TETRA Vergadering Gebruikersgroep II. Project 80108: Valorisatie van (ligno-)cellulose reststromen - VaLiCel

Vergelijkbare documenten
VaLiCel. Voortgangsvergadering 1 TETRA projecten Valorisatie van (ligno-)cellulose reststromen - VaLiCel

Agenda. 2 de Gen BE. Voortgangsvergadering 3 TETRA projecten Valorisatie van (ligno-)cellulose reststromen - VaLiCel

VaLiCel (2) VOORBEHANDELING VAN BIOMASSA VOOR ENZYMATISCHE HYDROLYSE TOT VERGISTBARE SUIKERS

TETRA Vergadering Gebruikersgroep VI. Project 80108: Valorisatie van (ligno-)cellulose reststromen - VaLiCel

Cellulomonas knipt! Aantonen van cellulose afbraak door Cellulomonas sp.

Gisten en ethanolproductie met C-6-suikers

Toekomstverkenning mogelijkheden recycling reststromen uit voedselverwerkende industrie

Is spuiwater een volwaardig alternatief voor minerale meststoffen in de aardappelteelt?

Afsluitende les. Leerlingenhandleiding. Tandenstokerase - biochemie experiment -

Agri Investment Fund. Studienamiddag Bio Economie 9 November Marc Rosiers Nicolas De Lange

Bioraffinagesite Renkum-Wageningen

RACEN met... WC-papier

Migratie vanuit bedrukte verpakkingsmaterialen en stabiliteit van migrerende componenten

Biobrandstoffenfabriek Hardenberg. Innovatie en duurzaamheid

Eindexamen vwo scheikunde I

Afsluitende les. leerlingenhandleiding. Tandenstokerase +

Bovendien werkt EM- Silage broei-remmend, hierdoor ligt het rendement veel hoger. Er zijn namelijk veel minder inkuil en uitkuilverliezen.

Inhoud. » Wat is Sunbuilt? » Timing van het project. » Wat wordt geïnvesteerd? » Wat is de meerwaarde voor u?

Microben in voeding, transport en gezondheid

Valorisatie van gerecycleerd papier en nevenstromen

Multi-Omics Analyses of the Molecular Physiology and Biotechnology of Escherichia Coli and Synechocystis sp. PCC6803 O. Borirak

Bio-energie ketens: ethanol

Biobrandstoffen: Hype of duurzame oplossing? Prof. Wim Soetaert

GRENZELOOS BIOBASED ONDERWIJS

Eindexamen vwo scheikunde pilot II

L 291/18 Publicatieblad van de Europese Unie

Duurzaam van vlasplant naar vlasvezel

Gewasgezondheid in relatie tot substraatsamenstelling (Input-output Fase IV)

Inspiratie- en referentieprojecten ontwerpopdracht biotechniek

VIS traject. Duurzaam lasersnijden bij KMO s dankzij de nieuwe laserbronnen met hoog rendement. Ilse Dobbelaere, CLUSTA Mol, VITO, 2 oktober 2012

Vezels als grondstof voor biobased producten. Ir. Maurice Henssen (Bioclear b.v.)

BIORAFFINAGE ALGEN/ BIOBRANDSTOFFEN. Johan van Groenestijn

(Fermenteren) ECP technologie beschrijving. Proces: Anaerobe (Droge) vergisting

Samenvatting. Samenvatting

Motivatie van het onderzoek

Biobased producten uit resthout

emissie broeikasgassen

Verterende bodembacteriën? Aanwezigheid van amylase producerende bacteriën in de bodem

Publicatieblad van de Europese Unie


Biobased Economy. Wageningen UR Food & Biobased Research. Windesheim 3 december, Ben van den Broek

De rol van biomassa in de energietransitie Inleiding Debat 22 nov 2017

GRONDSTOFFEN VAN DE TOEKOMST MICHIEL ADRIAANSE

inbreng en heeft als gevolg minder scaling (kalkafzetting in de vorm van calciumcarbonaat).

Voorbeeldverslag Enzymatisch gekatalyseerde ontbinding gevolgd door het kwantitatief meten van gasvolumes

Nederlandse samenvatting

BUFFEROPLOSSINGEN. Inleiding

Identificatie en karakterisatie van MIC

TSO. Chemie (istem) Derde graad

Dit document vormt slechts een documentatiehulpmiddel en verschijnt buiten de verantwoordelijkheid van de instellingen

Fossiele brandstof kent problemen

Kort door de bocht, kunnen we zeggen dat eendenkroos vier dingen nodig heeft om te groeien: dat is water, zonlicht, warmte en nutriënten.

