Nature’s principles is gespecialiseerd in het ontwikkelen van fermentatietechnologieën die de transformatie van diverse grondstoffen mogelijk maakt, variërend van traditionele bronnen zoals maïs, suikerbieten en suikerriet tot duurzame alternatieven zoals afvalcellulose, lignocellulose, inuline of op zetmeel gebaseerde restproducten. Hoewel het bedrijf nog startup is - er werken vijf mensen waarvan drie in vaste dienst - voert het idee al terug naar 2015, toen Jules Rombouts promotieonderzoek aan de TU Delft deed.

De ecologie van fermentatie

Rombouts: “Mijn PhD-onderzoek ging over de vraag hoe de ecologie van koolhydraatfermentaties werkt. Dan moet je bijvoorbeeld denken aan micro-organismen die suikers omzetten naar producten zoals melkzuur, butyraat, ethanol of waterstof. Als je weet hoe de ecologie van fermentatie werkt, dan kun je een reactor ontwerpen die specifiek het koolhydraat gaat omzetten naar bijvoorbeeld lactaat. Dat heeft als voordeel dat je niet meer afhankelijk bent van de aanwezigheid van één micro-organisme. Dat laatste is hoe de traditionele industrie het nu eigenlijk doet. Ze kopen een vrij zuivere grondstof in, bijvoorbeeld kristalsuiker, en brengen daar één type micro-organisme bij. Een heel schoon proces, maar het wordt ingewikkeld bij complexe reststromen die niet te steriliseren zijn. Micro-organismen kunnen niet goed tegen vervuiling, dat remt de groei en productie. In ons proces zetten we miljoenen bacteriën tegelijkertijd in, waarmee we nog steeds veel lactaat kunnen maken, maar waar vervuilingen minder invloed op hebben. Op die manier kun je dus reststromen gebruiken waarmee je melkzuur kunt maken uit grondstoffen die niet voor voeding geschikt zijn. Bijkomend voordeel zijn de lagere productiekosten, omdat reststromen een stuk goedkoper zijn dan zuivere kristalsuiker of andere dure nutriënten die bedrijven inkopen voor het klassieke productieproces.”

Van innovatief idee naar een economisch haalbaar concept is een grote stap. Rombouts plukte de vruchten van de ondernemerslessen die hij tijdens zijn studie volgde. “Ik vond het interessant om ook met de ondernemerskant bezig te zijn. Businessplannen schrijven en marktonderzoek doen. Mijn eerste idee was de ontwikkeling van een lamp met bioluminescentie en algen, een soort biologische lavalamp. Die heb ik uiteindelijk nooit gelanceerd, maar in het laatste jaar van mijn PhD heb ik wel een patent ingediend voor melkzuurproductie en die aanvraag is ook gehonoreerd. De ondernemerslessen hebben daar zeker bij geholpen.”

Validatie

Met het patent op zak ging Rombouts naar de volgende stap: het valideren van zijn idee en het onderzoeken van de waarde van zijn fermentatietechnologie. “Ik ging langs bij bedrijven die melkzuur of organische zuren produceren om te kijken of zij voordeel zouden kunnen hebben van mijn technologie. En of ze het patent, met mij erbij als werknemer, wilden overnemen. Toen merkte ik dat deze nieuwe technologie echt radicaal anders is en dat het niet in lijn lag met bestaande R&D-opvattingen. Ze vonden het risico te groot om erin te stappen omdat ook nog niet alles gevalideerd was. Jammer, want ik was ervan overtuigd dat deze technologie waardevol kon zijn voor de industrie en uiteindelijk ook voor de maatschappij. Als je melkzuur uit reststromen kunt maken, dan zijn er veel meer applicaties mogelijk waarmee je de druk op het voedingssysteem kunt verminderen. Ondanks mijn overtuiging voelde ik weerstand vanuit de industrie. Ik wist ook: als ik het niet doe, dan gaat waarschijnlijk niemand het doen. Het is een soort roeping voor mij, ik wil deze technologie omzetten in een business case. In december 2020 heb ik samen met een jeugdvriend van de basisschool nature’s principles opgericht.” Die compagnon van het eerste uur vertrok om directeur te worden bij een softwarebedrijf en Rombouts ging daarna op zoek naar een nieuwe partner. “Ik had mezelf een half jaar gegeven, dat was financieel te overzien. Als ik dan geen co-founder had gevonden, zou ik het concept alsnog proberen te verkopen.” Die stap hoefde hij niet te zetten, want Jan Pieter van Tilburg werd in november 2021 mede-eigenaar en CEO.

