Search

The emerging biobased economy is causing shifts from mineral fossil oil based resources towards renewable resources. Because of market mechanisms, current and new industries utilising renewable commodities, will attempt to secure their supply of resources. Cellulose is among these commodities, where large scale competition can be expected and already is observed for the traditional industries such as the paper industry. Cellulose and lignocellulosic raw materials (like wood and non-wood fibre crops) are being utilised in many industrial sectors. Due to the initiated transition towards biobased economy, these raw materials are intensively investigated also for new applications such as 2nd generation biofuels and 'green' chemicals and materials production (Clark, 2007; Lange, 2007; Petrus & Noordermeer, 2006; Ragauskas et al., 2006; Regalbuto, 2009). As lignocellulosic raw materials are available in variable quantities and qualities, unnecessary competition can be avoided via the choice of suitable raw materials for a target application. For example, utilisation of cellulose as carbohydrate source for ethanol production (Kabir Kazi et al., 2010) avoids the discussed competition with easier digestible carbohydrates (sugars, starch) deprived from the food supply chain. Also for cellulose use as a biopolymer several different competing markets can be distinguished. It is clear that these applications and markets will be influenced by large volume shifts. The world will have to reckon with the increase of competition and feedstock shortage (land use/biodiversity) (van Dam, de Klerk-Engels, Struik, & Rabbinge, 2005). It is of interest - in the context of sustainable development of the bioeconomy - to categorize the already available and emerging lignocellulosic resources in a matrix structure. When composing such "cellulose resource matrix" attention should be given to the quality aspects as well as to the available quantities and practical possibilities of processing the feedstock and the performance in the end-application. The cellulose resource matrix should become a practical tool for stakeholders to make choices regarding raw materials, process or market. Although there is a vast amount of scientific and economic information available on cellulose and lignocellulosic resources, the accessibility for the interested layman or entrepreneur is very difficult and the relevance of the numerous details in the larger context is limited. Translation of science to practical accessible information with modern data management and data integration tools is a challenge. Therefore, a detailed matrix structure was composed in which the different elements or entries of the matrix were identified and a tentative rough set up was made. The inventory includes current commodities and new cellulose containing and raw materials as well as exotic sources and specialties. Important chemical and physical properties of the different raw materials were identified for the use in processes and products. When available, the market data such as price and availability were recorded. Established and innovative cellulose extraction and refining processes were reviewed. The demands on the raw material for suitable processing were collected. Processing parameters known to affect the cellulose properties were listed. Current and expected emerging markets were surveyed as well as their different demands on cellulose raw materials and processes. The setting up of the cellulose matrix as a practical tool requires two steps Firstly, the reduction of the needed data by clustering of the characteristics of raw materials, processes and markets and secondly, the building of a database that can provide the answers to the questions from stakeholders with an indicative character. This paper describes the steps taken to achieve the defined clusters of most relevant and characteristic properties. These data can be expanded where required. More detailed specification can be obtained from the background literature and handbooks. Where gaps of information are identified, the research questions can be defined that will require further investigation. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

This perspective presents an estimation of the future demand for biomass of the chemical industry in Europe, provided that naphtha, the present feedstock of the petrochemical industry, is fully replaced by biomass. Data are based on the Eurostat data on manufactured goods for EU27 in 2007. Two different strategies of biomass application are studied: (i) biomass is used to produce the six platform chemicals that presently form the basis of the petrochemical industry, which would allow the subsequent production of all chemicals that are presently produced in the existing infrastructure, and (ii) the chemical functionality present in the various constituents of biomass is used to produce directly the functionalized molecules that are presently produced via the platform chemicals. Not only is the use of carbohydrates and lignin taken into account, also the use of biomass components, such as proteins and natural oils, is considered. It is shown that the second approach will require less biomass (and thus land) than the first approach and that the application of biorefinery technologies, in order to separate the biomass in its different constituents, which can subsequently be used to produce the functionalized molecules, can even further diminish the demand for land. Furthermore it is concluded that production of chemicals from biomass is more beneficial that production of transportation fuels or electricity