Cellulose Assisted Dewatering of SLudge:

Rapport: Fruitmix (mango/avocado) als voeder voor BSF larven. Thomas Spranghers VIVES

GEMEENTERAAD. Ontwerpbesluit. Onderwerp: Subsidieovereenkomst in het kader van het EFRO-project IMPACT - Goedkeuring

Antwoorden Biologie Hoofdstuk 1: Stofwisseling

Pesticidenanalyse: methodevertaling van bodem naar appel. Marina Vanhecke Lab 4 U

INDUSTRIELE CICHOREI

Waterkwaliteit 2: Natuur/chemie

MASTERPLAN Industriële Biotechnologie voor Vlaanderen: Samenvatting. Philippe Willems, Value for Technology Wesley Carpentier, Universiteit Gent

MINISTERIE VAN SOCIALE ZAKEN, VOLKSGEZONDHEID EN LEEFMILIEU

Eindexamen vwo scheikunde pilot I

Phytofar standpunt: risico-evaluatie van neonicotinoïden gebruikt in België

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation

WERKGEBIED VEZELGRONDSTOFFEN

University of Groningen. Levulinic acid from lignocellulosic biomass Girisuta, Buana

Innovation Concepts B.V. Nieuwsbrief Versie NL

SPECTROFOTOMETRISCHE BEPALING VAN HET ORGANISCH KOOLSTOFGEHALTE IN BODEM

Memo. Datum 21 december 2016 Aantal pagina's 5 Van Bas van der Zaan. Doorkiesnummer +31(0)

Stages in de watersector

VIS traject. Duurzaam lasersnijden bij KMO s dankzij de nieuwe laserbronnen met hoog rendement. Ilse Dobbelaere, CLUSTA Mol, VITO, 2 oktober 2012

BIJLAGE 1 LEIDRAAD AANVRAAG EXTRA STEUN VOOR BEDRIJFSPROJECTEN GERICHT OP DTO

Productie van chemicaliën, biotransportbrandstoffenen materialen uit biomassa

Bijproducten: Grondstoffen Van Waarde

Eindexamen vwo scheikunde pilot II

Inconsistenties in KPMG onderzoek en rapportage

Productie van groene energie uit afval en afvalwater: rentabiliteit door duurzaamheid

Ondernemingen. 1 Meer oprichtingen dan stopzettingen. Kempen Provincie Antwerpen Vlaams Gewest. Streekpact Cijferanalyse.

Biologische afbreekbaarheid: enkele fabels en feiten op een rij

Vermijden van verliezen bij het gebruik van industriële restwarmte

Borging van voedselveiligheid in de levensmiddelenketen met betrekking tot de gevaren verbonden aan grondstoffen

Good Manufacturing Practices Opstellen van procedures voor (GMP) handleiding Duurzame en functionele verpakkingen WP 1.

Vergistingstest BATCHTESTEN. Klant 2401/086/A1. Testsubstraat: Maisrestanten. Mystery Man

UPDATE VEZELGRONDSTOFFEN ACTIVITEITEN SPYROS BOUSIOS

Introductie Biobased Economy

PHA s uit afvalwater en reststromen, een update;

Startvergadering gebruikerscommissie TETRA project 2004 IWT 40191

Methanobrevibacter Methanospirillum. Methanosarcina Methanocaldococcus. Methanotorris. Methanosaeta. Methanothermus

Penicilline Delft 70 / 35 jaar. AvA nov 2015

Grondstofscreening. Koppelen van biomassa aan toepassingen en markten. 13 april 2017 Jan Broeze. Wageningen Food & Biobased Research

IWT-Vlaanderen. Instituut voor de Aanmoediging van Innovatie door Wetenschap en Technologie in Vlaanderen. Bischoffsheimlaan 25 B-1000 Brussel

Informatieblad 64: Borging van voedselveiligheid in de levensmiddelenketen met betrekking tot de gevaren verbonden aan grondstoffen

Samenvatting. Samenvatting

Biobased Asfalt. Werkconferentie Topsector Energie: sessie Duurzaam dorp. Dr. Richard Gosselink

Examenprogramma scheikunde vwo

Denktank Grondstoffen uit reststromen. Startnotitie 9 december 2016

Transcriptie:

