ADV_BIO.

Dit project beoogt de ontwikkeling van innovatieve manieren voor de productie van geavanceerde (bio)brandstoffen uit microalgen en lignocellulosematrices voor weg- of luchttransport en toepasbaar op nationaal grondgebied. Het richt zich op de ontwikkeling van innovatieve en competitieve technologische productieschema's om België te positioneren als een gedifferentieerde strategische partner en speler voor de eco-efficiënte productie van geavanceerde alternatieve (bio)brandstoffen van de tweede en derde generatie. Het project is een samenwerking tussen ULiège, UGent, UCLouvain en UAntwerpen. Binnen dit project, BioWAVE, coördineert UAntwerpen het onderzoek naar de biochemische conversie en fermentatie van geoptimaliseerde en gemodificeerde lignocellulosematrices met als innovatief doel een unieke voorbehandelingsaanpak te combineren met een uniek detoxificatieproces voor een eenstapsproductie van bio-ethanol van de tweede generatie. Bioethanol zal geproduceerd worden uit lignocellulose, zoals populierenhout en maïsstro, wild type en genetisch gemodificeerd met een lager ligninegehalte zoals geleverd door de UGent. Dit proces is een meerstappenbenadering met unitaire operaties van voorbehandeling, hydrolyse (vaak enzymatisch), fermentatie en rectificatie/distillatie om bio-ethanol te produceren dat geschikt zou zijn voor integratie in transportbrandstoffen. Een optie waaraan in dit ADV_BIO-project de voorkeur wordt gegeven, is stoomexplosie. Hoewel stoomexplosie op het eerste gezicht aantrekkelijk is omdat hierbij alleen water en geen chemische stoffen worden gebruikt, komen bij deze methode "toxische" verbindingen vrij die het daaropvolgende versuikeringsproces remmen en ook de fermentatie van bio-ethanol kunnen belemmeren, waardoor het productierendement daalt. De belangrijkste remmers zijn furaanverbindingen (2-furfural of 5-hydroxymethylfurfural), zwakke organische zuren, maar ook fenolverbindingen die afkomstig zijn van de afbraak van lignine. Deze laatste worden als het meest problematisch beschouwd en moeten uit de reactiemedia worden verwijderd. Een onderzoeksactie is erop gericht te voorkomen dat lignine de omzetting van lignocellulosehoudende biomassa belemmert, in de eerste plaats door genetisch gemodificeerde planten te gebruiken met een lager ligninegehalte. Bij de stoomexplosie worden de ligninebindingen verbroken en komen fenolhoudende afbraakproducten vrij in de vloeistof. Het is bewezen dat na een zeer strenge voorbehandeling repolymerisatie tot lignine kan optreden, met nieuw gevormde bindingen die moeilijker af te breken zijn. Om deze ongewenste repolymerisatie te voorkomen wordt het toevoegen van hernieuwbare additieven tijdens het stoomexplosieproces onderzocht. Verwijdering van de resterende fenolverbindingen, en mogelijk andere remmende verbindingen, kan worden bereikt door gebruik te maken van biologische detoxificatie als een geïntegreerde of aanvullende stap. Laccase-detoxificatie van lignocellulosematrices die met stoomexplosie zijn behandeld, blijkt de suikeropbrengst tijdens enzymatische hydrolyse te verhogen. Tijdens dit detoxificatieproces worden ook furaanverbindingen en organische zuren geëlimineerd. In dit onderzoeksdeel wordt dus verbeterde lignocellulosebiomassa (UGent) toegepast voor een relevant industrieel proces voor de productie van bio-ethanol, waarbij gebruik wordt gemaakt van stoomexplosie en gelijktijdige versuikering en fermentatie. Daarnaast worden innovatieve technologieën, zoals suppletie tijdens de stoomexplosie en laccase en microbiële detoxificatie toegepast om de totale conversie te verhogen. Dit zal uiteindelijk leiden tot de combinatie van een unieke voorbehandelingsaanpak met een uniek ontgiftingsproces voor de productie in één stap van bio-ethanol van de tweede generatie.

Trefwoorden:FERMENTATIE TECHNOLOGIE, ONTGIFTING, BIOBRANDSTOFFEN

Disciplines:Bioverwerking, bioproductie en bioproducten, Industriële microbiologie

Project type:Samenwerkingsproject