CK - KNN Bioplastic

Waterzuivering als productieproces van biopolymeren
Het zuiveren van vervuild water is van oudsher een energie- en kostenintensief proces. In het ontwerp
van zuiveringinstallaties werd daarom voorheen gefocust op een reductie van zuiveringsslib en hiermee
een reductie van kosten. Met de komst van vergistinginstallaties in de waterzuiveringketen zijn de eerste
stappen gezet om afvalwater te transformeren in een waardevolle bron van organisch materiaal.
Vergisting is echter pas een eerste stap. Met de ontwikkeling van Cella™ technologie brengen we de
valorisatie van afvalwater naar een hoger niveau: afvalwater is een grondstof voor hoogwaardige
biopolymeren.
Impressie van een waterzuivering met geïntegreerde biopolymeerproductie middels Cella™ technologie.
Het proces in een notendop
In biologische waterzuiveringprocessen komen van nature micro-organismen voor die biopolymeren
produceren en benutten in hun reguliere metabolisme. In feite zijn deze biopolymeren een
opslagmechanisme voor niet direct benutbare koolstof. Dit is te vergelijken met vetopslag bij mensen
wanneer we meer koolstof binnenkrijgen dan we kunnen benutten voor energie of groei. De hier
bedoelde micro-organismen produceren echter geen vetten als opslagmolecuul, maar het type
biopolymeren polyhydroxyalkanoaten (PHA’s).
De Cella™ technologie stimuleert de selectie van deze PHA-producerende micro-organismen. Daarnaast
stelt deze technologie ons in staat om de PHA productie te controleren en te optimaliseren gedurende
het waterzuiveringproces. De bovenstaande afbeelding geeft een impressie van een waterzuivering
waarbij de Cella™ technologie is gerealiseerd. In het hier weergegeven proces zijn de volgende stappen
te onderscheiden:
Het water wordt op reguliere wijze via biologische aerobe en/of anaerobe zuivering behandeld;
Het gevormde secundaire slib (sludge) kan via hydrolyse omgezet worden in vluchtige vetzuren,
de bouwstenen (monomeren) voor PHA biopolymeren;
Parallel wordt in een selector een cultuur van PHA producerende organismen opgekweekt;
De geselecteerde biomassa komt vervolgens samen met de vluchtige vetzuren, waarna onder
gecontroleerde omstandigheden PHA biopolymeren worden gevormd;
Na extractie van het PHA biopolymeer wordt deze waardevolle grondstof in poeder- of
granulaatvorm verkocht aan de plasticverwerkende industrie.
Afhankelijk van iedere unieke waterzuiveringlocatie kunnen één of
meer van de hier genoemde processtappen overgeslagen of gefuseerd
worden. In sommige gevallen is het bijvoorbeeld mogelijk om het
primaire influent direct als grondstof te benutten voor PHA productie
inclusief simultane waterzuivering. Op deze wijze kunnen we een zeer
compacte en kostenefficiënte Cella™ opstelling realiseren.
Van pilot naar marktintroductie
KNN Bioplastic en AnoxKaldnes werken inmiddels in hoog tempo aan de
laatste
stappen
om
de
Cella™
technologie
via
concrete
pilot
experimenten gereed te maken voor marktintroductie. Hierbij hebben
we de ondersteuning van het internationale concern Veolia Water, het
moederbedrijf van AnoxKaldnes. In deze laatste fase van opschaling
hanteren we de volgende planning:
2013.
Initiatie on-site pilotexperimenten bij verschillende
industriële keten partijen. Daarnaast zetten we verder
Microscopische opname van
filamenteuze bacteriën uit
het Cella™ proces. De PHA
biopolymeren zijn in de
bovenste opname gemarkeerd
met een fluorescerende stof.
in op het ontwikkelen van succesvolle product-markt
combinaties met PHA biopolymeren.
2014.
Uitwerking van een gedetailleerd business plan voor het aantrekken van private en publieke
financiering ter realisatie van een full scale referentie installatie (1000 ton PHA/jaar). Parallel
hieraan vindt projectontwikkeling en engineering van de full scale referentie installatie plaats.
2015.
Realisatie van de full scale referentie installatie, waarna we direct inzetten op de verdere
opschaling naar een omvang van 6000 ton PHA/jaar per 2020.
Nederland is dé voorkeurslocatie
Bij de ontwikkeling van nieuwe technologieën is
het van belang om over grenzen heen te kijken.
AnoxKaldnes en Veolia Water hebben dit ter
harte genomen bij het ontwikkelen van Cella™
en hebben vervolgens uitdrukkelijk kenbaar
gemaakt (Noord) Nederland te zien als dé regio
bij uitstek voor het realiseren van een full
scale referentie installatie. Dat Veolia Water
dit uiterst serieus blijkt uit de ondertekening
van een intentieverklaring met deze strekking
door Terry Mah, Chief Operating Officer van
Veolia Water Solutions & Technologies, en Ondertekening van een intentieverklaring door Terry
gedeputeerde Hans Konst van de provincie Mah, Chief Operating Officer van Veolia Water
Solutions & Technologies, en gedeputeerde Hans
Fryslân tijdens het seminar ‘Van Tomaat tot
Konst van de provincie Fryslân tijdens het seminar
Autodeur’ op 3 juni jl.
