De Braziliaanse staatsoliemaatschappij Petrobras omarmt een innovatief Delfts idee voor de omzetting van houtige biomassa in grondstoffen voor de chemie, zonder dat er fermentatie aan te pas komt. De Brazilianen zullen de opschaling van lab naar proeffabriek financieren, met als einddoel de grootschalige omzetting van bagasse oftewel suikerrietafval.

De BICHEM-technologie (Biomass Chemical Conversion) is bedacht binnen BIOeCON, een researchbedrijf dat is opgezet door wetenschappers uit Delft, Enschede en Valencia. Geestelijk vader is de Delftse emeritus hoogleraar katalyse Jacob Moulijn. De essentie vatte hij onlangs samen in het tijdschrift ChemSusChem, waarbij hij tevens kon rapporteren dat het in het lab inderdaad werkt.

Het proces begint met het oplossen van de biomassa in zinkchloridehydraat (ZnCl₂.4H₂O), een anorganisch zout dat bij kamertemperatuur vloeibaar is. Moulijn noemt het een ‘ionisch solvent’, om het te onderscheiden van de meer bekende ‘ionische vloeistoffen’ die ook vloeibare zouten zijn maar chemisch een duidelijk ander karakter hebben. De belangrijkste voordelen van zinkchloride zijn de stabiliteit en de lage prijs.

Bekend was al dat zinkchloridehydraat in staat is om onder tamelijk milde omstandigheden cellulosekristallen op te lossen, waarna het ook nog de losse celluloseketens opbreekt in het monomeer glucose. Die glucosesnippers zijn volgens Moulijn echter sterk reactief en daardoor instabiel.

Vandaar dat hij wat waterstof toevoegt en een vaste katalysator (ruthenium op actieve kool). Het gevolg is dat glucose wordt gehydrogeneerd, waarbij de ring zich opent. Wat je dan krijgt is sorbitol.

Sorbitol heeft 6 OH-groepen en is daardoor uitermate polair, net als het vloeibare zout. Dat betekent weer dat die twee nauwelijks van elkaar zijn te scheiden. Vandaar dat de laatste stap bestaat uit dehydratie tot isosorbide, een verbinding die veel minder polair is en zich wél via extractie uit het zout laat verwijderen.

Die laatste stap wordt door het zout zelf gekatalyseerd. Het mooie is dus dat je het hele proces in één en dezelfde reactor kunt laten verlopen.

Het geproduceerde isosorbide kun je prima door de diesel mengen. Maar je kunt bijvoorbeeld ook polyesters, weekmakers en oplosmiddelen van maken.

Inmiddels is afgesproken dat Petrobras en BIOeCON een ruimte huren op de High Tech Campus in Eindhoven. Daar gaan ze de technologie verder ontwikkelen, wat moet uitmonden in een ‘mini-plant’. Als die eenmaal voldoet, wordt het proces in Brazilië verder opgeschaald naar pilotplantformaat. Door die te demonstreren hoopt men dan licenties op het proces te kunnen verkopen.

BIOeCON is overigens op zoek naar een paar excellente postdocs die het project willen bemensen. Belangstellenden kunnen zich wenden tot prof. Moulijn.

bron: BIOeCON