RIO (Reflexief Interactief Ontwerpen) bestaat uit drie hoofdonderdelen: de (systeem)analysefase, de ontwerpfase en de verankeringsfase. RIO is ontstaan in een veehouderijcontext. Die context heeft een aantal specifieke eigenschappen, die toepassing van RIO in andere sectoren niet volledig vanzelfsprekend maakt. In een drietal projecten in de tuinbouw en biobased research is onderzocht in hoeverre (onderdelen van) RIO toepasbaar zijn in deze contexten. Gemeenschappelijk kenmerk van de cases die daarbij aan de orde waren was dat een technologisch kernidee het startpunt voor het ontwerpproces vormde, met een min of meer impliciete maatschappelijke problematiek die daarachter werd voorondersteld. De drie cases zijn: grasraffinage, Teelt de Grond Uit: bloembollen en appel, Teelt de grond uit: vinicultuur en aquaponics.

RIO (Reflexief Interactief Ontwerpen) bestaat uit drie hoofdonderdelen: de (systeem)analysefase, de ontwerpfase en de verankeringsfase. RIO is ontstaan in een veehouderijcontext. Die context heeft een aantal specifieke eigenschappen, die toepassing van RIO in andere sectoren niet volledig vanzelfsprekend maakt. In een drietal projecten in de tuinbouw en biobased research is onderzocht in hoeverre (onderdelen van) RIO toepasbaar zijn in deze contexten. Gemeenschappelijk kenmerk van de cases die daarbij aan de orde waren was dat een technologisch kernidee het startpunt voor het ontwerpproces vormde, met een min of meer impliciete maatschappelijke problematiek die daarachter werd voorondersteld. De drie cases zijn: grasraffinage, Teelt de Grond Uit: bloembollen en appel, Teelt de grond uit: vinicultuur en aquaponics.

Biobased economy is expected to grow substantially in Europe within the coming 20 years. An important part of the bioeconomy is biorefineries in which biomass is processed in a sustainable manner to various exploitable products and energy. Bioeconomy can be seen as an expansion of the biorefinery concept as it also includes the exploitation of biotechnology in processing of non-biological raw materials or production of non-bio products exploiting certain biological principles.Enzymes offer a selective and efficient means to convert biomass and its components including polysaccharides into chemicals, materials, energy, food and feed in a sustainable manner. Due to their specificity enzymes are powerful tools especially in the targeted modification of biomass components. Furthermore, enzymes can be used to overcome some of the challenges related to the utilisation of biomass. Compared to traditional manufacturing systems, biomass can be processed by enzymes in mild conditions with significantly less energy, water and without the need of aggressive chemicals. A wide variety of potential enzymes suitable for processing and upgrading of lignocellulosic polysaccharides and polysaccharide -based materials is currently commercially available and novel enzymes are actively searched for. The role of these enzymes in future lignocellulosic polysaccharide processing and up-grading is dependent on the value addition and economical feasibility reached as well as the wide industrial acceptance of the bioprocessing technologies.

In this perspective it is shown that considerable amounts of fossil raw materials in the EU economy can be replaced by biomass by 2030 and 2050. Especially the additional demand from the chemical industry and part of the transportation fuels is investigated. Sufficient supply to accommodate the additional demand is achieved by a number of approaches: (i) by increasing the field yield of the main EU crops, including grassland; and (ii) by the application of biorefining technologies, which will enable efficient and economical use of biomass components for several purposes, for example, energy, animal feed, and chemical production. Especially the application of biorefinery technologies makes a broader crop choice possible, since all components present in the crop can be made to good use. It is concluded that in this way the EU can supply considerable amounts of its energy and raw material base, including the potential demand of the chemical industry, while at the same time decreasing its dependence on importing animal feed components from elsewhere

Een goede logistiek maakt het gebruik van biomassa duurzamer en goedkoper. Het computermodel Bioloco biedt uitkomst voor energieketens. Het wordt nu ook geschikt gemaakt voor bioraffinage.

