BioChemCat ‑ Integrering av kemisk katalys med industriell bioteknik för nyttjande av biomassa

Bakgrund

Genom att kombinera hög kompetens inom grön kemi, läkemedelssyntes, ingenjörskonst, katalys och bioteknik är vårt mål att bygga en modern teknik-plattform som kan omvandla biomassan till konkurrenskraftiga och förnybara produkter. Övergången från en fossilbaserad samhällsekonomi till en biobaserad ekonomi är en förutsättning för att skapa ekonomisk tillväxt i framtiden.

Det är också ett europeiskt och nationellt mål där säkerställandet av hållbara produktionsmönster är ett av de globala målen för en hållbar utveckling (FN, Agenda 2030). Det är även i linje med European Climate Fuondation, ECF, agenda för ett minskat beroende av fossilt kol från 2050.

Lignocellulosa från växtmaterial är den mest hållbara råvaran på jorden och därför det mest självklara valet för att ersätta fossila råvaror och bygga upp en cirkulär bioekonomi med. Genom att kombinera hög kompetens inom grön kemi, läkemedelssyntes, ingenjörskonst, katalys och bioteknik är vårt mål att bygga en modern teknik-plattform som kan omvandla biomassan till konkurrenskraftiga och förnybara produkter. Detta sker i samarbete och samverkan mellan akademin och industrin.

De råvaror vi kommer fokusera på är tagna direkt ifrån skogen (t.ex. trä, flis, massor ifrån massa och pappersindustrin, nanocellulosa och lignin).

Mål

Vi kommer att med hjälp av grön kemi omvandla träfibrer till nya högpresterande biomaterial med förbättrade och mervärdesegenskaper (t.ex. vattenskydd, brandskydd och styrka) som därför kan konkurrera med andra material.

Ett intressant spår är modifierande av nanocellulosa. Här har vi tidigare inom projektet ENM-NSP tagit fram biobaserade filmer som har väldigt låg syrgaspermeabilitet (OTR) vid hög luftfuktighet. Detta har gjort att företagen ser stora möjligheter i att implementera detta biomaterial i deras förpackningsprodukter.

BioChemCat kommer att dels bygga på denna teknik, dels ta in ny miljövänlig ingenjörskonst för snabbare och enklare modifiering av nanocellulosabaserade material och därmed tillåta en framgångsrik ersättning av plast eller aluminium i förpackningsprodukter.

Nanocellulosan framställs i en process i Örnsköldsvik.

Vi kommer också att ta fram metoder för att framställa finkemikalier som Kapsaicin, vanillin och L-DOPA medicin ifrån lignin och implementera produktion i större skala hos företag i Sundsvall.

Vårt projekt kommer även införa tekniker som biokatalys och fermentering för att i synergi med den kemiska katalysen kunna förädla biomassan ytterligare. T.ex. kommer vi att utveckla ny miljövänlig teknik för selektiv produktion av förnyelsebara drivmedel och kemikalier ifrån lignocellulosa genom integrerad jäsning och kemisk katalys.

Fermenteringen tillhandahåller små organiska föreningar som kommer att kopplas till katalytiska kaskadsekvenser som utförs av enzymer, heterogena metall-katalysatorer och organiska-katalysatorer. Denna typ av relä katalys strategi är ett energibesparande sätt att selektivt omvandla lignocellulosa till antingen finkemikalier, läkemedel, material eller drivmedel vid nästan maximalt teoretiskt utbyte under mycket milda förhållanden. Förutom cellulosa, nanocellulosa och lignin kommer vi använda återvunna produkter (textilier, papper och kartong) som råvaror.

Detta innebär att vi har en cirkulär miljövänlig teknik-strategi där vi ständigt tar fram hållbara produkter som kan användas i flera produktions- och konsumentcykler. En viktig del i detta är ett helhetstänkande för en hållbar ekonomi som innefattar människor, lönsamhet och miljö.