nieuws

Process Enlightenment: Eiwit uit afvalwater

Publicatie

2 Jan 2017

Categorie

Het Nieuwe Produceren

Soort

nieuws

Tags

Enlightenmentz of the Year, Power to Protein

Met het Power to Protein-concept kunnen uit grondstoffen die in ons afvalwater aanwezig zijn op een efficiënte wijze eiwitten worden gemaakt. Daarvoor worden speciale bacteriën ingezet die via biosynthese uit waterstof, zuurstof, kooldioxide en ammonium hoogwaardige eiwitten maken. Deze eiwitten kunnen in de toekomst worden gebruikt voor diervoeding en op termijn wellicht ook voor menselijke consumptie. Power to Protein is finalist in de Enlightenmentz of the Year verkiezing in de categorie process. De winnaars worden tijdens het Duurzaam Geproduceerd congres op 20 januari bekend gemaakt.

Een Process Enlightenment is een innovatieve technologie die hele productieprocessen en zelfs hele ketens kan verduurzamen, met een grote positieve impact op de mens en het milieu. Een nieuw proces dat bijvoorbeeld breed inzetbaar is en veel grondstoffen, energie of water bespaart.

Wie zitten er achter?
Het onderzoek is een nauwe samenwerking tussen KWR, Avecom, Waterkracht, Waternet, AEB Amsterdam en Barentz. Waterkracht is een samenwerkingsverband van vier waterschappen, waaronder WS Vechtstromen.

Wat is het Power to Protein-concept?

Power to Protein

Labopstelling Power to Protein.

Met behulp van bacteriën worden uit grondstoffen uit afvalwater hoogwaardige eiwitten gemaakt. De bacteriën maken een zogeheten single cell protein (SCP). Met waterstof als energiebron zijn de bacteriën in staat om uit zuurstof, kooldioxide en ammonium eiwitten te maken. Het celgewicht van deze bacteriën bestaat voor zeventig procent uit eiwit. Frank Oesterholt van KWR: ‘Het belangrijkste van Power to Protein is dat je de stikstofcyclus kortsluit. In fabrieken maken we met het Haber-Boschproces ammonium van stikstofgas en waterstofgas, wat we uiteindelijk als kunstmest gebruiken. Een deel van dat ammonium komt in de rioolwaterzuivering terecht. Daar wordt het vernietigd via nitrificatie en via denitrificatie teruggebracht naar stikstofgas. Beide processen, het Haber Boschproces aan de voorkant en nitrificatie/denitrificatie op rwzi’s, vragen ongeveer evenveel energie. Door ammonium uit de afvalwaterketen terug te winnen en in te bouwen in de eiwitten via bacteriën, sluiten we dus niet alleen de kringloop, maar besparen ook veel energie.’

In de labopstelling van vijf liter bij Avecom in Gent werkt het concept. ‘We hebben dat nu opgeschaald naar een reactor van zo’n vierhonderd liter en daar gaan we binnenkort onderzoek mee doen. Hiermee kunnen we een kilo eiwit per dag produceren.’ De reactor is speciaal voor dit project gebouwd. Oesterholt: ‘Waterstof is een explosief goedje. Daarom hebben wij samen met een aantal experts een reactor ontworpen en gebouwd die inherent veilig is. Er vindt nergens ophoping van waterstof plaats die zou kunnen leiden tot een explosie. We hebben ook octrooi aangevraagd op het ontwerp’.

Voordat het ammonium uit rioolwater in de reactor van Power to Protein komt, moet het er nog wel uit worden gehaald. ‘Daarvoor gebruiken we een bestaande pilot die het ammonium uit het water stript met lucht en vervolgens vastlegt als ammoniumsulfaat. Dat product gebruiken we als ammoniumbron voor de Power to Protein-reactor. Onze hypothese is dat bij dit proces geen ongewenste pathogene micro-organismen vanuit het rioolwater naar het ammoniumsulfaat worden getransporteerd. Dat willen we in het onderzoek bevestigen.

Waar kan je de eiwitten voor gebruiken?
Oesterholt: ‘Ons concept past bij de groeiende wereldbevolking, tot 9 miljard in 2050. Als we in de toekomst iedereen willen voeden, dan moet dat anders dan we nu met onze intensieve landbouw en het eten van eiwitten uit vlees en vis doen. Je kunt je afvragen of je dat op een duurzame manier kunt blijven doen. Met ons concept kunnen eiwitten uit afvalwater uiteindelijk worden gebruikt voor dierlijke en wellicht op termijn ook voor menselijke consumptie.’

Barentz Food & Nutrition is bij Power to Protein betrokken omdat zij veel weten van het op de markt brengen van eiwitten. ‘Zij hebben ook veel kennis over het analyseren van het gevormde eiwit en hoe we het kunnen toepassen. Uiteindelijk kunnen zij ook adviseren wat het eiwit zou kunnen opleveren op de markt.’

Waar staat power voor in Power to Protein?
De waterstof die de bacteriën als energiebron nodig hebben, wordt naast de reactor met behulp van een elektrolysecel geproduceerd. En die elektrolysecel wordt met elektriciteit gevoed. Oesterholt: ‘In de toekomst willen wij dat de energie van windmolens of zonneparken komt zodat je zonne- of windenergie kan omzetten in eiwitten.’

Waarom moet het Power to Protein-concept de Process Enlightenmentz winnen?
Oesterholt: ‘We moeten echt naar andere manieren toe om aan eiwitten te komen voor consumptie. We kunnen geen bossen in Zuid-Amerika blijven kappen om op die grond soja te kweken. Als ons concept werkt, kunnen we de hele keten omgooien. Ons concept zal de eiwitten zoals we die nu verkrijgen nooit honderd procent vervangen, maar als het een groot deel vervangt, is dat al een substantiële wijziging.

De Enlightenmentz of the Year verkiezing is in het leven geroepen door uitgeverij Industrielinqs en is bedoeld om producten en processen die de groene industriële revolutie kunnen veroorzaken een duwtje in de rug te geven. De verkiezing kent drie categorieën: process, project en social. In januari stellen we de finalisten een voor een aan u voor. Kijk hier voor een overzicht van alle finalisten. De winnaars worden bepaald door een jury (verdeelt 60 punten), de bezoekers van het Duurzaam Geproduceerd congres (20 punten) en internetstemmen (20 punten). Vanaf 13 januari kan er via internet worden gestemd.