29/08/2016
Door Ad Spijkers
In opdracht van Global Bioenergies produceert het Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP) in Leuna binnenkort additieven voor benzine op biologische basis.
Brandstofadditieven zoals iso-octaan worden tot nu toe uit aardolie gehaald. In opdracht van de Frans-Duitse onderneming Global Bioenergies produceert het Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna binnenkort additieven voor benzine op biologische basis. Uitgangsmateriaal is bio-isobuteen, dat biotechnisch uit suiker wordt gewonnen.
Additieven
Om te voorkomen dat het benzine-lucht-mengsel in de Ottomotor voortijdig zelf ontbrandt, worden aan de brandstof additieven toegevoegd die de klopvastheid verhogen. Global Bionergies wil twee van die additieven, iso-octaan en ethyl-tert-butylether (ETBE), uit zuiver duurzame grondstoffen produceren. Het Fraunhofer-CBP zal hiertoe met de haar beschikbare middelen het proces ontwikkelen, valideren en opschalen naar industriële productie.
Uitgangsmateriaal voor het brandstofadditief is isobuteen op bio-basis, een koolwaterstof waaruit ook kunststoffen en elastomeren kunnen worden vervaardigd. Vanaf komende herfst vindt productie plaats in een pre-industriële pilot-installatie, die Global Bioenergies de laatste maanden bij het centrum in Leuna heeft geïnstalleerd. Dit is wereldwijd de eerste installatie die isobuteen in een zuiver biotechnisch proces uit suiker zal produceren.
Het suiker kan worden gewonnen uit verschillende duurzame grondstoffen zoals biomassa uit de landbouw of reststoffen uit de bosbouw. In een fermenteerinstallatie van 5000 liter zetten bacteriën het suiker om in de gewenste gasvormige koolwaterstof.
Van isobuteen naar iso-octaan
De synthese van iso-octaan uit isobuteen wordt in de chemische industrie al jaren toegepast. De uitdaging is nu uit te vinden hoe de gevestigde chemische methoden kunnen worden overgebracht naar het uitgangsmateriaal op biobasis. Uit de plantaardige grondstoffen en het biotechnische productieproces kunnen bijvoorbeeld stoffen in het product terechtkomen die als gif voor de katalysator werken of het verbrandingsproces in de motor kunnen verstoren.
Daarom is het belangrijk alle afzonderlijke stappen van suiker naar het bio-isobuteen tot brandstofadditivies vast te leggen, dit met het oog op een economisch totaalproces. Dat betekent dat de onderzoekers alle afzonderlijke parameters moeten onderzoeken en waar nodig aanpassen. Dat geldt bijvoorbeeld voor de reinigingsstrategie van de tussenproducten of het eindproduct.
Het geotimaliseerde proces moet vervolgens van het laboratorium via een technische opstelling tot een pilot-installatie worden opgeschaald. Parallel daaraan zullen de onderzoekers monsterhoeveelheden van zo’n 100 kg beschikbaarstellen voor onderzoek naar toepassingen in de automobiel- en brandstofindustrie.
Ook voor de productie van ETBE, dat synthetisch uit bio-gebaseerd isobuteen en ethanol wordt verkregen, willen de onderzoekers van het Fraunhofer-centrum verschillende productiemethoden onderzoeken. Dit benzineadditief wordt vooralsnog uit batches van de biotechnologsche isobuteenproductie van Global Bioenergies in Pomacle (Frankrijk) gemaakt (foto: Fraunhofer-CPB).
Onderstaand filmpje geeft een indruk van de installatie en het proces. Hopelijk bent u het Frans voldoende machtig.