8. Vooruitzichten en continuïteit van het wetenschappelijk onderzoek

Biologische oppervlakteactieve stoffen zijn sinds een aantal jaren erg in trek. Dit heeft te maken met een groeiende behoefte op de markt aan oppervlakteactieve moleculen. De evolutie van de wetgeving om de voorkeur te geven aan biologisch afbreekbare moleculen en moleculen die niet toxisch zijn voor de mens en het milieu (REACH-verordening) en om het gebruik van producten van fossiele oorsprong te beperken (EG nr. 648/2004), is ook een factor voor de ontwikkeling van biogebaseerde oppervlakteactieve stoffen.

De originaliteit van het ValBran-project had betrekking op de enzymatische productie van biologische oppervlakteactieve stoffen uit een onderbenut agro-industrieel bijproduct, tarwezemelen. Het uitgevoerde onderzoek opent verschillende perspectieven.

Allereerst hebben de resultaten het sterke potentieel van zemelen aangetoond voor de productie van twee soorten biologische oppervlakteactieve stoffen, de suikeresters en alkylglycosiden. De ontwikkelde processen werden gevalideerd op TRL 3-4 schaal, wat hun technische haalbaarheid aantoonde voor de productie van biologische oppervlakteactieve stoffen uit enkele kilo’s van zemelen.

Een validatie op een hogere TRL-schaal is nu noodzakelijk om zich te richten op een industriële ontwikkeling. Evenzo vereist de “zero waste”-oriëntatie van het ValBran-project een beoordeling van de te verkiezen valorisatiemethoden voor de residuen van zemelen afkomstig uit het proces. Momenteel worden verschillende mogelijkheden overwogen:

• diervoeder,
• (bio)methanisering,
• verbranding,
• of compostering.

Er moet een diepgaande studie worden uitgevoerd om te bepalen welke methode vanuit ecologisch en economisch oogpunt het meest relevant is.

Bovendien heeft de beoordeling van de eigenschappen van de biologische oppervlakteactieve stoffen uit het project hun belang aangetoond voor diverse toepassingen. Dit belang werd bevestigd door tests van verschillende bedrijven (ARD in Frankrijk, Sopura en Nuscience in België) in verschillende formuleringen.

Op de middellange termijn kan de synthese van oppervlakteactieve moleculen op basis van suikers uit zemelen worden uitgebreid naar andere agro-industriële bijproducten die overvloedig aanwezig zijn en rijk zijn aan polysachariden (bijvoorbeeld, bietenpulp) waardoor het valorisatiepotentieel van deze bijproducten kan worden uitgebreid naar moleculen met een hoge toegevoegde waarde. Bovendien is het genereren van multifunctionele oppervlakteactieve stoffen die verschillende eigenschappen zouden verlenen aan de formuleringen waartoe ze behoren, ook een interessant vooruitzicht dat zou kunnen worden bereikt door de benaderingen van de witte biotechnologie en groene chemie te combineren (chemisch-enzymatische benadering).

Ten slotte heeft de technisch-economische analyse van de productie van biologische oppervlakteactieve stoffen uit zemelen het mogelijk gemaakt om de parameters te identificeren die de grootste invloed hebben op de productiekosten en de noodzaak om ze in dit soort processen te optimaliseren. We stellen vast:
de noodzaak om substraatconcentraties te verhogen, de hoeveelheid enzymen te verminderen en ze zoveel mogelijk te hergebruiken, en een proces te ontwikkelen waarbij de hydrolyse van het product door het enzym wordt vermeden (door de continue eliminatie van het water of de terugwinning van het product).

Uit de nanofiltratietest die in het kader van het project werd uitgevoerd, blijkt dat deze techniek kan worden toegepast voor de terugwinning van oplosmiddelen in dit soort enzymatische reacties, wat de kosten van het reactiemedium verder zou verlagen.

In de toekomst zal het aantonen van de technisch-economische haalbaarheid van de geselecteerde processen op pilootschaal moeten plaatsvinden. Bovendien zullen de meest belovende oppervlakteactieve moleculen uit het project moeten worden getest in verschillende formuleringen (vloeistof, schuim, crème...) om hun toepassingen in sectoren als cosmetica of schoonmaakmiddelen te kunnen beoordelen.

De verworven kennis kan worden toegepast in nieuwe projecten gericht op de valorisatie van tarwezemelen in biologische oppervlakteactieve stoffen of op de productie van andere interessante verbindingen uit bioresources.

1. Nieuwe technieken om de waarde van tarwe zemelen te verbeteren

Voordelen voor de industriële spelers van de omzetting van agro-hulpbronnen

2. Productie van hoogwaardige oppervlakte-actieve stoffen uit tarwezemelen.

Voordelen voor de bio-industrie (producenten en gebruikers van biologische oppervlakteactieve stoffen)

3. Ontwikkeling van biotechnologische processen die de winning van residuen van zemelen bevorderen

Voordelen voor de economische spelers van diervoeder

4. Creatie van jobs in de sector van de groene chemie en sterke samenwerking tussen de regio’s Frankrijk, Wallonië, Vlaanderen

Economische voordelen en betere zichtbaarheid van de vaardigheden van onze regio’s in de sector van de bio-economie (R&D, innovatie, opleiding en onderwijs)