Onderzoeksgroep

Intelligentie in processen, geavanceerde katalysatoren en solventen (iPRACS)

Expertise

Poedertechnologie. Expertise rond malen, zeven, classificeren. Deeltjesgrootemetingen (laser diffractie en auto correlatie spectroscopie). Poeder vloei. Cohesie, adhesie, porositeit, .... vloeiregelaars. Theoretische analyse van poedereigenschappen. Krachten bij poeders (van der Waals theorie). Relatieve vochtigheid en temperatuurseffecten.

SILEXOIL (Silica adsorptive in combinatie met vloeistof Extractie voor het verwijderen van oxygenates/nitrogenates uit polyolefine pyrolyse olie/oil). 01/01/2020 - 31/12/2021

Abstract

Op basis van recent ontwikkelde en gepatenteerde "fysische scheidingstechnieken" wordt een proces ontwikkeld dat toelaat om het gehalte aan heteroatoom bevattende moleculen in pyrolyse olie te reduceren en geschikt te maken voor valorisatie. Een preferentiële valorisatiepartner is geïdentificeerd in de sector "waste plastic recycling". De methode kan een substituut zijn voor hydrotreatment.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

  • Intelligentie in processen, geavanceerde katalysatoren en solventen (iPRACS)

P2PC: van plastics naar waardevolle chemicaliën 01/05/2019 - 30/07/2022

Abstract

Het P2PC project draagt bij aan een oplossing tot het urgente probleem van afvalplastics. Het project behandelt enerzijds de uitdaging van toenemende volumes en diversiteit van afvalplastics, anderzijds het opstellen van nieuwe materiaalkringlopen in plaats van vernietiging van waarde. Het belangrijkste uitgangspunt van P2PC is dat plastic afval door pyrolyse een bron kan zijn van diverse waardevolle chemische bouwstenen, de zogenaamde "precious chemicals', in plaats van te eindigen in verbrandingsinstallaties of stortplaatsen. Op die wijze kan P2PC beschouwd worden als een volgende stap in de Vlaamse inspanningen om het globale probleem van afvalplastics aan te pakken.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Onderzoek naar het effect van metaalionen en mediators op de selectiviteit van de delignificatie tijdens de voorbehandeling van populierenhout door Phanerochaete chrysosporium. 01/10/2018 - 30/09/2022

Abstract

Microbiële voorbehandeling van lignocellulose biomassa wordt uitgevoerd om het substraat te delignificeren voor verder gebruik van de aanwezige koolhydraten. Typische toepassingen van het voorbehandelde substraat zijn de omzetting ervan in chemicaliën door navolgende hydrolyse en fermentatie, of biopulping voor gebruik in de papierindustrie. Ten opzichte van de meer traditionele technieken bij hoge temperaturen en met het gebruik van grote hoeveelheden organische solventen, is de microbiële voorbehandeling een milieuvriendelijke technologie. De schimmel Phanerochaete chrysosporium is een goede kandidaat voor afbraak van lignine vanwege de snelle groei en hoge optimale groeitemperatuur. Voor delignificatiedoeleinden scheidt de schimmel extracellulaire peroxidasen uit, d.w.z. mangaanperoxidase en lignine peroxidase, die de oxidatie en depolymerisatie van het lignine katalyseren. Het belangrijkste nadeel is echter de niet-selectieve degradatie van het lignine ten opzichte van de aanwezige koolhydraten. Supplementen, zoals metaalionen en aromatische verbindingen, kunnen een activerende of remmende werking hebben op het delignificatie- en hydrolyseproces. Bovendien heeft recent onderzoek aangetoond dat sommige metaalionen en aromatische verbindingen kunnen fungeren als tussenproducten bij de oxidatie van niet-fenolische verbindingen, zoals koolhydraten. Delignificatie van lignocellulose en hydrolyse of oxidatie van koolhydraten zullen de efficiëntie van de voorbehandeling bepalen, afhankelijk van de gewenste toepassing. Daarom zal in dit onderzoek de invloed van supplementen op de verschillende mogelijke actoren in het proces, d.w.z. substraat, micro-organisme en enzymen, worden onderzocht. Een beter inzicht in de voorbehandeling zal helpen om te bepalen welke combinatie en concentraties van supplementen het toepassingspotentieel van het voorbehandelde hout verbeteren. Bovendien wordt een methode ontworpen voor eenvoudige bepaling van de groeisnelheid en delignificatiesnelheid door FTIR. Tenslotte zal een wiskundig model ontwikkeld worden om de evolutie van het delignificatieproces te beschrijven.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Innovatieve pulp valorisatieprocessen (IMPROVE) 01/03/2018 - 31/10/2021

