Biorizon verduurzaamt chemische industrie met bio-aromaten

Aromaten zijn essentieel

Aromaten zijn belangrijke bouwstenen voor de chemische industrie. Maar liefst 40% van alle chemicaliën zijn aromatisch van aard. Aromatische moleculen voegen essentiële functionaliteit toe aan producten zoals kunststoffen, harsen en coatings. Denk aan thermische stabiliteit en uv-bestendigheid.

Op dit moment maakt de chemische industrie nog gebruik van aromaten op basis van fossiele grondstoffen. Commercieel beschikbare, hernieuwbare aromaten zijn er namelijk nog niet. Daarom richtten we samen met de Vlaamse onderzoeksorganisatie VITO het gedeelde onderzoekscentrum Biorizon op. Vanuit dit onderzoekscentrum werken we aan een innovatieve, duurzame oplossing voor de chemische industrie. Daarmee verminderen we de CO2-voetafdruk.

Benieuwd hoe dit in zijn werk gaat? Bekijk Biorizon's introductievideo.

Chemische bouwstenen

We toetsten ideeën en bepaalden welke technologieontwikkeling geschikt was om bio-aromaten te realiseren. Het Biorizon-team bepaalde in overleg met de chemische industrie de technisch-economisch meest interessante routes en producten. We startten met technologieontwikkeling in het lab volgens een suikergebaseerde route en een thermochemische route.

Suikergebaseerde route

De suikergebaseerde route bestaat uit twee stappen. In de eerste stap maken we furanen - breed inzetbare platformmoleculen - vanuit industriële suikers. Deze suikers concurreren nadrukkelijk niet met de voedselketen. Het gaat bijvoorbeeld om restproducten uit suikerraffinaderijen of uit de houtverwerkende industrie.

In een tweede stap zetten we deze furanen om in een breed scala aan gefunctionaliseerde bio-aromaten. We hebben hiervoor speciale processen ontwikkeld die productie van bio-aromaten met zeer hoge zuiverheid en opbrengsten mogelijk maken.

De chemische industrie verwerkt deze bio-aromaten vervolgens in bestaande en nieuwe, hoogwaardige materialen. Denk aan coatings, polyurethaanschuimen en diverse soorten plastic. Uit deze suikerroute is in 2020 de spin-off Relement voortgekomen. Relement richt zich op de productie en marketing van eerste generatie bio-aromaten, voor toepassing in onder meer coatings.

Thermochemische route

De thermochemische route is op basis van pyrolyse en (lage temperatuur) vergassing. Hiermee produceren we aromaten uit biogene reststromen. Deze processen maken de productie van duurzame bio-aromaten mogelijk als integraal onderdeel van bioraffinaderijen.

De nadruk ligt op kosteneffectieve manieren om bio-aromaten te produceren als co-product naast andere chemicaliën, transportbrandstoffen, elektriciteit en warmte.

Ook ontwikkelen we procesroutes voor de inzet van lignine als duurzame, aromaatrijke grondstof. (Lignine is een van de belangrijke bestanddelen van houtige biomassa en reststromen uit de landbouw.)

Tot slot doen we onderzoek naar het terugwinnen van aromaten uit kunststoffen met behulp van chemische recycling.

De hele waardeketen werkt op iteratieve wijze samen met Biorizon aan de technologische ontwikkeling van aromaten op basis van hernieuwbare grondstoffen: technologie-aanbieders, grondstofleveranciers, de chemische industrie, procesoperatoren en merkeigenaren.

Technologieconcepten opschalen

Het vraagt de nodige expertise om deze processen te laten functioneren in een continu proces op commerciële schaal. Door intensieve samenwerking slaagden onze procestechnologen en organisch chemici erin om de chemie van het lab door te vertalen naar pilotfaciliteiten. Daarmee kunnen we bio-aromaten op kilogramschaal produceren voor de industrie.

De komende jaren gaan we deze expertise inzetten voor het ontwikkelen en opschalen van een volgende generatie technologieconcepten. Ook gaan we de reeds ontwikkelde technologieconcepten opschalen naar demofaciliteiten met een technology readiness level (TRL) 6/7 en een productiecapaciteit van 50 tot 100 ton per jaar.

Voordelen bio-aromaten

Met Biorizon ontwikkelen we zowel routes naar bio-aromaten met exact dezelfde molecuulstructuur als hun fossiele tegenhangers (drop-in-aromaten). Ook ontwikkelen we nieuwe, innovatieve bio-aromaten. Naast winst in duurzaamheid hebben deze innovatieve bio-aromaten potentieel nog een extra voordeel.

Omdat we starten met biomassa als grondstof, hebben deze aromaten een iets andere structuur dan aromaten die met fossiele grondstoffen via conventionele petrochemie worden gemaakt. Dat is interessant, omdat een fabrikant dan bijvoorbeeld verbeterde eigenschappen in zijn high-end product kan creëren. Denk aan betere uv-bestendigheid, krasvastheid, meer glans in verf of grotere flexibiliteit voor schuimen in stoelzittingen.

Mogelijkheden

Juist de verschillende technologie-opties maken het interessant om aan Biorizon deel te nemen. Zo kunnen we technologie ontwikkelen voor drop-in-aromaten met exact dezelfde molecuulstructuur zoals de petrochemie die nu maakt. Of we maken nieuwe, functionele bio-aromaten die de traditionele petrochemie niet kan maken. In ons toegepaste onderzoek werken we graag samen met alle partijen in de waardeketen:

• de grondstofleverancier, zoals de houtverwerkende industrie en de agro/food sector
• technologieontwikkelaars/-leveranciers
• de chemische industrie die bio-aromaten wil produceren of afnemen
• de producteigenaren aan het einde van de waardeketen die de nieuwe materialen afnemen

Samenwerken met Biorizon?

Deel je onze ambitie om de commerciële productie van bio-aromaten vanaf 2025 mogelijk te maken? En wil je met Biorizon samenwerken aan de transitie naar een circulaire bio-economie? Sluit je dan aan bij Biorizons community, bekijk onze actuele oproepen tot samenwerking of bezoek het hoofdkantoor van Biorizon op de Green Chemistry Campus in Bergen op Zoom.