Challenges. Ronde april 2019

Transcriptie

1 Challenges Ronde april 2019

2 Inhoudsopgave Challenge 1 Ontwatering bij concentreren biomassa Cargill... 3 Challenge 2 Separatie met minder energie Cargill... 4 Challenge 3 Biologisch afbreekbare voedselverpakkingen Cargill... 5 Challenge 4 Toepassing zuivere fructose (F99) Cosun... 6 Challenge 4 Applications for purified fructose (F99) Cosun [ENGLISH]... 7 Challenge 5 Biobased functionele additieven en ingrediënten vanuit bietenpulp voor non-food markten Cosun... 8 Challenge 6 Stuurbare afbreekbaarheid bioplastics Rodenburg Biopolymers... 9 Challenge 7 Meetmethode vergistingswaarde Rodenburg Biopolymers

3 Challenge 1 Ontwatering bij concentreren biomassa Cargill Ontwatering bij concentreren biomassa Hoe kunnen we energiezuiniger natte componenten zoals zetmeel, vezels, eiwitten, vetten etc. van tarwe en/of mais gaan ontwateren? Naast mechanisch ontwateren gebruikt Cargill thermisch drogen op basis van stoom als ontwateringsprocesstap; dit vraagt relatief veel energie. Cargill heeft zichzelf ten doel gesteld zijn ecologische voetafdruk en energieverbruik te verminderen. Dit kan bijvoorbeeld worden bereikt door nieuwe combinaties van technieken die momenteel niet binnen het bedrijf worden gebruikt. Kennis en ervaring van (gecombineerde) droogprocessen bij andere materialen zoals infraroodtechniek, magnetronstraling of droogmiddelen etc. kunnen de moeite waard zijn om het energieverbruik te verminderen. Procestechniek (Bio)chemische technologie 3

4 Challenge 2 Separatie met minder energie Cargill Separatie met minder energie Hoe kunnen we verschillende soorten deeltjes beter van elkaar scheiden (met name in vloeistoffen), met minder energie? In de procesindustrie is separatie (lees hier: verschillende soorten deeltjes) door centrifugaal kracht een bekende methode. Nadelen zijn een relatief grote energiebehoefte en gevoeligheid voor verstoring door variabele voedingsdebieten. Gemengde deeltjesscheiding met behulp van elektrische velden kan een aantrekkelijker alternatief zijn. Scheidingstechniek Processimulatie Fysica Electrochemie (Bio)chemische technologie 4

5 Challenge 3 Biologisch afbreekbare voedselverpakkingen Cargill Biologisch afbreekbare voedselverpakkingen Hoe kunnen we het gebruik van biologisch afbreekbare voedselverpakkingen versneld opschalen? Cargill heeft als missie de wereld te voeden op een veilige, verantwoordelijke en duurzame manier. Daartoe levert Cargill onder meer van maïs en tarwe afgeleide ingrediënten (zoals zetmelen, suikers en suikeralcoholen, etc.). Niet alleen voor voeding maar ook voor industriële toepassingen, zoals in verpakkingen. Deze ingrediënten worden in combinatie met andere grondstoffen zoals vezels en biologisch afbreekbare plastics gebruikt om verpakkingsmaterialen te maken. In verpakkingsmaterialen hebben Cargill s ingrediënten functies als bindmiddel, coating en weekmaker. De keten van Cargill tot een verpakt product bij een consument thuis bestaat uit meerdere schakels die zich bezighouden met het maken van materialen, kant-en-klare verpakkingen, verpakt voedsel en de distributie & verkoop van voedsel. Het recyclen van voedselverpakkingen is vaak lastig en kostbaar omdat de verpakkingen na verbruik vervuild zijn met voedingsresten. Denk hierbij aan het bakje van een take-away hamburger, het schaaltje van kipfilet of de schaal van een maaltijdsalade. Biologische afbreekbaarheid van verpakkingsmateriaal is voor deze toepassingen een interessante functie. Dit sluit aan bij de duurzaamheidagenda s van marktpartijen zoals Unilever, regelgeving gericht op het sluiten van kringlopen en campagnes voor de circulaire economie. In deze challenge zijn we op zoek naar nieuwe verpakkingsconcepten die het gebruik van biologisch afbreekbare voedselverpakkingen gaan boosten. Deze verpakkingen en de daarvoor gebruikte grondstoffen (inclusief lijmen en inkten) moeten voldoen aan verwachtingen ten aanzien van bijvoorbeeld voedselhoudbaarheid, voedselveiligheid en biologische afbreekbaarheid. We zijn op zoek naar bedrijven die actief zijn in het ontwerpen, maken, testen, certificeren en vermarkten van verpakkingsmaterialen. In deze challenge zijn ook deeloplossingen welkom, bijvoorbeeld voorstellen voor nieuwe toepassingen van bestaande biologisch afbreekbare materialen of het verbeteren van de biologische afbreekbaarheid van bestaande verpakkingen. We zijn in het bijzonder benieuwd naar voorstellen die nieuwe samenwerkingsverbanden in de waardeketen van verpakkingsmaterialen tot stand brengen. Industrieel ontwerp Materiaaltechnologie Biotechnologie Procestechnologie Marketing & communicatie 5