Verlaging van het fosforgehalte van veevoer wordt gezien als één van de beste manieren om de fosfaatuitstoot van de Nederlandse veehouderij naar beneden te brengen. Koen Meesters, onderzoeker bij Food and Biobased Research, werkt samen met Productschap Diervoeder en veevoerfabrikant Brokking aan de verdere ontwikkeling van een nieuw procedé daarvoor.

Verlaging van het fosforgehalte van veevoer wordt gezien als één van de beste manieren om de fosfaatuitstoot van de Nederlandse veehouderij naar beneden te brengen. Koen Meesters, onderzoeker bij Food and Biobased Research, werkt samen met Productschap Diervoeder en veevoerfabrikant Brokking aan de verdere ontwikkeling van een nieuw procedé daarvoor.

This report was produced to give an overview of present and future market for biorefinery products based on carbohydrates. Various studies show that there is a wealth of possible molecules and products that can be produced from carbohydrates. Carbohydrates already find significant application in starch products and cellulose plastics and fibres. However, for a biorefinery to operate in an economically sustainable way, applications for (preferably all) biomass ingredients need to be found. Presumably the optimal mix of applications will be a combination of larger volume/smaller value and smaller volume/higher value applications. For this study we therefore have taken a molecular approach. Looking at the size of possible end markets for the molecules that can be based on carbohydrates a number of main products come into view: dialcohols, dioic acids, 2,5 furan dicarboxylic acid and ethanol. These molecules with a wide application range can serve as basis targets for the carbohydrate stream of a biorefinery, provided the production processes are optimised to make them competitive to the petrochemical counterparts. Speciality applications for the resulting side streams will then need to be found on a case by case basis.

Overzicht van de informatiefolders van Wageningen Universiteit met betrekking tot onderzoek naar de biobased economy. Deze onderzoekprogramma's gaan in op: bioraffinage, materialen, chemicaliën, brandstoffen, energie, biomassa reststromen dier, diervoeding en gewassen

De Europese import van soja voor diervoeding kan met maximaal dertig procent omlaag. Tenminste, als de technologie waar Edwin Keijsers van het Instituut Food & Biobased Research aan werkt in de nabije toekomst een succes wordt. Dan komen die eiwitten gewoon uit gras.

Rapport van het International Energy Agency (IEA) over de productie van bio-energie, het gebruik van biomassa en de toepassing van bioraffinage in Nederland.

The focus of this study is to give an overview of traditional and new biomasses and biomass streams that contain proteins. When information was available, the differences in molecular structure and physical and chemical properties for the different proteins is given. For optimal biomass use, isolation of valuable compounds like proteins can be an important aspect. To make decisions possible if biorefinery strategies by which the isolation of proteins is feasible, the economical value and production volumes of the different biomass streams will be discussed (when available). Also the industrial relevance and possible applications, such as technical applications and chemicals derived from proteins, will be reported. In addition, the outlet of protein-rich biomass resources in the feed sector will be pointed out.

De Europese import van soja voor diervoeding kan met maximaal dertig procent omlaag. Tenminste, als de technologie waar Edwin Keijsers van het Instituut Food & Biobased Research aan werkt in de nabije toekomst een succes wordt. Dan komen die eiwitten gewoon uit gras.

In de Nederlandse landbouw is sprake van een fosfaatoverschot. Dit overschot ontstaat doordat fosfaatbevattende veevoeders worden geïmporteerd, terwijl de resulterende mest in Nederland achterblijft. Door het verlagen van de hoeveelheid fosfaat in veevoeders kan de import van fosfaat en daarmee het overschot op Nederlandse bodem worden gereduceerd. Bij bioraffinage wordt een complexe grondstof door een serie van bewerkingsstappen gefractioneerd tot min of meer zuivere producten.

Rapport van het International Energy Agency (IEA) over de productie van bio-energie, het gebruik van biomassa en de toepassing van bioraffinage in Nederland.

