FRACTIONATIE VAN ALGEN BIOMASSA ECO-EFFICIËNTE PRINCIPES VOOR SCHEIDING, ZUIVERING- EXTRACTIE VAN PROTEINEN EN ANTI-OXIDANTIA UIT ALGEN

Transcriptie

1 FRACTIONATIE VAN ALGEN BIOMASSA ECO-EFFICIËNTE PRINCIPES VOOR SCHEIDING, ZUIVERING- EXTRACTIE VAN PROTEINEN EN ANTI-OXIDANTIA UIT ALGEN Dr. Ir. Leen Bastiaens Hernieuwbare componenten VITO Not for distribution 1

2 INLEIDING DUURZAME GRONDSTOFFEN Petroleum gebaseerde grondstoffen Duurzame grondstoffen Waarom nodig? Post-petroleum tijdperk Groeiende populatie stijgende voedselvraag Druk op milieu reduceren Opties? Niet-petroleum gebaseerde producten Hergebruik nevenstromen circulaire economie Biogebaseerd Algen & insecten hebben potentieel als grondstof voor o.a. voerder, voedsel, chemicaliën, materialen VITO Not for distribution 2

3 INLEIDING ALGEN INSECTEN VITO s ambitie: Bijdragen tot uitrol van algen/insecten-gebaseerde waardeketen in Vlaanderen (en daarbuiten) Schakel tussen algen/insecten kweek en eindgebruikers VITO Not for distribution 3

4 INLEIDING ALGEN ALS BRON VAN WAARDEVOLLE COMPONENTEN Proteins Omega-3-fatty acids Lipids Carotenoids VITO Not for distribution 4

5 INLEIDING ALGEN WAARDEKETEN Water & zout hergebruik Rechtstreeks gebruik biomassa Consument wetgeving Lipids Colorants Proteins Carotenoids Carbohydrates Keuze algen species Algen groei Pre-concentratie & oogst Preservatie & logistiek Bioraffinage (ruwe extracten + zuivering) Formulaties & Toepassingen Core VITO (incl. medium recycling) VITO Not for distribution 5

6 MEDIUM RECYCLE 1500L reactor L reactor 2 300L reactor 1 300L reactor 2 VITO Not for distribution 6

7 ALGEN OOGST KLASSIEKE & INNOVATIEVE TECHNOLOGIE VITO Not for distribution 7

8 ALGEN BIORAFFINAGE VAN ALGEN Direct valorisation of disrupted call biomass BIOREFINERY Multiple fractions from 1 biomass VITO Not for distribution 8

9 ALGEN BIOMASSA VITO Not for distribution 9

10 ALGEN FRACTIES VOORBEELD: PHYCOCYANINE UIT SPIRULINA VITO Not for distribution 10

11 ALGEN FRACTIES VOORBEELD: PORPHYRIDIUM Crude extraction of Polysaccharides Extraction of phycoerythrine VITO Not for distribution 11

12 ALGEN FRACTIES VOORBEELD: POLYSACCHARIDEN UIT ZEEWIEREN (ULVA) Extracten van polysacchariden CTAQUA Proteïnen VITO Not for distribution 12

13 VOORBEELD: BIORAFFINAGE NANNOCHLOROPSIS Functional proteins MAF Lipids fraction enriched in carotenoids/epa Disruption Remaining fraction Biorefinery VITO Not for distribution 13

14 TECHNOLOGY Algae harvest equipment Spray-drying Freezedrying preservation 30 L reactor Centrifuge Cell disruption unit Supercritical CO 2 extraction Preservation 14 & Disruption & Biorefinery of algae 6 L reactor

15 30L REACTOR ATEX area for extractions Available 30 L reactor VITO Not for distribution 15

16 ECONOMISCHE ASPECTEN 1. Focus on hoogwaardige componenten nodig voor economisch leefbare valorisatie 2. Fractionatie & omzettingen kunnen waarde creëren (af te wegen teen de kosten) Voorbeeld: Spirulina Fractionatie tot ruwe extracten Opzuivering & conversie? 1-10 µm Filamenten ( µm) Eenvoudig disrupteerbaar Cultivatie in open pond/pbr 26 Euro/kg DS 50 Euro/kg DS Factor <1 Euro/kg DS algen: 5,7 Functionele proteïnen (60%) 0,2 TAGs (40%) 0,8 suikers (15%) 6,7 Euro/kg DS (total) Factor >10 - > 20 Euro/kg DS algae: 20 Functionele peptide (40%) 0,1 Vetten (10%) >500 Phycocyanine (5%) 1,9 Carotenoide (0,6%) >522 Euro/kg DS (total) 16

17 BESLUITEN ECO-EFFICIËNTIE VAN ALGEN FRACTIONATIE Eco-efficiëntie = het streven om hetzelfde product tegelijk goedkoper en milieuvriendelijker te maken Economisch: Kosten opbrengsten Voor fractionatie functie van: Prijs grondstof (algen) Prijs eindproducten Nodige processtappen Ecologisch: Start bij kweek Oogst heeft impact Hergebruik van medium Processtappen fractionatie Water balansen Keuze solventen Energie 17

18 BESLUITEN ALGEN & INSECTEN Veelbelovende duurzame & hernieuwbare grondstoffen Waardeketens nog in ontwikkeling Uitdagingen: wetgeving; technologie; productontwikkeling; mind set; Eco-efficiëntie VITO Not for distribution 18

19 ALGEN STATUS ALGEN GEBASEERDE ECONOMIE ,1 0,01 /t Quantities needed (kt/y) VITO Not for distribution 19

20 NEXT STEPS 20

21 ACKNOWLEDGEMENTS VITO collega s & partners Co-funded projects: IDEA-project ( ) Biosea project ( ) InDIRECT project ( ) ENOP project ( ) Miracles project ( ) Sunbuilt ( ) This project has received funding from the Bio Based Industries Joint Undertaking under the European Union s Horizon 2020 Research and Innovation Programmeunder grant agreement No VITO Not for distribution 21