TETRA Vergadering Gebruikersgroep II Project 80108: Valorisatie van (ligno-)cellulose reststromen - VaLiCel Project 80166: Bio-ethanol uit lignocellulose grondstoffen beschikbaar in Vlaanderen, 15 u KaHo Sint-Lieven Technologiecampus Gent Gebouw L, lokaal 226

Agenda 1 Verwelkoming 2 Voorstelling resultaten 2.1 KaHoSL Optimalisatie van de voorbehandeling : STRO HOOI POPULIER Optimalisatie van de cellulose-afbraak 2.2 Hogeschool Gent Inventarisatie en karakterisatie Samenstelling van de gebruikte commerciële enzymen Optimalisatie van de voorbehandeling : VLAS PAPIER - MISCANTHUS 2.3 De Nayer Isolatiemethodiek thermofielen Methodiek inhibitorscreening 3 Toekomstige werkzaamheden 3.1 De Nayer 3.2 Hogeschool Gent 3.3 KU Leuven 4 Varia 5 Receptie

Prof. dr. ir. A. Verplaetse verwelkomt de talrijke leden van de gebruikersgroep en herhaalt kort de opzet en de doelstellingen van beide projecten. Na deze toelichting wordt de agenda van de vergadering overlopen. Vervolgens worden door de verschillende kennisinstellingen de uitgevoerde en toekomstige werkzaamheden voorgesteld. Daarbij komen achtereenvolgens het Laboratorium voor Enzym-, Fermentatie-, en Brouwerijtechnologie (KaHoSL), de onderzoeksgroep Biochemie & Brouwerij van het Departement Toegepaste Ingenieurswetenschappen (Hogeschool Gent) en de Onderzoeksgroep voor Microbiële Procesecologie & -beheersing (De Nayer Instituut) aan het woord. Aangezien de uit te voeren werkzaamheden van het Laboratorium voor Moleculaire Microbiologie en Biotechnologie (K.U. Leuven) slechts in het tweede werkjaar gepland zijn, komen zij momenteel nog niet aan bod. Wat betreft de opvolging van IWT-Tetra 80166 worden door KaHoSL de werkpakketten 2 en 3 respectievelijk Optimalisatie van de voorbehandeling van lignocellulosebronnen en Optimalisatie van de cellulose-afbraak uitvoerig besproken. Zie ook bijgevoegd document Tetra 080509 KaHoSL.pdf. Inzake werkpakket 2 werd de voorbije periode vooral gewerkt rond de voorbehandeling van de basisgrondstoffen stro, hooi en populier. Hierbij werd getracht te werken bij zo laag mogelijke temperaturen en concentraties om het energieverbruik en de vorming van inhibitoren zoveel mogelijk te beperken. In eerste instantie wordt het ontwikkelde modelsysteem waarmee de verschillende grondstoffen op labo-schaal gescreend zullen worden toegelicht. Na de behandeling van de grondstof met zuur of base bij een bepaalde temperatuur en tijd wordt het geheel gefiltreerd en gewassen. Op het aangelengde filtraat worden steeds het aantal vrijgestelde reducerende suikers, de suikersamenstelling en de mogelijke vorming van inhibitoren bepaald. Voor deze laatste wordt enerzijds via een HPLC-analyse nagegaan hoeveel azijnzuur, HMF en furfural aanwezig is in het filtraat en anderzijds wordt ook aan de hand van een fermentatie de mogelijke ethanolvorming door S. cerevisiae opgevolgd. Na bepaling van de hoeveelheid residu wordt aan de hand van een enzymatische hydrolyse het effect van de voorbehandeling beoordeeld. Na inwerking van een gestandaardiseerde hoeveelheid cellulase en β-glucosidase bij 50 C gedurende 68u wordt het gehee l afgefiltreerd. Op het filtraat na enzymatische hydrolyse wordt de vrijgestelde hoeveelheid reducerende suikers en de suikersamenstelling bepaald. Daarnaast wordt ook de opgeloste hoeveelheid droge stof berekend. Vervolgens worden de voorlopige resultaten van de voorbehandeling van stro en hooi voorgesteld. Zowel stro als hooi werden voorbehandeld met NaOH of H 2 SO 4. Daarbij werd telkens door middel van bovenstaand modelsysteem de invloed nagegaan van de gebruikte temperatuur (25 C, 60 C, 100 C) concentratie (0,1N- 0,4N) en tijd op de hoeveelheid droge stof die in oplossing gaat, het aantal reducerende suikers en de suikersamenstelling en dit zowel na chemische voorbehandeling als na enzymatische hydrolyse. Wat het gebruik van H 2 SO 4 betreft, kan zowel voor stro als hooi gesteld worden dat het verhogen van de temperatuur van 60 tot 100 C een du idelijk positief effect heeft op de hoeveelheid glucose en xylose en de totale hoeveelheid reducerende suikers die in oplossing

