UT-onderzoeker Boelo Schuur werkt samen met de industrie aan groene oplossingen voor scheidingsprocessen en pioniert daarbij in zijn vakgebied. Zijn werk wordt steeds meer erkend door zowel bedrijfsleven als overheid. Recent haalde hij via een zogenaamde TKI-aanvraag nog ruim een half miljoen euro binnen van het Nederlandse ministerie van Economische Zaken.

Duurzame scheidingstechnieken

In de energietransitie van onze samenleving is een grote rol weggelegd voor de chemische industrie, die een aandeel van ongeveer tien procent heeft in de totale CO2-uitstoot in Nederland. De helft daarvan wordt veroorzaakt door scheidingsprocessen. “De zoektocht naar duurzamere scheidingsprocessen is dus van vitaal belang”, vertelt Schuur. “Enerzijds werk ik aan het vervangen van bestaande processen door processen die meer energie-efficiënt zijn, anderzijds ligt de focus op bioraffinage om bestaande productieprocessen vanuit aardolie te vervangen.”

Traditionele scheidingsprocessen in de chemische industrie gebeuren vaak door middel van destillatie, het scheiden van een mengsel van stoffen op basis van een onderling verschil in kookpunt. Dit is een krachtige technologie, maar niet altijd energie-efficiënt en bij bioraffinage ook lang niet altijd technisch mogelijk.

De zoektocht naar duurzamere scheidingsprocessen is van vitaal belang. 

Schuur noemt als voorbeeld voor de bioraffinage de papierindustrie, waarmee hij nauw samenwerkt. “In de huidige papierfabrieken wordt lignine, een stof uit de celwand van planten en bomen die fungeert als het cement tussen de vezel, geëxtraheerd en verstookt. De energie die bij het verstoken vrijkomt, is meer dan voldoende voor de fabriek. Zelfs omliggende steden kunnen ermee via een warmtenet worden verwarmd. Deze oplosmiddelregeneratie levert echter geen verdere toegevoegde waarde. Dat is zonde. Als je voldoende energie kan halen uit andere duurzame bronnen die de energie leveren voor de fabriek, dan kun je uit de lignine waardevolle producten maken. Door de lignine niet te verbranden, reduceert ook de CO2-uitstoot. De lignine kan als grondstof dienen voor de chemische industrie, bijvoorbeeld om bioplastic of nieuwe chemicaliën te fabriceren. Er komt dus een hele nieuwe categorie producten als bijproduct van het maken van papier. Dan moet je de lignine wel uit het oplosmiddel kunnen regenereren, zonder het te verbranden. Daar werk ik aan.”

Regeneratie

Boelo Schuur ontving voor het TKI-project ‘Processes for Industrial application of natural Deep Eutectic Solvents’ 525.000 euro van de Nederlandse overheid. Binnen deze TKI-projecten zorgen de industrie en overheid gezamenlijk voor de financiering en werkt de universiteit nauw samen met de betrokken industriële partners en andere onderzoeksinstituten.

In de toekomst hoopt Schuur meer financiering te ontvangen voor onderzoek naar chemicaliën uit plantaardige bronnen. Biomassa moet aardolie vervangen als belangrijkste grondstof. “Bijna alles wat je nu om je heen ziet, is nog gemaakt uit olie. Daar willen we vanaf. We willen onze grondstoffen direct uit de natuur halen zonder eerst miljoenen jaren te wachten totdat deze fossiel worden. Dit is essentieel in de verduurzaming van onze economie, want op het moment dat je planten gebruikt als voeding voor de industrie, hebben ze tijdens de groei al CO2 opgenomen uit de atmosfeer. Met energie uit de zon en grondstoffen voor materialen uit biomassa kunnen we flink verduurzamen. Belangrijke producten die in de toekomst uit biomassa gemaakt kunnen worden, zijn plastics. Er zijn al hele mooie voorbeelden zoals polymelkzuur en polyethyleen furanoaat (PEF), een vervanger voor PET, waarvan frisdrankflessen gemaakt zijn.”

“In de ontwikkeling van nieuwe routes gebaseerd op biomassa zijn scheidingstechnieken essentieel. Hierbij werk ik vaak met oplosmiddelen en dan is het belangrijk dat deze oplosmiddelen ook weer geregenereerd kunnen worden. Juist de regeneratie is een onderwerp dat nog wel eens vergeten wordt, dit is een procesonderdeel dat energie kost en noodzakelijk is om een proces echt duurzaam te maken. Daarom heb ik hier veel aandacht voor." 

Fundamenteel onderzoek

Schuur staat veel in contact met de industrie. “We hebben het met z’n allen vaak over de maatschappelijke impact van universiteiten, maar ik zie ook dat deze bedrijven juist een strakke rolverdeling zien tussen toepassing en fundamenteel onderzoek. Zij kloppen bij ons aan voor die fundamentele kant en stimuleren ons om ook vooral fundamenteel onderzoek te doen op onderwerpen waar zij nadien in de toegepaste fase mee verder kunnen. Met zulke samenwerkingen landt onze kennis op de plek waar er echt wat mee gedaan wordt en de maatschappelijke impact maximaal is.”

Onderwijs

Schuur is vanuit zijn discipline nauw betrokken bij het onderwijs op de Universiteit Twente. Binnen de master Chemical Engineering verzorgt hij het vak Advanced Molecular Separations, waarin hij studenten verschillende scheidingstechnieken aan de hand van energie-efficiëntie op procesniveau laat vergelijken. “Verder geef ik in de bachelor Chemical Science and Engineering college over duurzame industriële chemie. Daar laat ik studenten verschillende aspecten van duurzaamheid zien. Collega’s van onze gammafaculteit BMS zijn daarin ook betrokken. Zij laten de sociale aspecten van duurzaamheid zien. We leren daarbij studenten om het productieproces te beoordelen op zowel sociale als ecologische impact. Denk aan het maken van biodiesel uit jatrophanootjes in Indonesië. Dan moet je je ook afvragen wat dat betekent voor de mensen daar. Heel interessant.” 

dr.ir. B. Schuur (Boelo)
Professor

Prof. Dr. Ir. Boelo Schuur werkt binnen de vakgroep Sustainable Process Technology van de faculteit TNW van de Universiteit Twente.