ZELCOR: het omzetten van recalcitrante lignocellulose zijstromen in hoogwaardige producten

Project

ZELCOR: het omzetten van recalcitrante lignocellulose zijstromen in hoogwaardige producten

In de bioraffinage van lignocellulosische biomassa komen zijstromen vrij zoals lignine en humines, een component met een aantal dezelfde eigenschappen als lignine. In het ZELCOR (Zero Waste Ligno-Cellulosic Bio-Refineries) EU-project wordt recalcitrante biomassa omgezet in hoogwaardige eindproducten via een slimme combinatie van biotechnologische en chemische routes.

Tijdens het maken van papier en cellulosische ethanol uit lignocellulosische biomassa worden er ligninerijke stromen geproduceerd. Dit project richt zich naast de lignine stromen, ook op een andere zijstroom: humines. Dit zijn lignine-achtige furaanpolymeren die bijvoorbeeld vrijkomen tijdens de productie van furaandicarbonzuur uit lignocellulose. “Deze humines worden nu gebruikt voor energieopwekking,” aldus Richard Gosselink van Wageningen Food & Biobased Research. “Wij denken dat we hoogwaardigere toepassingen kunnen ontwikkelen. Humines bevatten furaanmoleculen die al deels op elkaar hebben gereageerd. We willen uitzoeken of we deze kunnen omzetten in fijnchemicaliën door middel van een combinatie van chemische en enzymatische katalyse en bioconversie.”

Daarnaast wordt er onderzocht wat de mogelijkheden zijn voor het fractioneren van humines en lignines om betere producteigenschappen te krijgen, zoals een betere UV-stabiliteit en barrière-eigenschappen van verpakkingsmateriaal. Tenslotte kijkt het project naar de mogelijkheid om lignine en humines te verwerken in industriële harsen en cosmetica.

Bioconversie: termieten als microreactor

De Franse partners (UPEC, YNSECT en INRA) gebruiken in de bioconversieroute termieten als microbioreactor. Gosselink: 'Termieten kunnen lignine en humines omzetten in chitine, een waardevolle stof die natuurlijk voorkomt in krabben en die wordt verwerkt in cosmetische producten. We zoeken uit hoe we dit proces kunnen optimaliseren. Humines in vloeibare vorm zijn bijvoorbeeld nogal plakkerig. We moeten een proces ontwikkelen waarin de termieten de grondstof kunnen consumeren zonder aan elkaar vast te plakken. Het is in ieder geval een veelbelovende methode om hoogwaardige producten te produceren via bioconversie.”

Doel: grootschalige productie van biomoleculen

Het ZELCOR-project heeft een looptijd van vier jaar en wordt gecoördineerd door het Franse onderzoeksinstituut INRA. Het doel is het ontwikkelen van procesontwerpen die kunnen leiden tot de grootschalige productie van biomoleculen voor verpakkingen, cosmetica en fijnchemicaliën. Gosselink: “Een deel van het project is fundamenteel van aard, maar we richten ons ook op de ontwikkeling van eindproducten. Vervolgens is het aan de industrie om de nieuwe technologie daadwerkelijk naar de markt te brengen.”

ZELCOR moet leiden tot een grotere meerwaarde voor lignocellulosische biomassa en minder verspilling van waardevolle grondstoffen. Gosselink: “Het is dan ook nodig om oplossingen te ontwikkelen voor zijstromen die minder makkelijk geëxploiteerd kunnen worden. En dat is juist het doel van ZELCOR: het omzetten van recalcitrante zijstromen in hoogwaardige producten.”