molecuul biobased

Project

FDCA productie uit hernieuwbare grondstof

Binnen de Biobased-economy is behoefte aan bouwstenen uit groene grondstoffen die niet concurreren met de voedselvoorziening. Over de haalbaarheid van het gehele proces van biomassa naar 2,5-furaandicarbonzuur (FDCA), wat een geoxideerd furaanderivaat is, is nog niets bekend.

Doelstelling

Het doel van dit project is om de haalbaarheid van de productie van de organische verbinding Hydroxymethylfurfural (HMF) uit Lignocellulose aan te tonen. Lignocellulose is een combinatie van lignine, cellulose en hemicellulose die de cellen van houtige planten versterken.

Werkwijze

Eerst wordt de optimale voorbehandeling voor het verkrijgen van relatief zuiver cellulose bepaald. Dan wordt de methode voor chemische omzetting van fructose en glucose naar HMF bepaald en worden de mogelijkheden voor enzymatische omzetting van fructose/glucose naar HMF bepaald. Vervolgens vindt de productie van een fructose/glucose mengsel uit lignocellulose en de productie van HMF uit synthetische fructose plaats.

Resultaten

2,5-furaandicarboxylzuur (FDCA) is een veelbelovende groene chemische bouwsteen voor harsen en polymeren. FDCA wordt gezien als een groen alternatief voor het op fossiele grondstoffen gebaseerde tereftalaat, met een potentiƫle marktomvang van enkele honderden miljoenen dollars. Een belangrijk probleem bij de realisatie van dit potentieel is echter de beperkte beschikbaarheid van biogebaseerd FDCA. Op dit moment wordt bij de productie van polymeren en harsen nog altijd hoofdzakelijk het op fossiele olie-gebaseerde tereftalaat gebruikt.

De beperkte beschikbaarheid van deze bouwsteen is ook een belangrijk obstakel voor toegepaste onderzoek naar FDCA als groen alternatief voor tereftalaat. In een publiek-private samenwerking met de industrie werkt Wageningen UR Food & Biobased Research aan het verwijderen van cruciale obstakel, door het ontwikkelen van een proces voor de productie van voldoende hoeveelheden zuiver FDCA.

Het onderzoek door Food & Biobased Research richt zich op het omzetten van hernieuwbare biomassa, zoals agrarische biomassa, in 5-hydroxymethylfurfural (HMF). HMF is een belangrijke precursor die via fermentatie kan worden omgezet in FDCA.

In de eerste fase van het project werkten onderzoekers aan een 'proof of concept' door lignocellulose biomassa voor te behandelen en te scheiden. Dit heeft geleid tot de eerst HMF productie uit lignocellulose. Kleine hoeveelheden van dit HMF worden getest als grondstof voor FDCA-fermentatie door de industriƫle partners. Het uiteindelijke doel van het project is om een duurzame, schaalbare methode te ontwikkelen om goedkoop HMF te produceren uit lignocellulose biomassa. Dit project wordt mede gefinancierd door het BE-Basic, een internationaal samenwerkingsverband van universiteiten, onderzoeksinstituten en bedrijven op het gebied van duurzame chemie en ecologie.