Abstract

Het ImPrOVE-project (Innovative (pre)POmace Valorization procEss) is gericht op een groot probleem dat in heel Europa verband houdt met de landbouw: de pulp die ontstaat bij het persen van fruit. Deze grote hoeveelheid pulp wordt als afval beschouwd, maar bevat natuurlijke en zeer functionele bestanddelen. De schil en het klokhuis van fruit bevatten beschermende en functionele moleculen: antioxidanten, stabilisatoren, kleurstoffen, aroma's, vezels met potentieel voor hoogwaardige toepassingen in cosmetica, diëten en als bio-additieven in voedsel en dranken. ImPrOVE beoogt de volledige valorisatie van pulp door gebruik te maken van een combinatie van bestaande en innovatieve processen. Deze moeten gemakkelijk en zonder hoge energie- en kostenvereisten kunnen worden uitgevoerd, wat moet resulteren in toegang voor S(M)E's (economische strategische Europese doelstellingen), waarbij de winst over de hele keten wordt herverdeeld en de agro- en voedingsactiviteiten van Europa worden versterkt. ImPrOVE zal een generieke processtroom ontwerpen die toepasbaar is op de meeste soorten afvallen. Twee gevallen zullen worden bestudeerd: Zuid-Europese afvallen van olijven en Midden-/Noord-Europese afvallen van appels/peren/kersen/komkommers. De totale valorisatie wordt bereikt in drie procesclusters: (1) voorbehandeling van de afvallen, waarbij aroma's en olie uit de afgescheiden zaden vrijkomen; (2) extractie van hoogwaardige materialen uit de voorbehandelde pulp en (3) valorisatie van de resulterende vezelmassa, hetzij rechtstreeks (functioneel ontworpen vezels) of door cellulose-lignine te splitsen en beide materialen fysisch, enzymatisch en/of chemisch te valoriseren. Een ambitieus concept is het gebruik van biogebaseerde ionische vloeistoffen (BIOILs) of natuurlijke diepe eutectische oplosmiddelen (NADES) als extractievloeistoffen geavanceerde groene oplosmiddelen. Nog ambitieuzer, en zeer aantrekkelijk, is te bestuderen of de extractievloeistof zelf kan worden gebruikt in plaats van de geïsoleerde en gezuiverde ingrediënten, waardoor enige downstream processing kan worden vermeden. Dermatologische en metabolomische tests, (eco)toxiciteit, biologische afbraak, LCA, industriële relevantie, schaalbaarheid en economische levensvatbaarheid zullen op duurzame wijze worden aangepakt door het Europese multidisciplinaire partnercluster, met academische en industriële leden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Combinatie van stoomexplosie en microbiële detoxificatie voor verbeterde voorbehandeling van lignocellulose biomassa (SEMPRE). 01/07/2019 - 31/12/2020

Abstract

Tijdens de thermochemische voorbehandeling van de biotechnologische productie van chemicaliën uit de polysacchariden in lignocellulose, wordt een vaste fractie verkregen, hoofdzakelijk bestaande uit cellulose, en een lignine-afvalstroom, de zogenaamde xylose-rijke fractie (XRF). XRF bevat enige restsuiker, toxische fenolen en furanen. Het doel van het onderzoeksproject is om een techniek te onderzoeken om bijna volledige verwijdering van de lignine-afvalstroom te verkrijgen door lipidenproducerende bacteriën te gebruiken, meer bepaald, Rhodococcus sp. Van Rhodococcus is bekend dat het fenolverbindingen kan metaboliseren. Om te slagen moeten echter een aantal hindernissen worden genomen, (i)de furanen en sommige fenolen kunnen toxisch zijn voor het micro-organisme, (ii) herpolymerisatie van het lignine kan optreden, (iii) het lignine is waarschijnlijk niet volledig afgebroken, (iv) oligomeren van lignine- en lignine-cellulosecomplexen kunnen nog steeds aanwezig zijn, (v) het is niet bekend of de Rhodococcus deze oligomeren kan afbreken. Door analyse van de suikers, furanen, fenolen en de aard van de oligomeren of partikels, kan inzicht worden verkregen in het proces. Op basis van deze kennis zal een toolbox met technieken gebruikt worden om dit op te lossen, d.w.z. adaptatie van het micro-organisme, commerciële cellulasen en laccases, alfa-naftol om herpolymerisatie van de lignine te voorkomen, gebruik van andere bacteriën, ....

