In ChainCraft komen biobased chemie, benutting van reststromen, energie-innovatie en (dier)gezondheid samen. Hoe? Directeur Niels van Stralen legt het graag uit: “Onze grondstoffen zijn reststromen uit de agrarische industrie, groente- en fruitsnijderijen, van retailers of uit huishoudelijk groente-, fruit en tuinafval. De organische producten uit de pre-consumentenstroom zetten wij via twee fermentatiestappen, waarvan één gepatenteerd, om tot een mix aan vetzuren.”
Dit productieproces hoeft niet onder steriele omstandigheden plaats te vinden. “Dat maakt het zeer robuust”, aldus Van Stralen. “We hoeven ook geen gebruik te maken van genetisch gemodificeerde organismen. Voor onze productie benutten we bacteriën die al in de reststromen aanwezig zijn. Dit maakt het mogelijk om heterogene reststromen zonder verdere voorbehandeling te verwerken.”

Het eerste fermentatieproces is volgens Van Stralen vergelijkbaar met de productie van biogas. “Alleen de laatste stap daarin, de vergisting naar methaan, zetten we niet. Daarmee zouden we veel waarde vernietigen. In plaats daarvan werken we in onze tweede fermentatie en downstream-processing naar onze vetzuren toe.”  

Immuunsysteem

Die vetzuren gaan als additief in mengvoeders voor dieren. Dit additief vertegenwoordigt uiteindelijk 0,1 tot 0,2 procent van het eindproduct en draagt bij aan een gezondere darmflora en betere darmontwikkeling. Het versterkt volgens onderzoek het immuunsysteem van de dieren, wat aan het eind van de rit leidt tot een beter product in de vorm van vlees of zuivel. Het vermindert in het voortraject de kwetsbaarheid van het dier voor bijvoorbeeld Salmonella en E.coli. “De kwaliteitsmonitoring van diervoeding is heel streng”, weet Van Stralen. “Er worden veel parameters bijgehouden. Daarbij wordt onder andere steekproefsgewijs de darmgezondheid van geslachte dieren vastgesteld. Dankzij de gemakkelijker empirisch vast te stellen relatie tussen voeding en gezondheid, loopt deze sector in de toepassing van immunologische kennis zelfs voor op de humane voeding”, aldus van Stralen.

Het sterkere immuunsysteem in de dieren betekent concreet bijvoorbeeld dat de boer minder antibiotica aan zijn beesten hoeft te geven en dat hij een dier minder hoeft te voeren. De mix van ChainCraft biedt een biobased alternatief voor de langs petrochemische weg geproduceerde vetzuren C4, C5 en C7. De biobased vetzuren kunnen ook van palmpitolie gemaakte C6 en C8 vervangen. Met beide productgroepen is ChainCraft in staat om met zijn duurzamer alternatief op prijs te concurreren. “Dat moet ook wel”, merkt Van Stralen op, “In de food wil men van de palmolie af. Maar de feed staat wat verder van de consument af. Daar speelt dat argument wat minder, al zien we positieve ontwikkelingen."

Afzetmogelijkheden

Een kleine vijf jaar geleden kondigde Chemie Magazine de bouw van een demofabriek door ChainCraft aan. Die productiefaciliteit in het Westelijk Havengebied van Amsterdam draait inmiddels op een aanzienlijk percentage van zijn capaciteit. “We hebben de technologie en de commerciële potentie bewezen. Daarmee zijn we klaar voor de volgende stap: een grootschalige fabriek.”

Die plannen voor een faciliteit met een tien keer zo grote capaciteit liggen er. In het traject van laboratorium tot deze demofabriek is de technologie volgens Van Stralen al een factor 250.000 opgeschaald. “De factor tien die we nu gaan vergroten stelt technologisch niet zo veel voor. Wel gaan we daarbij ook het proces veranderen. Van het huidige proces waarin we natriumzouten van vetzuren produceren, gaan we naar een proces waarin we zuren gaan maken. Ook gaan we naar de productie van pure, afzonderlijke vetzuren in plaats van een mix. Dat vergroot onze afzetmogelijkheden aanzienlijk.” 

Waar de nieuwe fabriek zal verrijzen is nog niet bekend. Wel is duidelijk dat hiervoor zo’n vijftig tot zestig miljoen euro nodig zal zijn. De financiering is nog niet helemaal in kannen en kruiken, maar de vooruitzichten dat dit binnen afzienbare tijd rond is zijn volgens Van Stralen goed. “We hebben biedingen van verschillende partijen.” ChainCraft wil de fabriek, die in 2025 van start kan gaan, zelfstandig gaan bedrijven.