Mainstream

Net als in elke andere startup spelen tijd en geld een rol. Rombouts: “De ontwikkeling van een innovatie gaat altijd langzamer dan je wilt. Ik had nu graag op het punt gestaan dat we met de bouw van een eerste proeffabriek waren begonnen en uitzicht zouden hebben op een paar miljoen euro omzet, maar technologie- en procesontwikkeling kosten nou eenmaal tijd. We zitten nu op het punt dat we een soort synthetische versie gemaakt hebben die relatief makkelijk te reproduceren is. Op kleine schaal weliswaar, maar interessant voor een specifieke markt: bodemsanering. Eind vorig jaar hebben we ook een batch van dat product verkocht. Daar zijn we heel trots op, want hiermee laten we ook daadwerkelijk zien dat er een markt is en dat je er een goede marge uit kunt halen. Dat is belangrijk voor investeerders. Als startup mag je in het begin best verlies lijden, maar een investeerder ziet natuurlijk graag dat de techniek commercieel aantrekkelijk is en dat je er een mainstream markt mee kunt bereiken.”

Proeffabriek

Het benodigde kapitaal kreeg nature’s principles van vijf investeerders, waaronder twee investeringsfondsen die in de toekomst aandelen gaan krijgen in het bedrijf. En er kwam geld uit twee innovatieleningen, een van het ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap en een van de Rabobank. “We zijn blij met deze financieringspartners. Bedrijven die bezig zijn met chemie en technologie hebben veel tijd nodig en veel startups komen uit bij de beruchte Valley of Death. Zeker na het uitbreken van de oorlog in Oekraïne zagen we dat het investeringsklimaat onder druk kwam te staan. Investeerders namen minder risico en stopten het geld liever in bedrijven en technologieën die zich al bewezen hadden. Wij hebben in de afgelopen drie jaar 1,5 miljoen euro bij elkaar gekregen en hebben nog ongeveer drie miljoen nodig voor de volgende stappen.” Die stappen heeft Rombouts helder op het vizier. “We willen dat in 2030 één procent van de totale melkzuurproductie wereldwijd gemaakt wordt met onze technologie. Dan heb je het over tienduizend ton melkzuur. Volgende stap is om onze techniek via licenties aan te bieden aan partijen. En de bouw van een proeffabriek, dat moet ons paradepaardje worden. Een fabriek die goede marges kan draaien waarmee we een mooie inkomstenstroom voor ons bedrijf mee kunnen genereren.”

Potentiële afnemers en interessante markten zijn er voldoende aldus Rombouts. “Landbouw, industrie en chemie staan voor een grote transitie om hun emissies te verlagen en fossiele grondstoffen te vervangen. Daar is veel technologie voor nodig en ik denk dat wij een puzzelstukje kunnen zijn met onze melkzuurtechnologie.”

Lidmaatschap VNCI

Rombouts: “Het is voor ons als startup belangrijk om aan te sluiten bij het grote netwerk van Nederlandse chemiebedrijven. Wij zijn uiteindelijk ook een chemisch bedrijf. We komen nu in de fase van opschalen, nog meer valideren, ons bedrijfsmodel commercieel maken en licenties verkopen. De kennis die we missen, kunnen we hopelijk vinden bij de VNCI-leden. Omgekeerd kunnen wij als startup met onze nieuwe technologie weer bijdragen aan de transitiedoelstellingen waar de industrie voor staat.”

Nature's principles begon als een PhD-project aan de Technische Universiteit Delft, waarbij gebruik werd gemaakt van gemengde cultuurfermentatie en principles of nature om micro-organismen productief te maken zonder genetische manipulatie. Het bedrijf bevindt zich nu in een productiefase op pilotschaal en wil bio-gebaseerde chemicaliën levensvatbaar en circulair maken. Het bedrijf is gevestigd in de Botlek Rotterdam en heeft vijf mensen in dienst.

Melkzuur

Melkzuur is een veelbelovend molecuul met de potentie om traditionele chemicaliën te vervangen, onder meer vanwege de veelzijdigheid ervan. Het is bekend als bouwsteen voor bioplastics (PLA), maar het wordt ook veel gebruikt in voedselproducten als een gezond en biologisch afbreekbaar conserveermiddel, als smaakstof in diervoeding en in andere industriële toepassingen, zoals bio-gebaseerde, biologisch afbreekbare chemische oplosmiddelen en natuurlijke ontsmettingsmiddelen.