FDCA uit niet-voedselgewassen en agrozijstromen een stap dichterbij

Project

FDCA uit niet-voedselgewassen en agrozijstromen een stap dichterbij

2,5-furaandicarbonzuur (FDCA) is een ‘nieuwe’ hernieuwbare bouwsteen voor polymeren. Er is dan ook veel vraag naar vanuit de chemische industrie, om er bijvoorbeeld plastics van te maken. FDCA wordt echter nog slechts op kleine schaal geproduceerd, waardoor het moeilijk op kosten kan concurreren met bestaande bouwstenen, zoals tereftaalzuur en ftaalzuur. Wageningen Food & Biobased Research onderzocht of FDCA uit alternatieve hernieuwbare bronnen goedkoper zou kunnen.

Het onderzoek vond plaats binnen het BE Basic programma – een publiek-privaat onderzoeksprogramma waarin fundamentele wetenschappelijke vragen ten bate van een Biobased Economy centraal staan. Wageningen Food & Biobased Research werkte voor dit onderzoek samen met het bedrijf Corbion.

Waar bestaande routes naar FDCA uitgaan van eetbare suikers uit voedselbronnen zoals zetmeel, is in dit project gekeken naar het gebruik van alternatieve niet-voedsel gewassen. Als grondstof werd in dit project gekozen voor miscanthus, een snelgroeiende grassoort die als voordeel heeft dat hij makkelijk te verbouwen is op plaatsen die voor voedselgewassen ongeschikt zijn.

Nat proces

Voor verkrijgen van FDCA uit miscanthus, ontwierpen de onderzoekers een stapsgewijs proces. Allereerst moest de cellulose uit het gras worden geïsoleerd, waarna dit enzymatisch werd omgezet in eerst glucose en vervolgens fructose. Fructose werd vervolgens chemisch omgezet in een tussenproduct, waarna FDCA wordt verkregen via fermentatie.

Om zo min mogelijk kosten te maken tijdens dit meerstapsproces is getracht om alle reacties in water uit te voeren zodat er zo min mogelijk zuiveringsstappen nodig zouden zijn. “In die opzet zijn we grotendeels geslaagd”, vertelt senior onderzoeker Daan van Es. “Het is gelukt om het proces werkend te krijgen in water. Het werkt goed vanaf het moment dat de we glucose in handen hebben. Het kosteneffectief isoleren van zo veel mogelijk cellulose uit miscanthus is echter nog steeds een uitdaging.”

Productie

Ondanks de resterende uitdagingen, is door Corbion een proces voor FDCA-productie ontwikkeld, zij het nog niet op basis van tweedegeneratie grondstoffen zoals Miscanthus of agrozijstromen. Van Es: “Het isoleren van suikers met de benodigde zuiverheid uit dit soort grondstoffen is momenteel prijstechnisch nog niet interessant.”