gaan. Deze stijging in reducerende suikers is vooral waar te nemen na de chemische voorbehandeling. Op de enzymatische hydrolyse blijkt de temperatuursstijging weinig effect te hebben. Duidelijk is dat tijdens de chemische voorbehandeling vooral xylose vrijgesteld wordt, terwijl tijdens de enzymatische hydrolyse vooral glucose in het filtraat aangetroffen wordt. Naarmate de concentratie toeneemt is de hydrolysatiegraad iets groter. Bij gebruik van 0,4N bestaan de reducerende suikers voor 91% uit de monomeren xylose en glucose. Wanneer slechts een concentratie van 0,2N gebruikt wordt ligt het totaal aantal reducerende suikers iets lager en bestaan ze slechts voor 77% uit xylose en glucose. Wat het gebruik van NaOH betreft, kan gesteld worden dat naarmate de temperatuur stijgt het gehalte droge stof dat in oplossing gaat wel toeneemt maar dat het aantal reducerende suikers en de hoeveelheid glucose en xylose dat in oplossing gaat eerder nadelig beïnvloed wordt. Verder is ook op te merken dat de hoeveelheid reducerende suikers die rechtstreeks vrijgesteld wordt tijdens de voorbehandeling met NaOH quasi nihil is. NaOH heeft wel een zeer gunstig effect op de vrijstelling van monomeren tijdens de daaropvolgende enzymatische hydrolyse. De vrijgestelde hoeveelheid glucose is duidelijk hoger dan de vrijgestelde hoeveelheid xylose. Verder wordt er ook geen duidelijke stijging in reducerende suikers waargenomen naarmate de concentratie toeneemt van 0,1 tot 0,4N. Wat de verschillende grondstoffen betreft, kan besloten worden dat de resultaten voor hooi en stro vrij gelijklopend zijn in functie van het gebruikte reagens. Hooi gaat wel iets gemakkelijker in oplossing tijdens de chemische hydrolyse dan stro. Daarnaast wordt ook opgemerkt dat de chromatogrammen van de HPLC-analysen op hooi naast xylose en glucose nog een groot aantal andere, nog te identificeren pieken bevatten. Inzake werkpakket 3 Optimalisatie van de cellulose afbraak werd nagegaan wat de invloed is op de vrijgestelde hoeveelheid glucose indien de toegevoegde hoeveelheid enzym stijgt van 2 tot 16 FPU/g droog stro. Dit moet in een latere fase toelaten het gebruik van cellulase-producerende micro-organismen te evalueren ten opzichte van het gebruik van een commercieel enzym. Wat de overige werkpakketten betreft, wordt meegedeeld dat, in het kader van WP 1, de inventarisatie in uitvoering is. Een volledig overzicht kan in de komende maanden verwacht worden. Ondertussen werd ook de methodiek voor de chemische karakterisatie op punt gesteld. Verder werd ook al ruime aandacht besteed aan werkpakket 4 Optimalisatie en fermentatie van C5 en C6 suikers tot ethanol Hierbij werd een procedure op punt gesteld om de omzetting van xylose tot ethanol door Pichia stipitis op te volgen. Dit systeem zal in een latere fase als referentie dienen om de mogelijke ethanolvorming op de hydrolysaten bekomen na verschillende voorbehandelingswijzen op te volgen en de capaciteit van eigen geselecteerde micro-organismen te beoordelen. Aan de hand van tabel 1 wordt een overzicht gegeven van de reële tijdsbesteding in functie van de voorziene planning. Samengevat kan worden dat de verschillende werkpakketten die gedurende werkjaar 1 behandeld moeten worden reeds allemaal opgestart zijn. Dit moet toelaten om op korte termijn de verschillende processtappen aan elkaar te koppelen zodat steeds duidelijk kan ingeschat worden welk effect een wijziging binnen de ene processtap teweegbrengt op de daaropvolgende stadia.

