Tilbake til søkeresultatene

EUROSTARS-EUROSTARS

E!114505 CARBONOR: Ekstrahering og raffinering av polymerer fra norsk stortare til høy-verdi biotek produkter

Alternativ tittel: E!114505 CARBONOR: Converting carbohydrate polymers from Nordic algal biomass into high-value biotech products

Tildelt: kr 4,1 mill.

Prosjektnummer:

317295

Prosjektperiode:

2020 - 2022

Midlene er mottatt fra:

Organisasjon:

Samarbeidsland:

Laminaria hyperboea (norsk stortare) er en unik plante som inneholder mange interessante komponenter, deriblant polymerene alginat og cellulose. De fungerer som byggesteiner og holder planten oppreist på lik linje som hos landplanter, men med noen strukturforskjeller som har gunstige fordeler. Alginatet fra stortare har en høyere andel guluronsyre i strukturen sammenliknet med andre tarearter, som gir en mer 3D-struktur på polymeren. Denne struktursammensetningen er svært gunstig innen medisin, og det testes på å benytte alginat blant annet til behandling av lungesykdommer. Cellulosen fra stortare er også unik sammenliknet med andre celluloser i markedet. Cellulose raffineres gjerne fra tre, men dette er en krevende prosess. I tare finnes cellulose i en renere form, slik at raffineringen blir skånsommere med god kvalitet på produktet. Den mekaniske styrken på cellulose raffinert fra tare har gitt doble verdier sammenliknet med cellulose fra tre. Kun bakterier kan lage like god kvalitet på cellulosen, men dette er en kostbar prosess. I Carbonor-prosjektet er både alginat og raffinert cellulose framskaffet, videreforedling av disse produktene til mer høyverdig produkter er også studert. Enzymatisk hydrolyse av alginatet til oligomerer har blitt testet og aktiviteten av enzymet er analysert. Fermentering av bakterielinjen som produserer enzymet har blitt oppskalert fra lab størrelse til industriell størrelse. Videre har aktiviteten til produsert enzym og hydrolysen til oligomerer blitt verifisert. I cellulose-delen av prosjektet har cellulose blitt videreforedlet til nanocellulose. Det er testet med TEMPO-oksidering og mekanisk forbehandling før fibrillering til cellulose nanofibriller. Krystallinitet og vannbindingsevne er karakteristikker som er viktige egenskaper for produktet, gjennom prosjektet har dette blitt optimalisert og analysert. Gjennom prosjektet har det blitt etablert kontakt med både kunder og samarbeidspartnere. Dialog med kunder på både alginat og cellulose vedrørende spesifikasjoner, karakteristikker og egenskaper på polymerer er drøftet og identifisert. Nye samarbeidspartnere åpner nye dører for videreforedling av produkter fra alginat og cellulose og vil være sentral i tiden som kommer. Prosjektering av produksjonslinjer for alginat og cellulose pågår og produksjon er planlagt i 2024.

Gjennom prosjektet har det blitt funnet at alginat kan depolymeriseres til oligomerer ved hjelp av enzymer til molekylstørrelse som er hensiktmessig i forhold til applikasjoner mot cystisk fibrose og potensielt kols. Bruk av enzymer til slike formål, sammenliknet med kjemisk modifikasjon, gir en mer spesifikk nedbrytning av molekylet samt mindre tap av produkt i prosessen. Bruk av enzymer til dette formålet er derfor gunstig. Prosjektet viser ved sammenlikning av produksjonsmetode for cellulose fra tare og fra tre at raffinering av cellulose fra tare er en mindre energikrevende prosess, med lavere forbruk av kjemikalier. Dette er svært gunstig med tanke på bærekraft og miljø, slik at produksjon av cellulose fra tare vil ha mindre CO2 avtrykk sammenliknet med produksjon fra tre. Generelt sett i prosjektet så produseres alginat og cellulose uten bruk av formaldehyd for fargefiksering, dette er veldig vanlig i industriell alginatproduksjon. Formaldehyd er et giftig og toksisk kjemikalie, som har negativ innvirkning på miljøet. Samt, ved å produsere flere produkter fra samme råstoff, som ikke er standarden i industrien i dag, så vil totalt karbon avtrykk og kostnader bli redusert. Prosjektet har vært vellykket med bakgrunn i benyttede produksjonsteknikker og redusert klimaavtrykk, som videre leder til en mer bærekraftig industri. Oppskalering og produksjon av nevnte produkter vil også gi mer behov for arbeidskraft og inntekter til lokalsamfunnet.

Alginor has developed a green process to produce a starting material (ASM) from the stipe of the kelp Laminaria hyperborea. The aim of the project is to exploit this process and the ASM as a source of alginate and cellulose to derive two high-value products, Ultra-G and Alga-C. KTH have developed processes to generate the molecular components of Ultra-G and Alga-C and demonstrated their properties in the laboratory. However, upscaling, commercial viability and materials design from these components requires optimisation and further evaluation. A third product potentially usable as a bioplastic precursor (Bio-P) is generated during the production of Ultra-G, but the focus will be the production and commercialisation of Ultra-G and Alga-C. The specific aims are to: • transfer existing lab-scale technologies to pilot-plant scale. To this end, sub-contracts will be made with Borregaard (Sarpsborg)/BioBase Europe Pilot Plant (BBEPP Ghent) for access to heat regulated and agitated reactors and drying technologies mimicking industrial production, and with Nofima Biotep (Tromsø) for access to large-volume enzyme-based processes and technologies • assess the properties of the manufactured Ultra-G and Alga-C from selected design processes and compare with similar products on the market to benchmark the superior properties of the new products • test the developed processes at key customers facilities for qualification and feedback • develop new materials for the biopharmaceutical, biomedical and cosmetic sectors derived from Ultra-G and Alga-C and assess their structural and functional properties and • patent and commercialise these new materials The project will establish a commercially viable process for the industrial production of Ultra-G and Alga-C, and materials derived from these products for the biomedical, pharmaceutical and cosmetics sectors. New IP will be generated, and the data will inform an investment decision for commercialisation of Ultra-G and Alga-C.

Budsjettformål:

EUROSTARS-EUROSTARS