State-of-the-art analyse in het lab voor duurzame technologieën

Een goede analyse is het halve werk. In laboratoria wordt met behulp van analytische technieken volop onderzoek gedaan naar duurzame producten. Een van de onderzoekers is Gert Jan Gruter, professor Industrial Sustainable Chemistry aan de UVA en chief technology officer bij Avantium. Tijdens LabAnalyse zal hij vertellen over het belang van state-of-the-art analytische technieken nodig voor de ontwikkeling van verschillende duurzame technologieën.

Door: Dimitri Reijerman

“We hebben analytische technieken nodig voor een beter milieu”, zegt Gruter. “Ik geef tijdens mijn lezing voorbeelden waaraan je kunt zien dat dergelijke analyses heel belangrijk zijn. En als je een duurzaam proces wilt ontwikkelen, is het belangrijk dat je al vroeg in het onderzoek een goede massabalans hebt, zodat je weet hoeveel van het gewenste product wordt gevormd naast de hoeveelheid van de niet bijproducten.”

Hij vervolgt: “Als Avantium kijken we heel vroeg naar het proces. Hoe ziet een recycle er uit? Wat voor opbouw krijgen we van onzuiverheden in een bepaalde recycle? Analytische technieken spelen daar een hele grote rol in. Die kennis hebben we ofwel zelf in handen, of we besteden dat uit bij bijvoorbeeld universiteiten of bedrijven die dergelijke analyses kunnen doen.”

Gruter geeft een praktijkvoorbeeld waarbij analytische technieken een belangrijke rol spelen: “Analyses van suiker zijn voor ons altijd heel belangrijk, want suikers (koolhydraten) zijn de grondstoffen voor een bio-based economy waar we bij Avantium aan werken. Zo werken we aan een bio-raffinageproces. Neem houtsnippers die je wilt omzetten (cascaderen) in verschillende cellulose-, hemicellulose- en lignine-fracties. Maar er zijn heel veel verschillende soorten biomassa met grote verschillen in hemicellulose en lignine.”

“Om vast te stellen hoe goed ons proces is, moeten we eerst vaststellen wat de samenstelling van die biomassa precies is. We moeten de uitgangsstof dus goed kunnen karakteriseren. Daarvoor hebben we verschillende analytische gegevens nodig om een totaalplaatje te krijgen van het succes van de chemische conversie. We nemen daarom ook veel samples in het proces, zodat je goed kunt volgen hoe het proces verloopt. En die data vormt weer de input voor een computermodel (bv ASPEN model) van je proces.”

Er wordt als ander voorbeeld ook veel onderzoek gedaan naar duurzame kunststoffen. “We doen ook heel veel parallelle chemie, daar is Avantium bekend om”, zegt Gruter. “Daarvoor heb je ook veel analysepower nodig. Bij kunststoffen heb je andere analytische technieken nodig. Zo meten we de gasbarrière van een kunststof, waarbij bijvoorbeeld de vraag is hoe makkelijk zuurstof of CO₂ door de wand heen gaat. En we meten de thermische eigenschappen van polymeren, bijvoorbeeld bij welke temperatuur deze kunststoffen decompositie beginnen te vertonen. Daarnaast testen we ook de biodegradeerbaarheid van kunststoffen.”

Gruter, die nog bezig is met de voorbereidingen op zijn presentatie, heeft een duidelijke conclusie: “Research is onze core business, en in ons veld kun je niets bereiken zonder analytische technieken. Maar ik zou wel willen zeggen dat je af en toe out of the box moet denken. En we hoeven niet altijd de allerbeste kwaliteit uit een proef te halen, soms mag de foutmarge wel iets groter zijn. Als de reproduceerbaarheid maar goed is. Daardoor kun je meer samples analyseren en uiteindelijk veel meer experimenten doen.”

U kunt de presentatie van Gert-Jan Gruter volgen tijdens het LabAnalyse event, op 16 juni 2022 in De Kuip in Rotterdam. Inschrijven is kosteloos voor iedereen die werkzaam is in of voor een laboratorium. Schrijf in via dit formulier.