Chemie
Agenda

Chemie

Waarom grote hoeveelheden energie gebruiken als het ook met minder kan? Biomassa bevat al van nature waardevolle componenten die door opname van grote hoeveelheden energie (de zon) gevormd zijn.

Biomassa kan de grondstof zijn voor bulk(platform)chemicaliën, fijnchemicaliën en specialties zoals bijvoorbeeld kunststofadditieven. Maar ook volledig nieuwe chemicaliën met nieuwe, bijzondere eigenschappen kunnen geproduceerd worden uit biomassa. Deze groene chemicaliën zijn niet alleen gunstig voor de producent (grondstof- en energieverbruik) maar zijn ook beter voor consument en milieu.

3 routes voor biobased chemie

Er zijn inmiddels diverse platformchemicaliën die gemaakt kunnen worden uit biomassa. Deze platformchemicaliën dienen vervolgens weer als uitgangspunt voor de productie van (bulk) chemicaliën.
In principe zijn er drie verschillende routes om biomassa om te zetten in chemicaliën:

  1. Omzetting naar nieuwe (bulk) chemicaliën met unieke eigenschappen zoals melkzuur of furaandicarbonzuur (FDA)
  2. Omzetting naar bestaande (bulk) chemicaliën zoals ethyleen, tereftaalzuur of caprolactam.
  3. Totale vergassing van biomassa naar synthesegas, gevolgd door Fischer-Tropsch synthese van basis koolwaterstoffen.

Nieuwe (bulk) chemicaliën

Voorbeelden van nieuwe platformchemicaliën zijn onder andere hydroxymethylfurfural (HMF), isosorbide en melkzuur.

Koolhydraten (suikers) kunnen relatief makkelijk worden omgezet in furanen. Eén van deze furanen, is een potentiële grondstof voor alternatieven voor polycarbonaat (epoxyharsen) en als grondstof voor furaandicarbonzuur (FDA). FDA wordt momenteel geëvalueerd als alternatief voor tereftaalzuur in o.a. polyethyleentereftalaat (PET) dat wordt gebruikt voor productie van PET-flessen of polyester textielvezel.

Isosorbide kan worden verkregen uit zetmeel afkomstig van graan, maïs of aardappelen, en vormt de basis van een nieuw type ftalaat-vrije weekmakers. Verder wordt isosorbide uitgebreid onderzocht als mogelijke bouwsteen voor nieuwe biobased polymeren (polyesters, polyamides).

Bestaande (bulk) chemicaliën

Voorbeelden van hernieuwbare platformchemicaliën voor de productie van bestaande chemicaliën zijn onder andere glycerol, onverzadigde vetzuren en bio-ethanol.

Bij de productie van biodiesel ontstaat glycerol als bijproduct. Momenteel wordt veel onderzoek gedaan naar het omzetten van glycerol naar bestaande chemicaliën en bouwstenen zoals acrylzuur (voor polyacrylaten in bijvoorbeeld luiers), of ethyleen- en propyleenglycol (voor bijvoorbeeld oppervlakte actieve stoffen, of in polyurethanen voor lijmen en kitten, of in polyesters zoals PET).

Onverzadigde vetzuren uit plantaardige oliën worden nu al op grote schaal gebruikt in alkydharsen voor verf. Daarnaast wordt veel onderzoek gedaan naar het omzetten van (onverzadigde) vetzuren in zogenaamde lineaire α-olefines voor de productie van detergentia (zepen, wasmiddelen) en bepaalde typen polyethyleen.

Bioethanol komt op steeds grotere schaal beschikbaar en vormt, naast transport brandstof, een interessante grondstof voor de chemie. Zo kan ethanol o.a. worden omgezet in butadieen, een belangrijke grondstof voor synthetische rubbers (autobanden) en in ethyleen voor de productie van o.a. polyethyleen en PVC.

Bron: WUR

 

Links

 Informatiesheets WUR – groenegrondstoffen.nl: