Bioraffinage van eiwitrijke bijproducten in MIMOSA-project

Nieuws

Succesvolle bioraffinage van eiwitrijke bijproducten in project MIMOSA

Gepubliceerd op
23 oktober 2014

In het MIMOSA-project ontwikkelt Wageningen UR samen met partners een fractioneringsproces voor het opsplitsen van een scala aan eiwithoudende grondstoffen in vergistbare suikers, voedercomponenten en bio-energie. MIMOSA onderzoekt de technische en industriële haalbaarheid van dit bioraffinageproces, met als hoofddoel tussenproducten als grondstof voor de biobased economie te produceren. Met het proces wordt ook een restfractie geproduceerd, die geschikt is als grondstof voor duurzame productie van elektriciteit en warmte. In het project MIMOSA werken onder meer Wageningen UR, RWE/Essent Power, Nuscience (Agrifirm Group) en Energy Valley samen.

Richting multi-inputprocessen voor een commercieel haalbare productie

De afgelopen jaren is er veel onderzoek verricht naar de conversie van lignocellulose biomassa voor de productie van vergistbare suikers. De productie van vergistbare suikers uit lignocellulose bestaat meestal uit een combinatie van chemische voorbehandeling (met toevoeging van chemicaliën en hitte) en enzymen die cellulose afbreken. Tegenwoordig wordt het onderzoek voornamelijk op laboratoriumschaal en pilotschaal uitgevoerd. Daarnaast zijn er een aantal grotere demonstratie-installaties gebouwd voor de omzetting van lignocellulose, zoals de Chemtex-fabriek in Noord-Italië. Deze installaties zijn niet gebaseerd op dezelfde voorbehandelingstechnologie, maar maken gebruik van een reeks technieken zoals stoomexplosie: een kapitaalintensieve processtap.

Op dit moment zijn vrijwel alle pilot- en demonstratie-installaties gericht op conversie van één grondstof (stro, restproduct van graanproductie) en de productie van één product (bio-ethanol) via fermentatie en destillatie. Deze installaties bieden daarom 'single-input, single-output'-processen. Bedrijven die bijdragen aan de ontwikkeling van de technologie verwachten dat een commercieel haalbare productie alleen mogelijk is met zeer grote fabrieken (met een input van grondstoffen van meer dan 200.000 ton per jaar) om de hoge kosten van de omzettingsinstallaties te compenseren. Het MIMOSA-project richt zich op innovatieve processen met een 'multi-input, multi-output'-concept die zijn gebaseerd op verschillende voorbehandelingstechnieken voor cellulose grondstoffen. Dit gebeurt gedeeltelijk via innovatieve, deels gepatenteerde technologieën voor alkalische voorbehandeling die op kleinere schaal kunnen worden geïmplementeerd. Daarnaast richt het project zich op het valoriseren van de eiwitten die voorkomen in veel cellulose biomassagrondstoffen die anders niet gebruikt zouden worden.

Identificatie van grondstoffen en uitvoering van fractioneringstesten

Belangrijke onderzoeksonderwerpen van het MIMOSA-project zijn:

Tot dusver heeft het projectteam de beschikbaarheid en samenstelling van een aantal kandidaat-grondstoffen onderzocht. Als eerste werd gebruikgemaakt van raapzaadschroot en DDGS, een eiwitrijk bijproduct uit de biobrandstof industrie. Vervolgens zijn er fractioneringstesten uitgevoerd om de opbrengst en kwaliteit van eiwitten en de opbrengst van vergistbare suikers vast te stellen. Daarbij zijn een aantal veelbelovende procesconcepten geëvalueerd. Op basis van deze resultaten is een business case voor verschillende marktscenario’s en verschillende schaalgroottes berekend.

Succesvolle extractie van  eiwit en lactaat

Uit procesintegratie is gebleken dat er, naast een aanzienlijke hoeveelheid suikers voor fermentatiedoeleinden en lignine voor energieopwekking, een hoogwaardig, met proteïne verrijkt product uit de grondstoffen kan worden gegenereerd. Het nieuwe, geïntegreerde proces zal naar verwachting op kleine schaal kostenefficiënt zijn, aangezien het veel eenvoudiger qua ontwerp is dan de conventionele processen en op gematigde temperaturen kan worden uitgevoerd.

Succesvol was ook de extractie van calciumlactaat uit fermentatievloeistoffen. Het team toonde aan dat lactaat in een relatief pure vaste vorm kan worden geïsoleerd en dat andere waardevolle componenten rechtstreeks kunnen worden gerecycled. Dit zorgt voor een minimaal productverlies en een maximale procesopbrengst. In de volgende projectfase wordt het proces uitgebreid tot technische schaal en wordt er een uitgebreide techno-economische analyse uitgevoerd.

BBE Park Cuijk

MIMOSA is één van de projecten die onder het Consortium Biobased Economy (BBE) Park Cuijk worden uitgevoerd. BBE Park Cuijk is een project dat zich richt op de ontwikkeling van de bio-economie rondom de bio-energiecentrale van Essent in Cuijk. Met financiële steun van het Topconsortium voor Kennis en Innovatie Biobased Economy (TKI-BBE), dat gelieerd is aan het ministerie van Economische Zaken, werkt een consortium van partners uit de onderzoekswereld en industrie samen aan innovatie- en ontwikkelingsprojecten van het Consortium BBE Park Cuijk.