Bioplast kommer fra træ

Skiftet fra fossilbaserede industrier til en bioøkonomi skaber en stigende efterspørgsel efter biobaserede kemikalier, materialer og brændstoffer som bæredygtige og vedvarende alternativer. En mulig kilde er fructose fra træ til brug ved produktion af bioplast.

Lignocellulosisk biomasse er typisk ikke -spiseligt plantemateriale, herunder særlige afgrøder af træ og græs, samt affaldsmateriale fra agroforestry. Det er også den mest rigelige vedvarende ressource på jorden og tilgængelig året rundt. Desuden, lignocellulosisk biomasse har ikke brug for værdifuld plads på marker, da den ikke har landbrugs- eller ernæringsmæssig anvendelse. Det er bemærkelsesværdigt, at træ kan høstes bæredygtigt fra certificerede skove. I de nordiske lande, der dyrkes mere skov end der høstes hvert år.

Sammenlignet med andre lignocelluloseholdige råvarer som halm, træbaserede råvarer til bioraffinaderi har det største potentiale til at erstatte fossile afledte forbindelser i den kemiske industri. Etablering af konkurrencedygtige værdikæder baseret på lignocellulosisk råmateriale vil ikke kun sikre et rigeligt alternativt industrielt råmateriale, men også styrke konkurrencepositionen for biobaserede kemikalier og materialer i forhold til deres fossilbaserede kolleger.

Det EU-finansierede Horizon 2020 ReTAPP-projekt undersøgte produktionen af ​​fructosesukker ved hjælp af lignocellulosebiomasse fra hårdttræ og blødt træfoder. "Forskere anvendte enzymløsninger til at erstatte mad/stivelsesbaseret fructose med træafledt fruktose og forberedte hele værdikæden til lancering af produktet på markedet, ”siger projektkoordinator Matti Heikkilä.

Bedre konverteringsrater

Initiativet gennemførte aktiviteter inden for to hovedområder. Den første involverede test, opskalering og demonstration af enzymers effektivitet samt den innovative teknologi udviklet af projektpartnere i industrielle omgivelser. Den anden serie udviklede teknologien til en kommercielt levedygtig virksomhed ved at producere en business case, identificering af potentielle kunder og markeder for produktet og forbereder kommercielle partnere.

Projektpartnere fra tre europæiske SMV'er optimerede og demonstrerede produktionsprocesserne. De inkluderede SEKAB E-Technology, som har specialiseret sig i træ-til-sukker-teknologi, og Avantium Chemicals, verdens førende inden for produktion af polyethylen furandicarboxylat (PEF) harpiks. PEF er et revolutionerende 100 procent biobaseret alternativ til polyethylenterephthalat (PET), en almindelig plastform, der bruges i flasker og emballager.

En tredje kommerciel partner, MetGen, udviklet nye glucoseisomeraseenzymer, der effektivt kan omdanne træbaseret glucose til fructose. "Vores resultater var meget bedre end for de enzymer, der traditionelt blev brugt i kommerciel fructoseproduktion med en konverteringsrate på over 50 procent i det store, multi-ton pilotforsøg, "forklarer Heikkilä.

Flere fordele

Konsortiet opskalerede enzymproduktionen til en industriel skala. Ved at udvikle produktionen af ​​bulk -kemikalier fra træ, fructose kan tjene som en mulig ikke-fødevarebaseret vedvarende råvare til produktion af PEF via forstadiet furandicarboxylsyre (FDCA). "Teknologien blev testet i bioraffinaderiets demonstrationsanlæg i Örnsköldsvik, Sverige. Det kan yderligere udnyttes af andre projekter og klienter, der kræver industrielt cellulosesukker til biokemisk produktudvikling nedstrøms, "bemærker Heikkilä.

En økonomisk undersøgelse på højt niveau af ReTAPP-værdikæden viste initiativets økonomiske levedygtighed, mens miljø livscyklusanalyse indikerede et klart fald i drivhusgasemissioner sammenlignet med de konventionelle ruter, der i øjeblikket bruges til fructoseproduktion.

ReTAPP understøtter indførelsen af ​​økonomisk gennemførlige alternativer, lette overgangen fra fossilbaserede råstoffer til bæredygtige træbaserede kemikalier, materialer, brændstoffer og energi. Dette vil forbedre samfundets miljøpåvirkning og reducere CO2 -fodaftrykket. Heikkilä påpeger:"Vi demonstrerede den biobaserede værdikæde for 100 procent vedvarende emballage, der er billigere og har bedre barriereegenskaber end PET ved hjælp af 2. generations råmateriale, nemlig træ. Alle de nye teknologier, der er udviklet og implementeret under dette projekt, vil udnytte meget rigelige bæredygtige ressourcer i Europa og skabe nye job i bioraffinaderisektoren. "