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Bio-LCCM's - lange keten condensatiemonomeren. 01/02/2018 - 15/08/2019

Abstract

Het voorgestelde onderzoek doelt op de ontwikkeling van (nieuwe) betaalbare hoogwaardige lange ketenbifunctionele monomeren geschikt voor condensatiereacties, het verduurzamen van hun productieproces en de aanmaak van demonstratiemonsters, met het oog op het verwerven van een octrooi en parallelle industriële valorisatie. Vanuit de beoogde monomeren kunnen nieuwe materialen, in het bijzonder polymeren, geproduceerd worden die ongekende fysicochemische, thermische en mechanische eigenschappen hebben in vergelijking met polymeren bereid vanuit bestaande korte (max. C10 ketenige) α,ω-bifunctionele condensatiemonomeren. Daarnaast zijn deze nieuwe materialen biodegradeerbaar, en openen ze een nieuw perspectief op chemische recyclage. Vandaag kunnen monomeren vergelijkbaar aan de beoogde monomeren enkel geproduceerd worden met een lage koolstofefficiëntie en hoge economische en milieukundige kostprijs. Wij stellen daarom een nieuwe syntheseweg voor, in lijn met principes van groene chemie, die zowel lange (C18+) α,ω-bifunctionele condensatiemonomeren oplevert, als asymmetrische versies van dergelijke monomeren kan opleveren en een syntheseweg die de ketenlengte van dergelijke monomeren kan verhogen tot zelfs verdubbelen. De laatste twee processen waren tot dusver (industrieel) niet bekend noch mogelijk. De monomeren met lange tot zelfs dubbele ketenlengte zijn tot heden nog niet beschreven en dus compleet nieuw. De haalbaarheid van de voorgestelde syntheseweg werd al aangetoond in preliminaire experimenten. De prestaties van vooral dergelijke nieuwe polyesterstructuren zal vergeleken worden met die van "klassieke" (korte) keten varianten. In een tweede fase worden langere ketens (C18+) beoogd door de ketenlengte te verlengen tot te verdubbelen. In dit laatste geval wordt een ethermolecule van twee vetzuurketens bekomen dat aan beide zijden getermineerd is. De bedoeling is dat de totale lengte van de keten tussen de twee functionele groepen groot is, dit wil zeggen 18 tot meer atomen bevat. De hypothese is dat de aanwezigheid van de ether-zuurstof intern in de lange keten geen fundamentele veranderingen in de ketenstructuur oplevert, waardoor de eigenschap van de equivalente homogene "grote C-keten" bekomen wordt. De eigenschappen van deze nieuw bekomen monomeren en vooral oligomeren en polymeren opgebouwd met deze bouwstenen zullen worden nagegaan. Met de bekomen gegevens en voorbeelden wordt een patent ingediend. In een derde fase wordt voor een selectie van de monomeren, namelijk deze met hoogste industriële vraag, de productieprocedure (kostenstructuur) verfijnd. Van deze monomeren worden grotere hoeveelheden aangeleverd ter demonstratie aan industriële partners met het oog op het activeren van de industriële valorisatie. Tegelijkertijd wordt een eerste kostschatting gemaakt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Toepassing van agro-industriële nevenstromen voor het onderzoek naar triggering effecten op zeer-lange-keten vetzuur productie door Rhodococcus stammen en proces optimalisatie. 01/01/2018 - 31/12/2018

Abstract

Zeer langketenige vetzuren (VLCFA's) zijn vetzuren met een ketenlengte van meer dan 20 koolhydraten. Ze vertegenwoordigen een waardevolle klasse van chemicaliën die in verschillende industrieën kunnen worden gebruikt. Tegenwoordig worden zij geproduceerd uit plantaardige oliën en petrochemische grondstoffen. Om de VLCFA-productie duurzamer te maken lijkt de microbiële VLCFA-synthese door Rhodococcus-soorten de perfecte oplossing. Helaas is de huidige kennis over VLCFA productie met Rhodococcus beperkt. Daarom stelt dit project voor om deze leemte op te vullen. Voor het onderzoek naar de triggering effecten om hoge VLCFA-productie te bekomen zullen verschillende agro-industriële substraten als grondstof gebruikt worden. Het triggerende effect van de verbindingen op de genexpressie van de VLCFA-route zal worden geëvalueerd door RT-qPCR. De gewenste triggers moeten de VLCFA-titer verhogen. Verschillende Rhodococcus-stammen zullen op VLCFA-synthese onderzocht en geëvalueerd worden. De VLCFA-productie zal verder worden geoptimaliseerd door screening van verschillende mediumsamenstellingen, door de optimalisatie van omgevingsfactoren en, ten slotte, het gebruikte voedingspatroon. Het bekomen van hoge VLCFA-productiviteit kan leiden tot een nieuw productieproces van waardevolle bouwstenen voor de chemische industrie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Actieve Filter Technologie om Algen te oogsten (ACTIFALG). 01/02/2016 - 31/01/2017

