Home
BLIJF OP DE HOOGTE
Ontvang onze nieuwsbrief en digitale magazine
Uw adres wordt nooit aan derden doorgegeven.
Lees onze privacyverklaring.

       

ARTIKEL
Chitine winnen uit garnalendoppen Van afval naar grondstof
Download dit artikel als pdf
Is uw adres bekend, dan wordt de pdf meteen geopend, anders krijgt u een link toegestuurd.
Ook ontvangt u onze volgende nieuwsbrief.

Chitine winnen uit garnalendoppen

Van afval naar grondstof

Garnalendoppen als grondstof. Dat past in de biobased economie, waarin bestaande reststromen van biologische oorsprong verwaard worden. Uit garnalendoppen is chitine te winnen, en uit chitine weer chitosan en andere waardevolle stoffen. Een markt is er al voor, maar grootschalige productie wordt pas verwacht in 2020. Sinds april 2017 pelt GPC Kant in Lauwersoog machinaal Noordzeegarnalen, zoals te lezen was in Solids Processing 2018-1. Bij het pellen ontstaat een énorme berg doppen. Die reststroom wordt afgeleverd bij samenwerkingspartner Telson, die ook verantwoordelijk is voor het vermarkten van de gepelde garnalen. Telson beschouwt de doppen niet als afval, maar als bron van chitine, een polysacharide waaruit chitosan kan worden verkregen. Chitosan is een waardevolle grondstof voor onder meer de cosmetica-industrie, de farmacie, de waterzuivering (wegvangen metaalionen), de lijm- en coatingindustrie en voor (bio)medische toepassingen.