Omschrijving werkpakketten KaHoSL (mm) De Nayer (mm) WP Jaar 1 Jaar 2 Jaar 1 Jaar 2 1 Inventarisatie en karakterisatie lignocellulose bronnen 2 Optimalisatie voorbehandeling van lignocellulose bronnen 1/5 3/5 3 Optimalisatie cellulose afbraak 1/5 1 2/3 3 4 Optimalisatie van fermentatie C5 en C6 suikers tot ethanol 2/3 5 2/3 3 5 Optimalisatie van simultane afbraak en fermentatie 4 2 3 6 Uittesten op pilootschaal (10 l) 3 0,5 7 Economische haalbaarheid van de opgezette processen 2 1,5 8 Verspreiding van resultaten en innovatie aanvraag 1 1 TOTAAL 18 16 8 12 Tabel 1 : Overzicht van de reële tijdsbesteding en de voorziene werkplanning voor Tetra-project 80166 De komende maanden zal voornamelijk gewerkt worden aan : - De verdere aanvulling van de inventarisatie - De chemische karakterisatie van stro, hooi, populier en industriële reststromen (groenten en fruit) - De verdere voorbehandeling van de basisgrondstoffen stro, hooi en populier Waarbij het gebruik van xylanasen, Ca(OH) 2, NH 3 bestudeerd en de aangewende temperatuur en concentraties verder geoptimaliseerd zullen worden. - De voorbehandeling van industriële reststromen (groenten en fruit) - Opstart van de cellulose-afbraak met behulp van micro-organismen (Trichoderma) Verder komen vanuit de gebruikersgroep nog een aantal vragen. Daarbij kunnen de volgende opmerkingen als belangrijkste weergegeven worden : - De voorgestelde resultaten zijn slechts voorlopige resultaten die in de toekomst nog verder verwerkt dienen te worden. Na het afronden van de analyses in het kader van de chemische karakterisatie van stro en hooi zullen de vrijgestelde hoeveelheden glucose en xylose uitgedrukt worden als een percentage van de totale hoeveelheid glucanen respectievelijk xylanen in plaats van de totale hoeveelheid stro of hooi. - Verder dient de bepaling van de suikersamenstelling nog verder geoptimaliseerd te worden. Een aantal pieken op de chromatogrammen dienen nog geïdentificeerd te worden, anderen zoals mannose en galactose dienen nog verder gescheiden te worden. Ook de hoeveelheid cellobiose dient in de toekomst zeker gekwantificeerd te worden. - De keuze van de temperatuur/tijdscombinaties 100 C/4u 60 C/4u en 25 C/20u wordt als volgt gemotiveerd : In eerste instantie werd een temperatuur van 100 C voorlopig als de maximale te gebruiken temperatuur beschouwd. Daarbij werd proefondervindelijk bepaald

