Tilbake til søkeresultatene

BIOTEK2021-Bioteknologi for verdiskaping

Ciona nanocellulose for large volume and high value applications

Alternativ tittel: Ciona NanoCellulose for stort volum og høy verdi utnyttelse

Tildelt: kr 10,0 mill.

Utvikling av stadig mer miljøvennlige og bærekraftige produksjonsteknologier er en tydelig global trend. Dette gjelder og for bioteknologiske produksjonsmetoder, hvor det å erstatte petroleumsbaserte syntetiske polymerer med fornybare og resirkulerbare biomaterialer er viktig. Nanocellulose og cellulose fra skog- og plantemateriale er gode kilder til slike erstattere, da de har minst like gode egenskaper som stål og glass, men veier mye mindre. Videre kan det introduseres nye funksjonelle egenskaper, med et årlig globalt markedspotensiale på 19-60 millioner tonn. Målsettingen med dette prosjektet er å optimalisere en ny marin kilde til cellulose og nanocellulose, nemlig sekkedyr (Ciona). Ciona cellulosen er av svært høy kvalitet sammenlignet med plantebasert cellulose, da fibrene er både lengre, tykkere og sterkere. Vi har oppskalert høy gjennomstrømmingsseparasjon av den celluloserike ytre kappen fra det proteinrike indre dyret (som kan brukes separat til dyrefor), slik at den beste bruken av biomassen oppnås. Vi har optimalisert en forenklet protokoll for fremstilling av Ciona cellulose med et redusert miljøavtrykk og har oppnådd en renhet på 99,8%. Med industrielle partnere har vi testet dette materialet i absorberende, forsterkede nanokomposittmatriser og fleksibel tynnfilm Quantum Dot-applikasjoner, samt utvikling av gjennomsiktige penetreringsgeler og bioengineered erstatning hornhinner for biomedisinske applikasjoner. I løpet av prosjektet har det blitt startet opp tre marine bioteknologiske selskaper, Tunichor AS, Ocean Bergen AS og Ocean Tunicell AS. Videre er to prosessteknologier blitt utviklet som vil være kilden til patentsøknader. Vi er for tiden involvert i konfidensielle diskusjoner med industri-, ingeniør- og finanspartnere på både et modifisert pilot cellulose raffineri (basert på vår optimaliserte protokoller) design og et sertifisert laboratorieanlegg for produksjon av nanocellulose av medisinsk kvalitet.

The project results support a global drive towards biotechnological solutions for environmentally sound and sustainable manufacturing technologies, particularly in the replacement of plastics with biopolymers. We have generated competence in the generation and processing of the low trophic, marine, tunicate biomass and in the preparation of highly pure tunicate cellulose and nanocellulose towards a range of materials science and biomedical applications.

Globally, there is a drive towards environmentally sound and sustainable manufacturing technologies and biotechnological solutions are increasingly solicited towards this goal. A major example is the international R&D effort to replace petroleum-based synthetic polymers/plastics with recyclable, biodegradable materials. Nanocellulose and cellulose derived from forestry and other plant sources are excellent choices as a substitute, offering similar or stronger properties to steel or glass but with a large reduction in weight. They also offer possibilities to introduce various novel functionalities and are projected to supply a global annual market from 19-60 million tons. This project aims to optimise the use of an alternative marine source of nanocellulose and cellulose, the tunicate, Ciona, towards this vast market. Ciona nanocellulose has superior properties to plant-derived sources in that fibrils are longer, wider and stronger. A first primary project objective is to scale up high throughput separation of the cellulose-rich outer tunic (towards applications in this project) from the protein-rich inner animal (used in animal feed) such that best use of the biomass is achieved. We will then optimise preparation of Ciona cellulose and nanocellulose for efficiency, economy and minimized environmental footprint. Finally, with industrial partners, we will test this material in high volume adhesive, absorptive and coating applications as well as high value biomedical applications in relevant settings. We have developed dense mariculture systems with annual biomass production capacities of 250 tons dry weight per hectare. Subsea 3D farming of low trophic level tunicates offers a very attractive complement to plant based nanocellulose sources and contributes to freeing up valuable terrestrial areas. It is anticipated that successful achievement of project goals will result in formation of a Norwegian marine biotech company.

Budsjettformål:

BIOTEK2021-Bioteknologi for verdiskaping