N-ergy, microbiologische coproductie van N-chemicals en ethanol uit biomassafracties

Aanleiding: energieverbruik bij productie stikstofrijke chemicaliën
De productie van stikstofhoudende bulkchemicaliën is zeer energie-intensief. Naast de naftagrondstof zijn namelijk ook diverse chemicaliën (zoals chloor en ammoniak) nodig. Bij de aanmaak van deze chemicaliën wordt erg veel elektriciteit en aardgas gebruikt. Uit oogpunt van energiebesparing is het veel beter om voor de productie van stikstofrijke chemicaliën biomassafracties in te zetten die in structuur al lijken op deze stoffen.

Op deze manier is met de biomassa een twee- tot viermaal zo hoge energie-efficiëntie te behalen als bij de inzet van de biomassa voor de productie van elektriciteit of transportbrandstof. Momenteel staat echter nog niet vast welke technologie voor deze bioraffinageroute op grote schaal moet worden ontwikkeld en wat de kosten hiervan zullen zijn.

Project: fermentatie met biomassa
Dit project richt zich op een fermentatieproces waarin een gist- of schimmelstam wordt ontwikkeld die in staat is in verdunde of geconcentreerde sapfracties uit de bioraffinage van bijvoorbeeld gras, aardappelen of voederbieten een onoplosbaar biopolymeer (zoals (poly)aminozuur, cyanophycine of CGP) op te hopen en gelijktijdig ethanol te produceren.

Ten aanzien van deze procesintegratie moet een aantal belangrijke vragen worden beantwoord. Bijvoorbeeld: Onder welke fermentatieomstandigheden is deze combinatie mogelijk? Wat zijn de optimale groeiomstandigheden voor een hoge opbrengst ten opzichte van de energie-input?

Enzymen
GGP, met als voornaamste splitsingsproducten polyaspartaat en arginine, kan dienen als grondstof voor de productie van bulkchemicaliën als butaandiamine, ureum en acrylonitril. Polyaspartaat is mogelijk geschikt als vervanger van polyacrylaat. Om de arginine uit het polymeer te hydrolyseren zijn verschillende stappen nodig, en vervolgens enzymen om de splitsingsproducten verder te modificeren.

Onderzocht wordt hoe en in welke volgorde deze enzymen kosteneffectief kunnen worden toegepast in een uiteindelijk industrieel proces. Ook wordt bekeken welke stappen gecombineerd en welke opeenvolgend moeten worden uitgevoerd, en hoe de eindproducten zuiver genoeg zijn te maken voor opname in de huidige petrochemische route.

Mogelijke energiebesparing
De voorgestelde aanpak met een anaërobe productie, waarbij de aanwezige suikers worden omgezet in ethanol, kan op zich al een heel efficiënt proces opleveren. De nagestreefde gelijktijdige productie van een biobrandstof en voorlopers van bulkchemicaliën is echter een volstrekt unieke vorm van procesintegratie. Door de hele productieketen kan met deze methode een aanzienlijke energiebesparing worden gerealiseerd. Deze wordt voor Nederland geschat op 100 tot 150 PJ per jaar.

Partners
In dit project werkt de Leerstoelgroep Valorisatie van Plantaardige Productieketens van Wageningen Universiteit (WU-VPP) samen met de groepen Fungal Genomics (WU-FG) en Organische Chemie (WU-ORC), Wageningen Universiteit en Researchcentrum Agrotechnology & Food Science Group (WUR-AFSG), de Westfälische Wilhelms Universität Münster (WWUm), Easthouse Business Solutions B.V. (EBS) en ECN.

Titel	N-ergy, microbiologische coproductie van N-chemicals en ethanol uit biomassafracties
Penvoerder	Wageningen Universiteit (Leerstoelgroep VPP)
Contactpersoon	Dhr. J.P.M. Sanders
Adres	Postbus 17, 6700 AA WAGENINGEN
Telefoonnummer	0317 47 51 63
E-mail	johan.sanders@wur.nl
Website	http://www.vpp.wur.nl/UK/
Partners	Agrotechnology & Food Science Group, ECN en Westfälische Wilhelms Universität Münster en Easthouse Business Solutions B.V.
Looptijd	1/1/2006 - 31/12/2009
EOS-regeling	Lange Termijn
Projectnummer	EOSLT02034

Eindrapport: http://www.rvo.nl/sites/default/files/rvo_website_content/EOS/EOSLT02034...