dat het aantal reducerende suikers slechts weinig toeneemt naarmate langer dan 4u verhit wordt. Daarnaast werd nagegaan wat het verschil in opbrengst aan reducerende suikers is indien slechts verhit zou worden bij 60 C, wat een temperatuur is die bij de ontwikkeling van een thermofiel proces ook gedurende het verdere verloop van het productieproces gehandhaafd kan blijven. Het experiment bij 25 C di ent louter om na te gaan wat de opbrengst zou kunnen zijn als niet verhit wordt. Wat betreft de opvolging van IWT-Tetra 80108 worden door Hogeschool Gent volgende thema s besproken nl. Samenstelling van de gebruikte commerciële enzymen en Inventarisatie, karakterisatie en optimalisatie van de voorbehandeling voor vlas, papier en Miscanthus. Zie ook bijgevoegd document Tetra 080509 HogeschoolGent.pdf. Bij wijze van inleiding worden de verschillende werkpakketten inhoudelijk nog eens kort overlopen. Daarbij wordt vooral de nadruk gelegd op de wijze waarop de resultaten in de toekomst verwerkt en voorgesteld zullen worden. Van elke toegeleverde reststroom wordt specifieke informatie verzameld: o.a. de hoeveelheid beschikbaar materiaal, het huidige afzetkanaal, de samenstelling en de aanwezige contaminaties. Meer specifiek werd een overzicht gegeven van de lignocelluloserijke reststromen uit de vlasvezelteelt en de papierproductie. De precieze samenstelling van de reststromen werd bepaald aan de hand van de Van Soest Acid Detergent Fibre methode. Het percentage cellulose, hemicellulose en lignine in ieder staal is terug te vinden in het document Tetra 080509 HogeschoolGent.pdf. Een monosaccharide analyse na totale hydrolyse van de polysacchariden is gepland. Deze samenstelling is belangrijk om de substraatsconcentratie te bepalen en het theoretische % conversie te kunnen berekenen. Van het industrieel enzymmengsel Accellerase 1000 (Genencor) werden enkele activiteiten bepaald. Het toegeleverde staal bevat 36,7 FPU/ml, 1667,5 CMC U/ml, 485 cellobiase eenheden/ml en 532,3 pnp U/ml. Deze activiteiten zullen dienen als referentie wanneer andere enzymmengsels gebruikt worden (commerciële en geïsoleerde enzymen uit project 80166). Gedurende de 4 maand dat het project reeds loopt, werd geen daling in activiteit vastgesteld. De enzymen worden bewaard bij 4 C en d e formulering is stabiel. Om de cellulosefractie maximaal toegankelijk te maken voor enzymatische hydrolyse, zal voor elke biomassa een keuze gemaakt worden uit 4 voorbehandelingen (1) solventextractie (2) verdund zuur (3) alkali en (4) stoomexplosie. De efficiëntie van de voorbehandeling wordt geëvalueerd aan de hand van (a) het % cellulose conversie (% glucose gevormd per g cellulose aanwezig) na enzymatische hydrolyse van het vast residu (b) een massabalans (vast residu en opgelost suiker (vnl. glucose en xylose in oplossing) en (c) een analyse van de samenstelling van het voorbehandelde materiaal. De hoeveelheid glucose die gevormd wordt, wordt relatief uitgedrukt t.o.v de hoeveelheid cellulose aanwezig in het staal en t.o.v. de hoeveelheid cellulase gebruikt. Dit laatste wordt uitgedrukt als filterpapiereenheden (FPU) welke een maat is voor de cellulase activiteit. De relatieve berekening t.o.v. de hoeveelheid cellulase gebruikt is belangrijk daar dit -op de voorbehandeling na- de belangrijkste kost is in het bio-ethanolproductieproces. De hydrolyse experimenten worden voorgesteld aan de hand van progressiecurven en enzymdosage curven. Bij progressiecurven wordt het % cellulose conversie opgevolgd in functie van de tijd bij een welbepaalde enzymconcentratie. Hieruit kunnen drie parameters

gehaald worden: namelijk de specifieke conversie (SC), de gemiddelde snelheid (AR) en de initiële snelheid (IR). Deze werkwijze wordt toegelicht aan de hand van de sacharificatie van vlasklodden. Wanneer 72 FPU toegevoegd wordt (ph 5, 50 C) kan 46,1% cellulose in het staal omgezet worden tot glucose, terwijl met 18 FPU slechts 14,6% conversie bekomen wordt. Wanneer de hoeveelheid cellulase in rekening gebracht wordt, leidt dit tot een SC van 0,64 tegen 0,81 wat een meer realistisch beeld geeft aangezien de hoeveelheid glucose gevormd relatief uitgedrukt wordt t.o.v. de kostprijs van het enzym. Bij enzymdosage curven worden alle stalen geïncubeerd met een andere hoeveelheid enzym maar gedurende dezelfde tijd (72u). Deze voorstelling is ideaal om verschillende substraten of voorbehandelingen te vergelijken. Zo kan het modelsubstraat (Whatmann filterpapier) voor ongeveer 90% omgezet worden tot glucose met 70 FU. Met 20 FPU wordt reeds 80% omzetting bekomen. Met deze zelfde hoeveelheden enzym bereikt men slechts 30 resp. 46% omzetting bij niet-voorbehandelde vlasklodden. Een dergelijke voorstelling kan ook als volgt geïnterpreteerd worden: om 50% conversie naar glucose te krijgen moet het modelsubstraat (Whatmann filterpapier) behandeld worden met 5 FPU s waartegen de vlasklodden met 72 FPU s. Hier uit kan men concluderen dat niet voorbehandeld vlas ongeschikt is voor enzymatische sacharificatie. Bij wijze van inleidend experiment werden vlasklodden behandeld met Ca(OH) 2 en verdund zuur. Er werd een enzymdosage experiment uitgevoerd op de voorbehandelde klodden waaruit blijkt dat de voorbehandeling met verdund zuur een kostenbesparing met zich meebrengt van (70 FPU naar 10 FPU om 50% conversie te verkrijgen). Bij heel hoge enzymdosage (70 FPU/g cellulose) kan 70% conversie bekomen worden. Dergelijke type experimenten werden ook reeds uitgevoerd op de reststromen uit de papierverwerkende industrie en de kartonproductie. Bij het papierstof werden problemen vastgesteld die wijzen op een (bacteriële) contaminatie tijdens de sacharificatie en bij papierpulp werd slechts 10% conversie vastgesteld met 18 FPU cellulase. Deze lage conversie kan wijzen op de aanwezigheid van inhibitoren (kunststof). Dit moet verder onderzocht worden. Alle andere reststromen vereisen een voorbehandeling om efficiënt geconverteerd te kunnen worden daar voor alle stalen minder dan 10% conversie werd geconstateerd. Samenvattend kan gesteld worden dat tijdens deze eerste periode de analytische samenstellig werd bepaald van de aangeleverde reststromen. De activiteit van het industrieel enzymmengsel Accellerase 1000 (Genencor int.) werd bepaald en toegepast op de aangeleverde reststromen. Verschillende types voorbehandelingen werden reeds uitgevoerd en geëvalueerd aan de hand van hydrolyse experimenten. Met dit startmateriaal werd aangetoond welke type experimenten en parameters bepaald dienen te worden om de bekomen resultaten correct te kunnen interpreteren. Bovendien werd ook duidelijk dat er bij de verwerking van reststromen die geen voorbehandeling ondergaan ook rekening zal moeten gehouden worden met andere problemen zoals bacteriële contaminaties en/of inhibitie. Aan de hand van tabel 2 wordt een overzicht gegeven van de reële tijdsbesteding in functie van de voorziene planning.