6 Challenge 4 Toepassing zuivere fructose (F99) Cosun Toepassingen zuivere fructose (F99) Met welke partners kan Cosun zuivere fructose als grondstof in de chemie toepassen en vermarkten? Cosun kan fructose produceren uit bietsuiker (sucrose) met minder dan 1% glucose als verontreiniging en zoekt (strategische) chemiepartners om die te gaan toepassen. Denk daarbij aan bijvoorbeeld de waardeketen fructose -> HydroxyMethylFurfural (HMF) -> FuranDiCarbonZuur (FDCA) -> polyesters en andere kunststoffen. Commercieel is er op grote schaal fructose F90 en op kleinere schaal ook F95 beschikbaar voor allerlei voedingstoepassingen (bijv. diabetessnoepjes) maar het gehalte glucose (als de belangrijkste verontreiniging ) maakt deze kwaliteit ongeschikt als grondstof voor chemische conversies. Cosun heeft een nieuwe, zuiverdere kwaliteit F99 ontwikkeld waarin nauwelijks glucose voorkomt. Voor verdere opschaling is het van belang om te weten hoe de kostprijs zich verhoudt tot de meerwaarde in diverse chemische conversieroutes. Wie stelt zeer hoge eisen aan de zuiverheid van fructose (>95%) als grondstof in de chemie? Zie jij toepassingsmogelijkheden voor chemische routes op basis van zeer zuivere fructose (F99) die een meerprijs t.o.v. de huidige F90/F95 rechtvaardigt? Welke contaminanten leveren bij gebruik van Fructose significante nadelen op en wat is de aard en impact van die nadelen? Denk hierbij aan lagere opbrengsten, contaminatie katalysatoren, additionele verdere processtappen en/of het niet bereiken van de noodzakelijke zuiverheid van het conversieproduct. Organische chemie Chemische katalyse (Polymeer)chemie Technologische en bedrijfskundige kennis van bovengenoemde sectoren 6

7 Challenge 4 Applications for purified fructose (F99) Cosun [ENGLISH] Title Applications for purified fructose (F99) In one sentence Which partners could apply and commercialize Cosun s pure fructose as feedstock for the chemical industry? Why? Cosun can produce fructose from beet sugar (sucrose) with less than 1% glucose as impurity and is looking for (strategic) partners in the chemical industry to use this feedstock. An example of supply chain could be for example Fructose -> HydroxyMethylFurfural (HMF) -> FuranDiCarboxylic Acid (FDCA) -> polyesters and other polymers. F90 is commercially available on a large scale (F95 on a more limited scale) and used for all sorts of food applications (e.g. diabetic sweets) but the content of glucose (as primary impurity ) makes this quality unsuitable as feedstock for chemical conversions. Cosun developed a new more purified quality of fructose, F99, where Glucose barely occurs. Before a possible upscaling, it is important for Cosun to know how its cost price relates to the added value in diverse chemical conversion routes. Who places very high demands on the purity of fructose (>95%) as a raw material in chemistry? How can you contribute? Do you see application possibilities for chemical routes on the basis of a very pure fructose (F99) which could justify an added value compared to the current price of F90/F95? Which contaminants in a Fructose feedstock lead to the most significant drawbacks in the use in your chemical route and what is the nature and impact of these drawbacks? Examples of such drawbacks could be lower yields, contamination of catalysators, additional process steps and/or the difficulty to reach the needed purity of the conversion product. Which disciplines would be needed? Organic chemistry Chemical catalysis (Polymer)chemistry Technological and industrial knowledge of the sectors named above. 7