Gerelateerde expertise

Garnaal Gepelde garnaal Doppen Ruw chitine Chitine Chitosan Mechanisch pellen Vleesresten verwijderen uitkoken met NaOH Kalk verwijderen uitkoken met 1 N HCI Acetaatgroepen verwijderen uitkoken met 12 N NaOH Van afval naar grondstof CHITINE WINNEN UIT GARNALENDOPPEN Garnalendoppen als grondstof. Dat past in de biobased economie, waarin bestaande reststromen van biologische oorsprong verwaard worden. Uit garnalendoppen is chitine te winnen, en uit chitine weer chitosan en andere waardevolle stoffen. Een markt is er al voor, maar grootschalige productie wordt pas verwacht in 2020. Sinds april 2017 pelt GPC Kant in Lauwersoog machinaal Noordzeegarnalen, zoals te lezen was in Solids Processing 2018-1. Bij het pellen ontstaat een énorme berg doppen. Die reststroom wordt afgeleverd bij samenwerkingspartner Telson, die ook verantwoordelijk is voor het vermarkten van de gepelde garnalen. Telson beschouwt de doppen niet als afval, maar als bron van chitine, een polysacharide waaruit chitosan kan worden verkregen. Chitosan is een waardevolle grondstof voor onder meer de cosmetica-industrie, de farmacie, de waterzuivering (wegvangen metaalionen), de lijm- en coatingindustrie en voor (bio)medische toepassingen. En dus is chitinewinning onderwerp van onderzoek. PROCES EN MILIEU De garnalendoppen bestaan uit drie fracties: garnalenvlees/eiwit, kalk en het biopolymeer chitine. Om zuivere chitine te verkrijgen, is een aantal chemische behandelingen nodig, waaronder uitkoken met loog om de vlees- en eiwitresten te verwijderen en met zuur om de kalk te verwijderen (zie figuur 1). Voor de daadwerkelijk omzetting van chitine naar chitosan, waarbij de acetylgroep van het amine wordt verwijderd (de-acetylering, zie figuur 2), is nog een extra behandelingstap met loog nodig. Het proces vergt dan ook specialistische apparatuur, en milieumaatregelen om het gebruikte loog en zuur te recyclen. Onderzoekers proberen de productie van chitine en chitosan milieuvriendelijker te maken door enzymen en micro-organismen in te zetten om het afval te verwerken. WAGENINGEN Wageningen Food & Biobased Research heeft bijvoorbeeld technieken ontwikkeld om onder mildere omstandigheden (met enzymen) of met lagere hoeveelheden chemicaliën (via extrusie- 24 Solids Processing | nr. 2 | april 2018 Solids Processing | nr. 2 | april 2018 25 ZUIVERHEID De hamvraag bij het onderzoek is: hoe zuiver moet het te isoleren chitosan zijn? De zuiverheid bepaalt namelijk wat je ermee kunt, en omgekeerd bepaalt de vraag de zuiverheid. Omdat er tot voor kort een gebrek aan doppen was, heeft het Europese onderzoek lang een sluimerend bestaan geleid. Nu er karrevrachten doppen beschikbaar zijn in Lauwersoog, gaat het hard. In Nederland wordt onder meer onderzoek gedaan door een Noord-Nederlands consortium bestaande uit Syncom (farmachemie/ biotechnologie), de Hanzehogeschool Groningen, Dynaplak (biopolymeren, lijmen, coatings), BIONND (biotechnologie), Telson en de Rijksuniversiteit Groningen. De eerste fase van het onderzoek naar de ‘Verwaarding van Noordzee garnalendoppen’ werd in december 2017 succesvol afgerond. De financiering daarvan was deels afkomstig van het Innovatief Actieprogramma Groningen-4 (IAG) en deels van de deelnemende partijen zelf. Inmiddels is de tweede fase van start gegaan, gefinancierd door de EFRO tender Valorisatie en de onderzoekspartners. De Provincie Groningen en het Samenwerkingsverband Noord-Nederland (SNN) hebben het onderzoek vanaf het begin gesponsord. Geheel los hiervan loopt er ook een tweejarig onderzoekstraject met LTO Noord en Greenport Noord-Holland Noord, gericht op het gebruik van chitine als bodemverbeteraar. Dit project wordt gesubsidieerd door het Waddenfonds. technologie) isolatie van chitine en chitosan tot stand te brengen. Met deze technieken is het ook mogelijk chitine en chitosan om te zetten in de waardevolle bouwstenen N-acetylglucosamine en glucosamine. Behalve aan isolatietechnieken wordt er in Wageningen ook gewerkt aan de verbetering van de oplosbaarheid en de biofunctionaliteit, en aan de valorisatie van reeds aanwezige eigenschappen. Zo beschikt chitosan van nature over interessante antimicrobiële functies die met behulp van modificatie kunnen worden versterkt. Dit gemodificeerde chitosan wordt onder meer gebruikt voor de productie van films/coatings die microbiële verontreiniging tegengaan. De focus ligt in Wageningen dus vooral op landbouw en voedsel(veiligheid). OPSCHALING Het Noord-Nederlandse consortium concentreert zich meer op de procesindustrie, de waterzuivering en de fijn- en farmachemie. Er zijn uiteraard wel contacten met Wageningen, en het is met name uit logistieke overwegingen dat er in het noorden Biobased economy De Biobased Economy (BBE) maakt gebruik van biomassa voor niet-voedsel toepassingen, bijvoorbeeld chemicaliën, materialen, transportbrandstoffen, elektriciteit en warmte. De grondstoffen in een BBE hebben een biologische oorsprong en zijn binnen relatief korte termijn hernieuwbaar. In die zin vormt biomassa een onuitputtelijke bron van materiaal, in tegenstelling tot geologische afzettingen en fossiele grondstoffen die in vele tienduizenden jaren ontstaan. Wil de BBE slagen, dan is cascadering essentieel, dat wil zeggen alle componenten uit de biomassa moeten zo optimaal mogelijk worden benut door eerst de componenten te gebruiken met de hoogste toegevoegde waarde, zie de waardepiramide. Farma Gezondheid Fine Chemicals en lifestyle Food Voeding Feed Performance materialen Chemie en Fermentatie Materialen Commodity chemicaliën Fertilizer Fuel Energie Fire, elektriciteit en warmte Biobrandstof transport toegevoegde waarde volume Waardepiramide in de biobased economie. (Bron: virida.nl/cascadering-waardepiramide.html). Ongepelde Noordzeegarnalen. De doppen van deze garnalen vormen de grondstof voor chitosan. Figuur 2. Isolatie van chitine en chitosan. (Bron: dr. J.H. van Ee). Figuur 1. Schematische voorstelling van de vorming van chitosan uit chitine met behulp van het enzym chitine-deacetylase. wordt samengewerkt. Naarmate het lab-schaalonderzoek (tot 1 kilogram aan doppen) en de demoschaal (tot batches van 25 kilogram) vordert, wordt opschaling de nieuwe uitdaging. De eerste stap daartoe is de ontwikkeling van een pilotinstallatie (tot batches van 250 kilogram), maar het uiteindelijke doel is een raffinage-unit in de regio (Lauwersoog) voor grootschalige productie. De opschaling zal bij Syncom en Dynaplak plaatsvinden. Bij de ontwikkeling van de uiteindelijke installatie is een belangrijke rol weggelegd voor de Rijksuniversiteit Groningen, in het consortium vertegenwoordigd door Gert-Jan Euverink, hoogleraar Producten en Processen voor Biotechnologie in de biobased economie. Pas als er grootschalig kan worden geproduceerd – naar verwachting in de loop van 2020 – kunnen de eindgebruikers ook daadwerkelijk worden beleverd, en die zijn er; daarover bestaat nu al geen twijfel. ● Met dank aan Rob Pikkert, directeur van Telson bv, penvoerder van het project ‘Verwaarding van Noordzee garnalendoppen’, en Jan van Ee, projectleider. R&D | Wouter Oude Groothuis | Fotografie: Foodnote Dit artikel is afkomstig uit Solids Processing www.solidsprocessing.nl © ProcesMedia
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverterenLogin controlpanel