Omschrijving werkpaketten Partner 1 (mm) Partner 2 (mm) WP Jaar 1 Jaar 2 Jaar 1 Jaar 2 1 Inventarisatie en karakterisatie lignocellulose bronnen 2 Optimalisatie voorbehandeling van lignocellulose bronnen 1/1 2/5 3 3 Optimalisatie cellulose afbraak 1/6 3 4 Optimalisatie van fermentatie C5 en C6 suikers tot ethanol 2 9 5 Optimalisatie van simultane afbraak en fermentatie 6 Uittesten op pilootschaal (10 l) 3 2 7 Economische haalbaarheid van de opgezette processen 3 1 8 Verspreiding van resultaten en innovatie aanvraag TOTAAL 12 12 2 12 partner 1: Hogeschool Gent partner 2: KUL Tabel 2 : Overzicht van de reële tijdsbesteding en de voorziene werkplanning voor Tetra-project 80108 De komende maanden zal voornamelijk gewerkt worden aan : - De monosaccharide samenstelling voor en na voorbehandeling - Het gebruik van Accellerase 1500 en de accessory enzymen (hemicellulasen, xylanasen, pectinasen, beta-glucosidasen) - De voorbehandeling van de reststromen met meer absolute waarden inzake het rendement aan glucose/cellobiose en xylose. Verder komen vanuit de gebruikersgroep nog een aantal vragen. Daarbij kunnen de volgende opmerkingen als belangrijkste weergegeven worden : - De aandacht wordt gevestigd op het feit dat niet alleen naar cellulose (glucose) mag gekeken worden maar dat de hemicellulose component ook belangrijk is om het economisch plaatje te vervolledigen. - De tonnages van de reststromen uit de papierverwerkende industrie zijn enigszins misleidend voorgesteld daar de 15 ton droog papierstof per jaar slechts betrekking heeft op de vestiging in Oudegem. Dit zal gecorrigeerd worden. - De contaminatie in het papierstof kan te wijten zijn aan de aanwezigheid van slijmvormende bacteriën. - De resultaten met Miscanthus en populier zijn niet relevant voor het onderzoek daar dit geen reststromen betreffen en ook niet aangeleverd worden door de participerende bedrijven. De projectleider gaat akkoord dat deze tot het minimum beperkt moeten worden maar wel noodzakelijk zijn aangezien ze dienen enkel als referentie. Het is belangrijk voor de onderzoekers en de bedrijven uit de bio-ethanolsector dat de bekomen rendementen (suiker en ethanol) van de reststromen vergeleken worden met het rendement van typische energiegewassen. De onderzoekers wensen hierbij te onderstrepen dat de data bekomen met Miscanthus en populier met eigen middelen gefinancierd werden.