Weekmakers

Met de afzonderlijke middellange keten vetzuren in zuurvorm komen producten met een hogere toegevoegde waarde in beeld. Van Stralen denkt aan biobased smeermiddelen, herbiciden, weekmakers, (af)wasmiddelen, coatings en oplosmiddelen. “We kunnen vanuit ons proces veel kanten op. Dat is mooi, want meer mogelijkheden voor applicaties geven ons meer flexibiliteit om in te spelen op veranderende marktomstandigheden.”       

Tot de aantrekkelijkste mogelijkheden behoren niet-toxische weekmakers, een felbegeerd 
alternatief voor ftalaten, die volgens Van Stralen op termijn worden uitgefaseerd. Ook herbiciden behoren tot de mogelijkheden. Op dit terrein zouden vetzuurproducten glyfosaat kunnen vervangen. 

Gelijk speelveld

Nu zijn de marktvooruitzichten voor dergelijke biobased producten met de juiste prijs op  zichzelf goed. Toch is iets dat Van Stralen dwars zit: de regeling Stimulering Duurzame Energieproductie en Klimaattransitie (SDE+(+)). Die heeft als doel de stimulering van de productie van duurzame energie en verlaging van de CO₂-uitstoot. “Let op het woord ‘energie’... daartoe beperkt het zich nu vooral, terwijl je met biobased chemie een verdergaande vergroeningsstap zet. Als we de vergisting naar methaan zouden doorzetten, zouden we in aanmerking komen voor die subsidie, terwijl we daarmee waarde zouden vernietigen met een minder innovatieve oplossing.” 

Met zijn volledig biobased chemie grijpt ChainCraft  naast deze regeling. Van Stralen: “Begrijp me goed, ik ben heel blij met de subsidiemogelijkheden die wij tot nu toe hebben kunnen benutten. Ik snap ook dat regelgeving altijd wat achter het tempo van innovatie aanhobbelt. Maar dit is wel een punt dat wel snel moet worden aangepakt, want er is op deze manier geen gelijk speelveld.”

Hij put hoop uit het feit dat hij de maatschappij en de industrie nu echt in transitiemodus ziet komen. “We staan nog aan het begin, maar het beweegt. De stappen die wij nu zetten hadden we vijf jaar geleden nog niet kunnen maken. De tijd is rijp. Maar het kan allemaal nog wel wat sneller; nog altijd wordt er meer over transitie gesproken dan eraan gewerkt. Wij praten er ook graag over, maar nog liever brengen we het, in gezamenlijke productontwikkeling met partners, in de praktijk.”  

Het proces

In de eerste fermentatiestap maakt ChainCraft in 750 kubieke meter aan reactoren korte-ketenvetzuren (FCSA). Nadat daarvan een cellulose houdende afvalstroom (digestaat) is afgescheiden, worden de korte-ketenvetzuren in de tweede reactiestap met 250 kubieke meter aan reactoren onder toevoeging van ethanol in een open-cultuurfermentatie verlengd tot een mix van middellange keten vetzuurzouten (MCFA, C2 tot en met C8). Maar voordat die mix overblijft, zijn er opwerkings- en zuiveringsstappen nodig. Membraantechnologie, verdamping en droging zorgen ervoor dat de ongewenste stoffen – met name water en bacteriën – worden afgescheiden. Verreweg de grootste fracties in het eindproduct zijn boterzuur (C4 – 25% van de massa ) en capronzuur (C6 – 60% van de massa).    

Samen applicaties ontwikkelen

De komende tijd willen Van Stralen en zijn collega’s graag samen met nog meer partners aan het werk om duurzame applicaties op het gebied van coatings en weekmakers te ontwikkelen. Hij nodigt bedrijven in de smeermiddelen, herbiciden, weekmakers, (af)wasmiddelen, coatings en oplosmiddelen, en bedrijven in de toeleveringsketens, graag uit om van gedachten te wisselen. Vooral de gedachte om naast duurzaamheid ook op functionaliteit beter te scoren dan petrochemische producten is uitdagend.

De activiteiten van ChainCraft zijn mede mogelijk gemaakt door de Europese Unie en het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling.