Aromatics op gft, mest, zeefgoed en cellulose uit luiermaterialen. Het zijn uiteenlopende grondstoffen omdat we bij voorkeur ‘feed stock agnostic’ willen opereren. Eenmaal opgeschaald, is de afhankelijkheid van een type grondstof zo laag mogelijk. Dat betekent wel dat we twee verschillende conversieprocessen moeten hanteren voor de droge en de nattere fracties.’ Voor de droge fracties gebruikt het consortium een stoomproces die binnen TNO is ontwikkeld. Deze zorgt ervoor dat de furanen uit de biomassa – lees de suikers – worden ‘geëxtraheerd’. Voor de natte fractie wordt een tweefasenreactor gebruikt, waarbij de slurrie wordt verhit waarbij de furanen worden ‘gevangen’ in een oplosmiddel.

Voorsorteren op pilot plant

Beide conversietechnologieën bevinden zich momenteel op een TRL4-schaal, aldus Wekking. ‘We testen onder industrieel relevante condities. Ook monitoren we de technologische en economische haalbaarheid samen met de partners uit de industrie. Uiteindelijk moeten de conversiestap en de bijbehorende opzuivering leiden tot een kostencompetitief eindproduct, de furanen. Gezamenlijk met onze industriële partners proberen een zo objectief mogelijk beeld te schetsen.’

Uiteindelijk, zeg rond 2020, zullen de bovengenoemde processen op pilot plant-niveau hun beslag moeten krijgen. Hetzelfde geldt voor het tweede deel waar TNO technologie voor ontwikkelt, de conversie van furanen via de Diels-Alder-reactie naar functionele bio-aromaten. Ook dit traject bevindt zich momenteel op een TRL4/5-schaal. Wekking: ‘We gaan op de Green Chemistry Campus testen met een door TNO ontwikkelde Continuous Flow Diels Alder-skid die continu kan produceren met een doorvoer van 1 tot 10 kilogram. Met deze skid sorteren we voor op een pilot plant die in 2020 moet gaan draaien. Deze pilotplant noemen we ADAPT. Dit staat enerzijds voor Enabling industry to adapt to bio-aromatics maar het is ook simpelweg een acroniem voor AciD Aromatics PiloT’.

Onderscheid op functionaliteit

De provincie Noord-Brabant en de Biorizon-partners TNO, ECN en VITO gaan tot 2020 10 miljoen euro extra investeren in Biorizon. De provincie neemt daarbij de helft voor haar rekening. Wekking: 'Deze investering moet als vliegwiel gaan fungeren om extra financiering van buiten aan trekken. Bedrijven die willen participeren (in cash en/of in kind, red.) in Biorizon-programma's, komen via deze investering in aanmerking voor extra financiering. We streven in Biorizon naar langdurige samenwerkingsverbanden met de industrie via een programmatische aanpak. Gezien de investering vanuit de provincie zijn vooral de toplocaties Green Chemistry Campus, Havenbedrijf Moerdijk en Nieuw Prinsenland in beeld om processen op te schalen.'

De productie van functionele bio-aromaten moet uiteindelijk wel tot monomeren leiden die de industriële partners kunnen gebruiken in hun halffabrikaten of eindproducten. De partners uit de industrie hebben, samen met TNO, HMA verkozen tot ‘doelmonomeer’.  ‘Uit applicatietesten blijkt dat HMA leidt tot een betere performance in coatings, smeermiddelen en polyurethanen. Ook nemen we secundaire monomeren mee die ‘meeliften’ in de slipstream van HMA. Het laatstgenoemde monomeer is wel de kurk waarop de opschaling van het proces in de ADAPT pilotplant zal drijven.’ Volgens Wekking is de input van de industrie essentieel. Door deze focus in het vizier te houden, blijft de blik tijdens de Biorizon-reis ook gericht op de stip op de horizon, zie de commerciële productie in 2025. ‘Onze partners krijgen vanuit hun klanten het verzoek om duurzamere halffabrikaten te leveren. Het mooie van HMA is dat het, zoals gezegd, bepaalde productfunctionaliteiten kan verbeteren. Dan is het niet puur een prijsverhaal.’

24/7 draaien

‘We willen voldoende tijd nemen om de processen onder industriële condities te laten lopen in de ADAPT-pilot plant. Dat houdt in dat deze gedurende langere periodes 24/7 kunnen draaien met een zo hoog mogelijke opbrengst en zo laag mogelijke downtimes. Zaken als veiligheid, onderhoud en mogelijke slijtage/corrosie moeten ook onder controle zijn. Daarom ligt het aantal ‘vlieguren’ van een pilot plant in de chemie aanzienlijk hoger dan in andere sectoren. We zullen dus nog even geduld moeten hebben, maar de ‘suiker naar aromaten-reis’ die TNO coördineert binnen het Biorizon Shared Research Centre loopt op schema en de interesse vanuit het bedrijfsleven en de publieke sector neemt toe.’

Bron: Agro & Chemie

Deze pagina delen:

Partners en initiatiefnemers van de Green Chemistry Campus: