ValBran vervangt fossiele grondstof door tarwezemelen

Het Interreg ValBran-project toont aan dat tarwezemelen een waardig alternatief zijn voor fossiele grondstoffen

Tarwezemelen als vervangers van aardolie voor de productie van surfactanten

Is er een alternatief voor fossiele grondstoffen in de productie van surfactanten? Het Frans-Belgische onderzoeksteam ValBran onderzocht de mogelijkheid om oppervlakte-actieve stoffen met een hoge toegevoegde waarde uit zemelen te maken. Het project zet meteen het potentieel van dit restproduct van tarwekorrels in de verf.

Mol - Surfactanten worden gebruikt in ontzettend veel producten en toepassingen. Denken we maar aan schoonmaakmiddelen, oplosmiddelen, schuimmiddelen en dispergeermiddelen of aan shampoo, zeep, wasmiddelen en verf. Het zijn stoffen die de oppervlaktespanning tussen twee oppervlakken wijzigen en ze worden op dit moment vooral gemaakt uit niet-biologische (petrochemische) of slechts gedeeltelijk biologische componenten.

ValBran, een Vlaams-Waals-Frans Interreg-project, is op zoek gegaan naar de mogelijkheden die tarwezemelen bieden als duurzaam biologische alternatief. Tot nog toe gebeurden er al een aantal pogingen om biologische surfactanten te produceren, die voor meer dan 95% uit biomassa werden gehaald, maar onder andere de hoge kosten van de ontwikkeling van deze biologische surfactanten was tot nog toe een grote hindernis. Het ValBran-project had dan ook tot doel om oplossingen te ontwikkelen die deze hindernissen zouden oplossen. Als Vlaamse partner heeft VITO zich gefocust op de enzymatische productie van suikeresters en alkyglycosiden.

Aan tarwezemelen is er in de regio’s die aan dit project deelnamen, geen gebrek. Maalderijen en bedrijven die bio-ethanol leveren, hebben dit restproduct in overvloed. Vraag was echter hoe deze tot surfactanten met een hoge toegevoegde waarde kunnen omgevormd worden. De toepassingsgebieden van deze biologische surfactanten zijn legio: in cosmetica, bij de behandeling van fytosanitaire producten zoals snijbloemen of knollen, als additieven voor levensmiddelen en diervoeder, in schoonmaakmiddelen…

De voordelen van dit soort biologische surfactanten uit tarwezemelen zijn bijzonder interessant. Ze zijn weinig ecotoxisch en biologisch afbreekbaar, de regelgeving is eenvoudig, de grondstof is massaal voorradig, gemakkelijk beschikbaar en goedkoop, ze hebben antimicrobiële eigenschappen, hebben meer schuimkracht en ze kunnen breder toegepast worden dan surfactanten op basis van aardolie.

Meer technisch werden in dit project twee categorieën surfactanten 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 in cosmetica, schoonmaakmiddelen of fytosanitaire producten.
- De suikeresters: de markt voor suikeresters is ongeveer 10.000 t/jaar wereldwijd. Deze worden voornamelijk gebruikt als emulgators in cosmetica en voeding.

De oppervlakte-actieve stoffen werden 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.

Het project, dat vier jaar duurde, is nu afgerond en heeft aangetoond dat er groot potentieel zit in het gebruik van tarwezemelen voor de productie van surfactanten. De belangrijkste redenen om verder aan de slag te gaan met de onderzoeksresultaten zijn niet alleen de beschikbaarheid van de (goedkope) grondstoffen (tarwezemelen), maar ook de vaststelling dat het wel degelijk mogelijk is om via enzymatische technologie biologische surfactanten met interessante eigenschappen te produceren. Bovendien kan het restproduct van deze techniek als veevoeder gebruikt worden. Meer nog: de enzymen die in dat restproduct zitten, verbeteren de verteerbaarheid van de zemelen.

Is er een toekomst voor surfactanten op basis van tarwezemelen? Zeker. ValBran heeft het potentieel van surfactanten op basis van tarwezemelen duidelijk aangetoond. Wel is het zo dat de productiekosten op dit moment nog altijd hoger zijn dan die van de tegenhangers op basis van aardolie. Daarom is het belangrijk tests uit te voeren op pilootschaal om de technisch-economische haalbaarheid van de processen aan te tonen.

Het ValBran project
https://www.valbran.eu/nl/