Het De Nayer Instituut stelt 2 methodieken voor die gebruikt zullen worden tijdens de verdere uitvoering van IWT-Tetra 80166. Zie ook bijgevoegd document Tetra 080509 De Nayer Instituut.pdf. Enerzijds wordt stilgestaan bij de isolatiemethodiek die gebruikt zal worden bij de screening naar thermofiele cellulaseproducerende of ethanolproducerende micro-organismen. Hierbij wordt een overzicht gegeven van een aantal mogelijke praktische opstellingen die gebruikt kunnen worden voor de isolatie van de thermofiele micro-organismen. Voor- en nadelen van de verschillende systemen worden overlopen. In de toekomst zal gebruik gemaakt worden van flessen geplaatst in een waterbad, eventueel op te stellen in een micro-aërofiele kast. Anderzijds wordt een methodiek voorgesteld waarmee het effect van inhibitoren op de fermenteerbaarheid van de voorbehandelde grondstoffen gescreend kan worden. Deze Rapid Automated Bacterial Impedance Technique volgt de daling van de geleidbaarheid ten gevolge van de CO 2 -productie. Wat de toekomstige werkzaamheden betreft zal men zich volop concentreren op de screening van verschillende stromen zoals compost, papierpulp, bietenpulp, naar de aanwezigheid van thermofiele cellulase- of ethanolvormende micro-organismen. Dit zal zowel gebeuren bij 45 als bij 70 C onder aërobe, micro-aë robe en anaërobe omstandigheden. Daarbij wordt de groei nagegaan op glucose, xylose, cellulose en hydrolysaat. Tenslotte wordt iedereen er nog even aan herinnerd dat de volgende vergadering van de gebruikersgroep doorgaat op 18 september te 15u aan het De Nayer Instituut te Mechelen en wordt iedereen uitgenodigd voor een gezellige babbel bij een natje en een droogje. GC1: 29 januari 2009, HoGent, Campus Schoonmeersen GC2:, KaHo, Campus Rabot GC3: 18 september 2009, De Nayer instituut Mechelen GC4: 29 januari 2010 GC5: 7 mei 2010 GC6: 17 september 2010 GC7: 28 januari 2011

Samenstelling van de gebruikersgroep & Aanwezigheidslijst 080509 Projectconsortium IWT-Adviseur Hogeschool Gent Katholieke Universiteit Leuven Universiteit Gent Universiteit Gent Ghent Bioenergy Valley Katholiek Hogeschool Sint- Lieven De Nayer Instituut Hogeschool voor W&K Aanwezig M. Callens I. Stals R. Olson D. Depuydt A. Van Landschoot J. Thevelein F. Dumortier N. Callewaert K. Piens W. Soetaert M. Drouillon S. Dobbelaere T. Desmet A. Verplaetse S. Deprez N. D hondt G. Aerts I. Vandevoorde S. Van den Bremt K. Willems S. Crauwels A. Van Assche KUL C. Michiels VIB D. Iserentant FOD economie, KMO, H. Verplaetse Middenstand en Energie Scientiae Terrae B. Lievens Ohio State F. Michel university Gebruikersgroep Papier en pulp Oudegem papier nv A. Deschildere Sappi Lanaken Mill C. Geers Kartonfabriek St. Leonard E. Verdroncken Houtrecyclage en verwerking IWP compagny bvba C. Esquenet Geldof recycling nv P. Geldof Vlas Brille Albert nv M. Oosterlynck Voedingssector en aanverwanten Van de Bilt Quick nv Vegromix nv Frutifresh nv K. Huygh E. van de Bilt P. Synquintijn G. Lemmens

Van Remoortel nv K. Wilsens Vegebe N. Cattoor J. Denoulet Agro(verwerkings)-industrie Capax B. Tambuyser Peltracom nv O. Grunert M. Perneel Alcoholproducenten Aveve nv E. Vanderbeke Vanden Avenne Izegem nv X. Van den Avenne Suikerproducenten Südzucker Enzymproducenten Genencor Int. F. Van Londersele A. Van Loo W. Carpentier Groenten-, fruit en tuinbouwbedrijven en aanverwanten Green Partners G. Jennes Mechelse Veilingen L. Peeters Proefstation voor de L. Wittemans groenteteelt Lava cvba M. De Moor BFG vzw S. Leys Den Boschkant bvba L. Verdonck G. Jennes Frani bvba N. de Wachter G. Jennes Naenan A&D nv D. Naenen G. Jennes Biotechnologie en procestechnologie Cropdesign nv M. Louwers EDC Biofortificants H. Clarijs BioLign nv H. Van Mellaert Ingenia consultants R. Verberne Desmet Ballestra D. Baten engineering W. De Greyt Flandersbio vzw W. Dhooge