Momenteel wordt nog steeds 70% van de oppervlakte-actieve stoffen[1] gemaakt uit fossiele materialen, voornamelijk aardolie. Om dit probleem op te lossen, onderzoekt het Frans-Belgische onderzoeksteam ValBran de mogelijkheid om oppervlakte-actieve stoffen met een hoge toegevoegde waarde te produceren uit zemelen, het omhulsel van tarwekorrels. Op deze manier dragen ze bij tot de ontwikkeling van biologische oppervlakte-actieve stoffen.

Welke conclusies zijn er halverwege het project getrokken? Een terugblik op het tussentijdse evenement van het project georganiseerd door ValBiom op 7 november jl. in de Bio Base Europe Pilot Plant in Gent.

Zei u “Biologische oppervlakte-actieve stoffen”?

Oppervlakte-actieve stoffen zijn stoffen die de oppervlaktespanning tussen twee oppervlakken wijzigen. Ze kunnen gebruikt worden als schoonmaakmiddel, emulgator, oplosmiddel, schuimmiddel, oppervlaktespanning verlagend middel, dispergeermiddel, … in talrijke producten en toepassingen (shampoo, zeep, wasmiddel, verf, enz.).

De markt bestaat momenteel hoofdzakelijk uit niet-biologische (uit de petrochemie) of gedeeltelijk biologische oppervlakte-actieve stoffen (die meer dan 40% stoffen van biologische oorsprong bevatten).

Gezien het geringe aanbod aan volledig biologische oppervlakte-actieve stoffen (die meer dan 95% stoffen bekomen uit biomassa bevatten) zijn er momenteel verschillende onderzoeksprojecten (waaronder ValBran en AppliSurf) lopend om dit te verhelpen.

Deze biologische oppervlakte-actieve stoffen kunnen worden verkregen door:

  • Chemische productie: d.w.z. door de biomassa als grondstof te gebruiken in een chemisch omzettingsproces om een oppervlakte-actieve stof te produceren. Merk op dat de meeste biologische oppervlakte-actieve stoffen die verhandeld worden, grotendeels chemisch verkregen worden.
  • Biologische productie: d.w.z. door de enzymatische extractie, de biokatalyse of de fermentatie. (zie het project ValBran en AppliSurf).

De biokatalyse heeft als voordeel dat deze in één stap kan worden uitgevoerd en dit met een hoge selectiviteit en een beperking van de vorming van ongewenste producten. Bij fermentatie wordt de biomassa als groeisubstraat gebruikt voor micro-organismen (bacteriën, schimmels, gisten) die interessante moleculen zullen produceren, waaronder biologische oppervlakte-actieve stoffen.

Er zijn echter verschillende factoren (waaronder hogere kosten) die de ontwikkeling en de verkoop van deze biologische oppervlakte-actieve stoffen beperken. De projecten ValBran en AppliSurf hebben tot doel oplossingen te ontwikkelen om deze hindernissen voor de productie van biologische oppervlakte-actieve stoffen uit de weg te ruimen.

De oppervlakte-actieve stoffen: een doelmarkt voor ValBran

Het project ValBran is een van de mogelijke oplossingen om aan de vraag van de markt naar biologische oppervlakte-actieve stoffen te voldoen. Het doel van het project is de valorisatie van tarwezemelen (een agrarisch bijproduct dat we in onze regio’s in overvloed hebben, geproduceerd door maalderijen of door de productie van bio-ethanol) in oppervlakte-actieve stoffen voor toepassingen met een hoge toegevoegde waarde.

De beoogde afzetgebieden zijn:

  • de cosmetica,
  • de fytosanitaire producten,
  • de additieven voor levensmiddelen en diervoeder,
  • de schoonmaakmiddelen.

In het project worden twee categorieën oppervlakte-actieve stoffen bestudeerd:

  • De alkylpolyglycosiden (APG): de markt van de APG’s wordt wereldwijd op 100.000 t/jaar geschat. Ze worden als emulgators gebruikt voor toepassingen zoals cosmetica, schoonmaakmiddelen of fytosanitaire producten.
  • De suikeresters: de markt voor suikeresters is ongeveer 10.000 t/jaar wereldwijd. Deze worden voornamelijk gebruikt als emulgators voor cosmetica en voeding.

Deze oppervlakte-actieve stoffen worden verkregen door de hydrolyse van cellulose en hemicellulose uit tarwezemelen en door het enzymatisch enten van een alcohol- of een vetketen op deze suikers. Daarna worden de oppervlakte-actieve eigenschappen van de geproduceerde moleculen getest.