8 Challenge 5 Biobased functionele additieven en ingrediënten vanuit bietenpulp voor non-food markten Cosun Biobased functionele additieven en ingrediënten vanuit bietenpulp voor non-food markten Waar en hoe kunnen we inhoudstoffen uit suikerbietpulp, met name pectine(fragmenten), galacturonzuur en arabinose, verwaarden in non-food markten? Cosun streeft naar complete verwaarding van de suikerbiet. In bietenpulp zijn diverse stoffen aanwezig zoals pectine, een polysaccharide dat o.a. is opgebouwd uit monosacchariden galacturonzuur en arabinose als belangrijkste bouwstenen. (De cellulose fractie blijft in deze challenge buiten beschouwing) De foodsector is een bekende afzetmarkt voor Cosun maar veel non-food afzetmarkten zijn nog onbekend terrein. Op basis van lopend onderzoek blijkt dat deze inhoudstoffen o.a. grensvlakactieve en complexerende eigenschappen kunnen leveren. Producten met dergelijke functionele eigenschappen zijn in gebruik in reinigingsmiddelen, (persoonlijke) verzorgingsproducten, watergebaseerde verven, drukinkten, coatingmaterialen of leerbehandelings-chemicaliën. De stoffen kunnen dan een vervanging zijn van ingrediënten en hulpstoffen op basis van petrochemicaliën. Uitgangspunt is dat de op biet gebaseerde biobased producten tenminste vergelijkbare functionaliteit moeten leveren bij lagere of vergelijkbare kosten, met als belangrijkste onderscheid een duurzamer profiel met een gunstigere LevensCyclus Analyse (=LCA). Hoe kun jij samen met Cosun deze inhoudstoffen uit bietenpulp toepassen als effectievere, duurzamere grensvlakactieve stoffen in non-food markten? Kennis van structuur functionaliteit relaties Kennis van modificaties (bij koolhydraten) voor effectieve middelen Kennis van trends en behoeften in non-food toepassingsgebieden 8

9 Challenge 6 Stuurbare afbreekbaarheid bioplastics Rodenburg Biopolymers Stuurbare afbreekbaarheid bioplastics Hoe kunnen bioplastics met een stuurbare afbreekbaarheid baanbrekende impact maken? Rodenburg maakt (thermoplastische) bioplastics met een stuurbare afbreekbaarheid door compounderen met verschillende typen bioplastics. Deze unieke functionele eigenschap maakt het mogelijk om nieuwe producten te ontwerpen. Ter illustratie: de honingraatkorf kan de zeebodem en het zeebodemleven laten herstellen zonder restproducten na afbraak. En een plantje in een dergelijke plantenpot kan na een jaar zorgen voor een gezonde plant in de grond. Bedenk een product waarbij afbreekbaarheid een meerwaarde is. Productontwerp 9

10 Challenge 7 Meetmethode vergistingswaarde Rodenburg Biopolymers Meetmethode vergistingswaarde Welke eenvoudige meetmethode kan de vergistingswaarde vaststellen om biogas te maken van biodegradeerbaar materiaal? Rodenburg produceert materiaal voor biobased verpakkingen. Composteringsbedrijven willen deze na gebruik liever niet in hun installaties verwerken, maar in (thermofiele) vergistingsinstallaties kunnen ze als grondstof voor biogas dienen. Voor acceptatie is het nodig om eenvoudig te kunnen vaststellen of er voldoende biogas in een vergister geproduceerd wordt. Heb je kennis of ervaring op dit gebied? Biochemie Analysetechniek Meettechniek en monstervoorbereiding 10