Søramerikanske og europeiske eksperter viste hvordan man kan omdanne landbruks- og skogbruksrester til høyverdige produkter

NewHype ValBio-3D-prosjektet – Valorisering av restbiomasse for avanserte 3D-materialer - utviklet effektiv teknologi for produksjon av bærekraftige og 100 % biobaserte materialer fra agroindustrielle rester, for fremtidens bioøkonomi, og basert på kostnadseffektiv produksjon av biokjemikalier, bioplast, biokompositter og skreddersydde nanocelluloser. ValBio-3D-prosjektet var et treårig prosjekt (2017-2019) og var et samarbeid mellom 3 europeiske og 3 søramerikanske FoU-grupper, i tillegg til involvering av relevant industri.

"Dette prosjektet har bekreftet vår hypotese om at industrielt land- og skogavfall kan brukes, spesielt sukkerrørbagass og furusagflis. Dette kan omdannes til høyverdige produkter som sårbandasjer eller bærekraftige biokompositter. Slik unngår man å deponere eller brenne avfallet, samtidig som det gir økonomisk gevinst.

Dr. Maria Cristina Area (IMAM, Argentina)
koordinator for prosjektet

3D-trykt konstruksjon sammensatt av TEMPO oksidert bagasse nanocellulose og alginat. (Foto: Gary Chinga Carrasco, RISE PFI).

3D-printet selvstående øremodell med høykonsistens nanocellulose fra fururester. (Foto: Gary Chinga Carrasco, RISE PFI).

Forskere med tverrfaglig bakgrunn gikk sammen for å utføre den krevende jobben som var planlagt for prosjektperioden, "det er ikke lett å konvertere en agroindustriell rest til et høyverdig produkt, spesielt hvis vi fokuserer på biomedisinske anvendelser", legger Dr. Gary til Chinga Carrasco (RISE PFI, Norge). «Heldigvis regnet vi med den omfattende kompetansen til IMAM når det gjelder masse-produksjon og fraksjonering, vår RISE PFI-kompetanse når det gjelder skreddersydde nanocelluloser og biokompositter for biomedisinske applikasjoner. Vi involverte også ekspertise fra RISE Bioscience da det var nødvendig å teste utstyret for sårbandasje”, tilføyer den erfarne forskeren.

Noen av hovedaktivitetene angående valorisering av gjenværende biomasse omfattet nanocellulose og biokomposittproduksjon, og 3D-utskrift. Ulike nanocelluloser ble produsert og testet, bl.a materialer med varierende sammensetning og som var kjemisk eller enzymatisk forbehandlet. "I vårt tilfelle var et av hovedprosjektets resultater utviklingen av høykonsistens enzymatisk fibrilleringsteknologi (HefCel) mot nye råmaterialer (furusagflismasse, bagass), cytotoksisitetstester av de enzymatisk fibrillerte cellulosematerialene og 3D-utskriftsforsøk av cellulosehydrogeler”, nevner Dr. Heli Kangas (VTT, Finland).

3D-utskrift av en biokomposittstruktur ved hjelp av fused deposition modeling (FDM) teknologi. Biokompositten er sammensatt av biokompatibilisatorer og biobasert polyetylen fra sukkerrør, og sukkerrørbagassfibre oppnådd i prosjektet (Foto: Gary Chinga Carrasco, RISE PFI).

En annen rute som forskergruppen undersøkte var produksjonen av bioplast, som forventes å være en biokilde, bærekraftig og fornybar. "Dette krevde også en optimal fraksjonering, samtidig sakkarifisering og fermentering for å forbedre utbyttet av andre generasjons bioplastproduksjon, det vil si fra restavfall”, legger Dr. Area til. Bioplastproduksjon er dyrere enn konvensjonell fossil plast, men forskerne viste at kombinasjonen av bioplast og lignocellulosefibre fra for eksempel bagass kan være fordelaktig. Slike biokompositter kan lages med lavere økonomisk kostnad og forbedret miljøytelse sammenlignet med ren plast eller bioplast. "Disse resultatene er veldig interessante fra et industri- og miljøperspektiv. Vi jobber mye med noen artikler som beskriver fremskritt i denne retningen, spesielt med tanke på livssyklusvurderingen av biokomposittmaterialene”, forteller forskerne Diana Ita Nagy og Isabel Quispe (PUCP, Peru).