Dit boekje is geschreven met als doel bioraffinage meer bekendheid te geven. In hoofdstuk 1 is de Biobased Economy beschreven en de sleutelrol die bioraffinage daarin speelt, met een focus op Nederland. Bioraffinage is een zeer brede term en een classificatiesysteem is noodzakelijk; dit is beschreven in hoofdstuk 2. In de hoofdstukken 3 en 4 wordt vervolgens dieper ingegaan op de grondstof voor bioraffinage, de biomassa, en de verschillende conversiemethoden die kunnen worden toegepast voor de verwerking van biomassa tot waardevolle producten. Vervolgens wordt in de hoofdstukken 5 t/m 7 een aantal voorbeelden van bioraffinage beschreven. Dit boekje wordt afgesloten met een aantal aspecten die van belang zijn voor de verdere ontwikkeling van bioraffinage in de toekomst.

In opdracht van de KNVKT en Agentschap NL werd door Wageningen UR, Food and BiobasedResearch een onderzoek uitgevoerd naar de mogelijkheden om bijproducten die vrijkomen in dekoffieindustrie op een betere manier te benutten. Hiervoor werd een uitgebreide deskstudieuitgevoerd (hoofdstuk 2 en 3), waarbij een gedetailleerd (engelstalig) verslag van patent enliteratuuronderzoek het uitgangspunt is geweest voor dit rapport. Aanvullend werd informatieverzameld van relevante internet sites en werden interviews afgenomen bij verschillendekoffiebranderijen om inzicht te krijgen in de restproducten die vrijkomen bij de koffieproduktieen een inschatting te kunnen maken van de hoeveelheden. Hierbij werden vrijkomende emballageen productieverliezen niet meegenomen.

This report provides an outlook on research into biorefineries in the US, Canada, Australia, China, India, Japan and Brazil. The results will be used for benchmarking or to indicate new opportunities. The most recent EU-funded Specific Support Action projects (Bioref-Integ, Biorefinery Euroview, Biopol and Sustoil) on biorefinery knowledge were taken as a starting point for data collection for this report. Furthermore, input was taken from the (country) reports of the IEA Task 42 Biorefinery. Literature research was combined with a thorough scan of the web to find as much information as possible. This survey concentrated on finding basic information. No further analysis of the information has been made in this report.

The focus of this study is to give an overview of traditional and new biomasses and biomass streams that contain proteins. When information was available, the differences in molecular structure and physical and chemical properties for the different proteins is given. For optimal biomass use, isolation of valuable compounds like proteins can be an important aspect. To make decisions possible if biorefinery strategies by which the isolation of proteins is feasible, the economical value and production volumes of the different biomass streams will be discussed (when available). Also the industrial relevance and possible applications, such as technical applications and chemicals derived from proteins, will be reported. In addition, the outlet of protein-rich biomass resources in the feed sector will be pointed out.

De centrale kennisvraag van deze studie is hoe het Nederlandse overheidsbeleid beter kan bijdragen aan de totstandkoming van de biobased economy (BBE) in Nederland. Om deze vraag te beantwoorden is het noodzakelijk om ontwikkelingen te schetsen die nodig zijn om de productieketens in de BBE tot volledige commerciële ontwikkeling te brengen, en hoe nieuw of bestaand beleid daarop in kan spelen. De uiteindelijke doelstelling van het project is om een onderbouwing en verdere uitwerking te ontwikkelen voor een strategie die tot doel heeft de productie van grondstoffen voor de BBE in Nederland te stimuleren. Dit project is geen nieuwe verkenning van welke biomassa stromen er in Nederland beschikbaar zijn of komen, of welke half- of eindproducten in de BBE geproduceerd kunnen worden; hiertoe zijn bestaande studies beschikbaar die het vertrekpunt vormen van dit project. Deze studie heeft als doelstelling om kansrijke grondstof-productketens voor de BBE in Nederland te definiëren, op basis van bestaande studies en een aantal van deze ketens verder in detail uit te werken.

Dit boekje is geschreven met als doel bioraffinage meer bekendheid te geven. In hoofdstuk 1 is de Biobased Economy beschreven en de sleutelrol die bioraffinage daarin speelt, met een focus op Nederland. Bioraffinage is een zeer brede term en een classificatiesysteem is noodzakelijk; dit is beschreven in hoofdstuk 2. In de hoofdstukken 3 en 4 wordt vervolgens dieper ingegaan op de grondstof voor bioraffinage, de biomassa, en de verschillende conversiemethoden die kunnen worden toegepast voor de verwerking van biomassa tot waardevolle producten. Vervolgens wordt in de hoofdstukken 5 t/m 7 een aantal voorbeelden van bioraffinage beschreven. Dit boekje wordt afgesloten met een aantal aspecten die van belang zijn voor de verdere ontwikkeling van bioraffinage in de toekomst.

