Agenda Workshop PHA-Programma Productie en applicatie van polyhydroxyalkanoaten uit afvalstromen Locatie: Wageningen UR Forum gebouwnummer 102, zaal C107 Droevendaalsesteeg 2 6708 PB Wageningen Datum: 17 december 2013 Hans Mooibroek, Koen Meesters, Hardy Temmink, Gerrit Eggink, Christiaan Bolck (WUR) Erwin Bluemink, Arjen van Nieuwenhuijzen, Freek Kramer (W+B) Wageningen UR Food & Biobased Research (WUR & FBR) Witteveen+Bos (W+B) December 2013
Samenvatting In het kader van de biobased economy wordt al decennia gewerkt aan de ontwikkeling en commerciële productie van bio-afbreekbare plastics. Polyhydroxyalkanoaten (PHA s) zijn hiervan het schoolvoorbeeld. Er zijn verschillende typen PHA s geproduceerd met tal van toepassingsmogelijkheden voor verschillende marktsegmenten, zoals consumenten-, land- en tuinbouwproducten, catering, verpakkingsmaterialen en ook voor hoogwaardige farmaceutische en medische producten (bijvoorbeeld tissue engineering, controlled release, chirurgische hechtingen, wondverband, orthopedische toepassingen en als pericardial substitute). Ondanks de grote belangstelling in Nederland en daarbuiten is echter de grootschalige commerciële productie van PHA s met al deze toepassingen uitgebleven. Te hoge kostprijs en te variabele productieprocessen en PHA-eigenschappen zijn hiervan de oorzaak. Een mogelijke route om kostenreductie te bewerkstelligen is de productie van PHA s uit diverse typen afvalstromen, zoals afvalwater(slib) afkomstig uit rioolwaterzuiveringsinstallaties, industrieelafvalwater van de papierindustrie en exudaat uit bietenbladeren. Hiermee zijn al veelbelovende resultaten bereikt, maar het is nog niet genoeg. De kwaliteitsaspecten voldoen in de meeste gevallen nog niet aan de eisen van de eindgebruikers. Daarom moet het roer om. Door middel van het opzetten van een gezamenlijk PHAprogramma getrokken door Wageningen UR Food & Biobased research en Witteveen+Bos, met betrokkenheid van stakeholders door de hele keten wordt dit gezamenlijk gerealiseerd via een deels geheel nieuwe aanpak. Hiervoor wordt de aftrap gegeven op de Workshop op 17 december 2013, gericht op consortiumvorming en taakverdeling. -1-
Agenda Workshop PHA Programma 9.30 Ontvangst 10.00 Opening; Arjen van Nieuwenhuijzen (W+B) 10:05 Doel Workshop en PHA-programma; Christiaan Bolck (WUR-FBR) 10.20 PHA s uit afvalwater en reststromen, een update; Erwin Bluemink (W+B) en Hardy Temmink (WUR-ETE) 10.40 Historische terugblik op toepassingen van PHA s, lessons learned en backward integration; Gerald Schennink en Hans Mooibroek (WUR-FBR) 10:55 Waterschap Brabantse Delta en PHA; Etteke Wypkema (Waterschap Brabantse Delta) 11.15 Break 11.40 Instructies voor de workshop; Arjen van Nieuwenhuijzen (W+B) 12.00 Lunch in 6 WerkPakket-groepen (WP1-WP6) 13.00 Discussie in 6 WerkPakket-groepen, verkrijgen commitment en voorbereiden presentaties (zie instructies WP-leiders) 15.00 Break 15.15 5-7 min. presentaties van WP-leiders; chair Erwin Bluemink (W+B) 16.00 Summing-up en acties; Hans Mooibroek (WUR-FBR) 16.30 Snack & drink -2-
Schematische voorstelling van de benaderingen binnen het integrale PHA onderzoeksprogramma. A) Toepassing op RWZI, in combinatie met andere afvalstromen. Naast laagwaardige applicaties kan PHA ook worden gebruikt als bron van monomeren en af te leiden bulk chemicaliën. B) Backward integration, waarbij de door de industrie opgelegde PHA-eigenschappen en af te leiden producten centraal staan. Voor de verschillende onderdelen in deze ketens zijn de volgende werkpakketten (WP s) gedefinieerd: WP1: Selectie afval(water)stromen; Alle activiteiten die gerelateerd zijn aan de definitie en beschikbaarstelling van afval(water)stromen en hun valorisatie naar groene producten met nadruk op PHA s. WP2: Micro-organisme(n); Selectie van bacteriesoort(en), geschikt voor mixed, rich en zo mogelijk pure cultures, hun performance en verbetering daarvan (via mutagenese) onder laboratorium-omstandigheden. Ook bepaling van de abundantie van individuele -3-
soorten onder lab-, pilot- en real life-omstandigheden, gekoppeld aan de (PHA) productiviteit vormt een onderdeel. WP3: Productieprocessen; Dit WP is sterk gekoppeld aan WP2 en heeft ten doel de productieomstandigheden (voor PHA) onder lab-, pilot- en real life-omstandigheden te optimaliseren via (componenten in) geschikte nevenstromen. Ook het toepassen van nutriëntenlimitatie tijdens de PHA-productie voor een verhoogde opbrengst dient te worden beschouwd. WP4: Extractie, analyses en downsteam processing (DSP); Alle activiteiten die ten doel hebben vetzuren of PHA s te isoleren uit de bacteriële biomassa, vaststelling van de eigenschappen en de opwerking naar intermediairen voor tests door eindgebruikers. Hieronder valt ook de omzetting van PHA-monomeren en de extractie hiervan. WP5: Toepassingen: Producten, hoog-/laagwaardig/monomeren (PHA s, biogas, precursors voor chemicaliën); Alle activiteiten gericht op de ontwikkeling van concrete toepassingen vanuit de intermediaire producten uit WP4. WP6: Backward integration. De vanuit route A verkregen PHA-eigenschappen en de eisen van de eindgebruiker zullen worden vertaald in activiteiten stroomopwaarts in de keten. Afhankelijk van het aantal deelnemers kunnen WP2 en WP3, alsook WP4 en WP5 worden samengevoegd. Binnen de WP s kunnen korte- (K, ~1 jaar) en lange-termijn (L, ~3-5 jaar) doelstellingen worden gedefinieerd. U wordt verzocht de verzonden e-mail te beantwoorden door middel van via de reply to all knop. Het betreft het formulier als is weergegeven op de volgende bladzijde. Gelieve uw adresgegevens, plaats in de keten (WP) in te vullen en aan te geven met welke activiteiten per WP u in het Programma en eventuele projecten wilt participeren (en zo mogelijk een leidende rol, als WP Leader, op zich wilt nemen). Na bevestiging van uw deelname aan de Workshop zal ongeveer een week van tevoren uitgebreidere documentatie worden toegestuurd. -4-
Adresgegevens deelnemende instelling en primair contact Instelling Ketensegment Adres Website Contactpersoon Email Telefoon Werkpakketten Voor toelichting zie voorgaande bladzijde. Partner (instelling, deelnemer[s] en WP-leiderschap [onderlijnd] vermelden indien van toepassing) WP1 WP2 WP3 WP4 WP5 WP6 Activiteit(en) (huidige relevante activiteiten en/of gewenste rol in projecten) WP1 WP2 WP3 WP4 WP5 WP6-5-