‘Van Tomaat tot Autodeur’ op 3 juni jl.
Waterzuivering van kostenpost naar inkomstenbron met Cella™
In de afgelopen twee jaar hebben KNN Bioplastic en AnoxKaldnes een aanzienlijke know-how ontwikkeld
aangaande de technologische, de economische en de organisatorische haalbaarheid van Cella™. Mede
dankzij door KNN geïnitieerde innovatieprojecten, zoals BioTRIP1 en BioVAP2, hebben we een helder
beeld van investeringsmogelijkheden in (Noord) Nederlandse sectoren zoals bijvoorbeeld de agribusiness,
de afvalwaterzuivering en de voeding- en genotmiddelenindustrie.
Dankzij het project BioTRIP is in de periode 2011 – 2013 in Noord Nederland met succes de PHA-productie
en PHA-verwerkingketen gesloten. Daarnaast stond in deze periode het ontwikkelen van business cases
voor de integratie van de Cella™ technologie centraal. We hebben hierdoor een gedetailleerd inzicht in
mogelijke business cases bij uiteenlopende industrieën en onder verschillende scenario’s. Dit stelt ons in
staat om een aantal globale indicaties te geven:
Het omzetten van nat organisch materiaal in PHA biopolymeren middels Cella™ is interessant
vanuit een commercieel oogpunt én levert een beter financieel resultaat dan reguliere vergisting
tot biogas;
De investering voor huidige waterzuiveringsystemen om een integratie van Cella™ technologie te
realiseren kan terugverdiend worden binnen 2 - 7 jaar middels de verkoop van PHAbiopolymeren. (Dit verschilt uiteraard per unieke locatie en grondstofsoort).
1
2
Medio 2011 is op initiatief van KNN het project Biologische Transformatie van Reststromen in marktgevraagde
bioPolymeren (BioTRIP) gestart. In BioTRIP namen de volgende partijen deel: SuikerUnie, Anoxkaldnes, Veolia Water,
Bioclear, API en KNN. Uitvoering is mede mogelijk gemaakt door de provincie Groningen. Het BioTRIP project is juni 2013
afgerond.
Eind 2012 is op initiatief van KNN, gestart met het project VFA Pilot Tomaat en Paprikaresten (BioVAP). In BioVAP nemen
naast KNN de volgende partijen deel: Anoxkaldnes/Veolia Water, fa. Wassenaar en Van Hall Larenstein. Uitvoering van het
BioVAP is mede mogelijk gemaakt door de provincie Fryslân via het projectbureau A7Westergozone.
Marktperspectieven voor PHA biopolymeren
Polyhydroxyalkanoaten zijn een relatief nieuw type polymeer binnen de plasticindustrie. Dit betekent dat
de markt nog vol op in ontwikkeling is en dat er tevens veel mogelijkheden zijn om binnen Nederland een
sterke positie op te bouwen op het vlak van PHA productie en verwerking. Door verscheidene
productontwikkelingen met dit type polymeer zal de vraag naar PHA’s ook aanzienlijk stijgen in de
komende jaren. Het European Bioplastics instituut heeft bijvoorbeeld onlangs marktonderzoek
gepubliceerd, waaruit blijkt dat de globale jaarlijkse productiecapaciteit in 5 jaar tijd (van 2011 tot
2016) bijna zal verachtvoudigen; van 18,5 kton naar 145 kton per jaar.
Enkele voorbeelden van bestaande producten, of productontwikkelingen, waarin PHA biopolymeren
toegepast worden. Daarnaast zijn de logo’s van relevante actoren bij iedere product(ontwikkeling)
weergegeven: (1) Teeltspecifieke en snel biodegradeerbare landbouwfolies; (2) Biodegradeerbare
‘ground consolidators’ voor het verstevigen van dijken; (3) Hoogwaardige bekisting voor servers in
datacenters; (4) PHA’s als additief voor prestatieverbetering van bestaande plastics (bv. PVC en PLA);
(5) Biodegradeerbare ‘disposables’ voor ziekenhuizen met een geïntegreerde afvalverwerking.
Vanuit KNN Bioplastic / AnoxKaldnes hebben we inmiddels goede contacten opgebouwd met de plastic
verwerkende industrie in Nederland. Verscheidene actoren binnen deze sector zijn zeer geïnteresseerd in
de mogelijke levering van PHA biopolymeren door Nederlandse producenten. Een aantal van deze actoren
heeft immers al producten ontwikkeld op basis van PHA’s en het overgrote merendeel van de overige
plastic verwerkers is productontwikkelingen aan het overwegen. De bovenstaande afbeelding geeft een
impressie van verschillende producten waarin PHA’s zijn (of zullen worden) toegepast.
Welke kansen biedt Cella™ voor uw organisatie?
Mocht u geïnteresseerd zijn in de mogelijkheden met
de Cella™ technologie in uw organisatie, neem dan
contact op met KNN Bioplastic / AnoxKaldnes:
Dr. Onno de Vegt
T +31(0)6 47 18 73 88
E [email protected]
Modulaire pilotinstallaties met Cella™ technologie