In opdracht van de KNVKT en Agentschap NL werd door Wageningen UR, Food and BiobasedResearch een onderzoek uitgevoerd naar de mogelijkheden om bijproducten die vrijkomen in dekoffieindustrie op een betere manier te benutten. Hiervoor werd een uitgebreide deskstudieuitgevoerd (hoofdstuk 2 en 3), waarbij een gedetailleerd (engelstalig) verslag van patent enliteratuuronderzoek het uitgangspunt is geweest voor dit rapport. Aanvullend werd informatieverzameld van relevante internet sites en werden interviews afgenomen bij verschillendekoffiebranderijen om inzicht te krijgen in de restproducten die vrijkomen bij de koffieproduktieen een inschatting te kunnen maken van de hoeveelheden. Hierbij werden vrijkomende emballageen productieverliezen niet meegenomen.

In de Nederlandse landbouw is sprake van een fosfaatoverschot. Dit overschot ontstaat doordat fosfaatbevattende veevoeders worden geïmporteerd, terwijl de resulterende mest in Nederland achterblijft. Door het verlagen van de hoeveelheid fosfaat in veevoeders kan de import van fosfaat en daarmee het overschot op Nederlandse bodem worden gereduceerd. Bij bioraffinage wordt een complexe grondstof door een serie van bewerkingsstappen gefractioneerd tot min of meer zuivere producten.

De centrale kennisvraag van deze studie is hoe het Nederlandse overheidsbeleid beter kan bijdragen aan de totstandkoming van de biobased economy (BBE) in Nederland. Om deze vraag te beantwoorden is het noodzakelijk om ontwikkelingen te schetsen die nodig zijn om de productieketens in de BBE tot volledige commerciële ontwikkeling te brengen, en hoe nieuw of bestaand beleid daarop in kan spelen. De uiteindelijke doelstelling van het project is om een onderbouwing en verdere uitwerking te ontwikkelen voor een strategie die tot doel heeft de productie van grondstoffen voor de BBE in Nederland te stimuleren. Dit project is geen nieuwe verkenning van welke biomassa stromen er in Nederland beschikbaar zijn of komen, of welke half- of eindproducten in de BBE geproduceerd kunnen worden; hiertoe zijn bestaande studies beschikbaar die het vertrekpunt vormen van dit project. Deze studie heeft als doelstelling om kansrijke grondstof-productketens voor de BBE in Nederland te definiëren, op basis van bestaande studies en een aantal van deze ketens verder in detail uit te werken.

Overzicht van de informatiefolders van Wageningen Universiteit met betrekking tot onderzoek naar de biobased economy. Deze onderzoekprogramma's gaan in op: bioraffinage, materialen, chemicaliën, brandstoffen, energie, biomassa reststromen dier, diervoeding en gewassen

This report was produced to give an overview of present and future market for biorefinery products based on carbohydrates. Various studies show that there is a wealth of possible molecules and products that can be produced from carbohydrates. Carbohydrates already find significant application in starch products and cellulose plastics and fibres. However, for a biorefinery to operate in an economically sustainable way, applications for (preferably all) biomass ingredients need to be found. Presumably the optimal mix of applications will be a combination of larger volume/smaller value and smaller volume/higher value applications. For this study we therefore have taken a molecular approach. Looking at the size of possible end markets for the molecules that can be based on carbohydrates a number of main products come into view: dialcohols, dioic acids, 2,5 furan dicarboxylic acid and ethanol. These molecules with a wide application range can serve as basis targets for the carbohydrate stream of a biorefinery, provided the production processes are optimised to make them competitive to the petrochemical counterparts. Speciality applications for the resulting side streams will then need to be found on a case by case basis.