Zie onderstaande presentatie: The valorisation of wheat bran into surfactant molecules. Dissemination of the ValBran mid-term research results by Caroline Rémond (INRA/URCA FARE), Magali Deleu (ULiège) & Yamini Satyawali (VITO) – ValBran consortium

Getuigenissen van ondernemingen

Dankzij de resultaten van het project ValBran kunnen morgen tarwezemelen gebruikt worden om oppervlakte-actieve stoffen te produceren. Wat is de mening van de bedrijven over dit project? Met name van de bedrijven die tarwezemelen valoriseren en de producenten en gebruikers van oppervlakte-actieve stoffen?

Op 7 november hebben 4 ondernemingen hun verwante activiteiten gepresenteerd in lijn met het project ValBran:

  1. Getuigenis van een houder van de grondstof (tarwe).

Cargill is een bedrijf gespecialiseerd in de levering van voedselingrediënten. Een van de uitdagingen van de levensmiddelensector is de vermindering van de hoeveelheid suiker en de uitbreiding van de vezels in de dagelijkse consumptie van de consumenten. Een oplossing is het microniseren van de tarwezemelen (rijk aan vezels en arm aan calorieën) om deze in de levensmiddelen te verwerken, met name bakkerijproducten of chocoladevullingen.

  1. Getuigenis van een producent van innoverende en eco-gecertificeerde moleculen.

Seppic is actief in de productie van innovatieve en hoogwaardige speciale ingrediënten. Op zoek naar nieuwe ingrediënten die aan de verwachtingen van de gebruikers voldoen, d.w.z. ingrediënten die afkomstig zijn van natuurlijke grondstoffen en die de gezondheid en het milieu respecteren. In zijn productassortiment heeft het bedrijf biologische oppervlakte-actieve stoffen ontwikkeld, waaronder APG’s. Om de duurzaamheid en de werking van zijn ingrediënten te verbeteren, heeft Seppic veel belangstelling getoond voor het onderzoek dat in het kader van het project ValBran wordt uitgevoerd.

  1. Getuigenis van een ontwerper van natuurlijke en ecologische reinigingsproducten.

Verschillende bedrijven gebruiken al biologische oppervlakte-actieve stoffen in hun producten. Zo ook Ecover dat – sinds 1979 – milieuvriendelijke schoonmaakproducten aan biedt. Sinds 2009 worden biologische oppervlakte-actieve stoffen in de formuleringen van het bedrijf opgenomen. Tijdens zijn presentatie heeft Ecover getoond dat de vraag naar biologische oppervlakte-actieve stoffen (meer bepaald APG’s) al enkele jaren toeneemt.

  1. Getuigenis van de diervoedersector.

Nuscience verkoopt producten voor diervoeder en heeft zich in het bijzonder in gefermenteerde voeding gespecialiseerd. Waarom? Gefermenteerde voeding verhoogt de voedingswaarde van de voeding. In het kader van het project ValBran wordt een vast residu geproduceerd dat door de diervoedersector zou kunnen worden gebruikt. Dit residu van zemelen, verrijkt met enzymen die worden gebruikt om de precursoren van de oppervlakte-actieve stoffen te extraheren, zou een interessante voedingswaarde hebben voor diervoeder.

Conclusie: een bevestigde belangstelling voor de biologische oppervlakte-actieve stoffen

De getuigenissen en het grote aantal deelnemers aan deze dag getuigen van het belang van het opzetten en ondersteunen van onderzoeksprojecten zoals ValBran. Grote bedrijven zoals Ecover, Seppic of Sopura hebben reeds hun wil betuigd om de door ValBran ontwikkelde moleculen te gebruiken.

Het project voldoet dus wel degelijk aan de vraag van de markt naar nieuwe biologische oppervlakte-actieve stoffen. Het biedt ook een antwoord op de vraag naar het maken van een bijkomende toegevoegde waarde voor een overvloedig agrarisch bijproduct (tarwezemelen) zonder te concurreren met de huidige valorisaties.

Presentaties – 07.11.2019

Om redenen van vertrouwelijkheid zijn sommige presentaties alleen op aanvraag bij de sprekers beschikbaar: zie hieronder.

Persberichten

Volledig programma – 07.11.2019, Gent.

[1]Ook wel “tensio-actieve stoffen” genoemd, in het Engels surfactants.

Publicatie : van biomassa naar geavanceerde biogebasseerde chemicaliën en materialen : een multidisciplinair perspectief

Project partners