Abstract

Een functioneel prototype van een (algen)afscheider zal gebouwd worden en beproefd op een reële algensuspensie. Eerste doelstelling is het bestaande concept te optimaliseren (afmetingen, materialen en fysische parameters). Tweede doelstelling is experimenteel het werkgebied te bepalen bij het oogsten van algen (soort alg en concentratie van de alg)speelruimte en het kostenaspect (hardware en operationele kosten) te kwantificeren en te vergelijken met bestaande (algen)afscheiders.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

SusChemA. 01/01/2015 - 31/12/2020

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Gedeeltelijke plaatsing van de NMR-infrastructuur voor de structurele opheldering van synthetische en natuurlijke stoffen. 19/05/2014 - 31/12/2018

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Herculesstichting. UA levert aan de Herculesstichting de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Procesoptimalisatie voor het hergebruik van groeimedium in de kweek van mariene microalgen. 01/10/2013 - 31/12/2014

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds IWT. UA levert aan IWT de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Plasma-intensifiëring in DBD-plasmakamers door gebruik van een gepakt bed van gericht ontworpen (di)ëlektrische deeltjes op basis van een keramische kern-schil design en met een gestuurde deeltjesgrootteverdeling (i-PLASMA). 01/01/2012 - 31/12/2013

Abstract

Studie van de procesintensifiëring van plasma-chemie door het gebruik van gepakt diëlectrisch materiaal in de plasma-zone. Specifiek ontworpen diëlektrische deeltjes (kern-schil opbouw) met een specifieke korrelverdeling zullen als bedmateriaal worden ingezet. Ervaring uit het domein van industriële plasma-generatie zal gecombineerd worden met de modelleer-ervaring van PLASMANT om het valorisatie-potentieel te onderzoeken. Een specifieke set van experimentele gegevens zal verzameld worden en gebruikt worden om een chemische procesanalyse uit te voeren. Mogelijke toepassingen van plasma-chemie zijn: emissiereductie en synthese van alternatieve grondstoffen uit nevenstromen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Computermodellering voor de afbraak van vluchtige organische componenten met behulp van (katalytisch gepakte bed) DBD plasmareactoren. 01/04/2011 - 31/03/2015

Abstract

In dit project wensen we een beter inzicht te krijgen in de afbraak van vluchtige organische componenten (VOC's) met behulp van (katalytisch gepakte bed) plasmareactoren. Door middel van computersimulaties en experimentele validatie zullen we trachten om de verschillende stappen in het proces te begrijpen en te optimaliseren met betrekking tot de invloed van het algemene reactorontwerp, alsook van een pakking en van een katalysator.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Hoge-resolutie ionmobiliteitsmassaspectrometer: een krachtig instrument voor fragiele structuren. 22/07/2010 - 21/07/2015

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds Hercules Stichting. UA levert aan Hercules Stichting de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

    Het gebruik van microgolf-geassisteerde reacties als chemisch pad bij de valorisatie van biomassa en biogrondstoffen. 01/09/2009 - 31/08/2013

    Abstract

    Het project beoogt enerzijds de microgolf-geassisteerde synthese (al dan niet in aanwezigheid van een heterogene katalysator) van hernieuwbare grondstoffen uitgaande van plantaardige oliën en dierlijke vetten (triglyceriden) en van afgeleide producten van triglyceriden (vrije vetzuren). Anderzijds zal het ontwerp en de bouw van een continue microgolfreactor bestudeerd worden.

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)

    SusChemA. 01/04/2009 - 31/12/2014

    Abstract

    Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)

    Microgolf-geassisteerde synthese van hernieuwbare grondstoffen uit triglyceriden. 01/01/2009 - 31/12/2010

    Abstract

    Onderzoek naar microgolf-geassisteerde synthese van hernieuwbare grondstoffen uitgaande van triglyceriden met specifieke aandacht voor nieuwe katalysatoren en processen zonder katalysator. Dergelijke processen geven aanleiding tot een reductie van de afvalstromen en kunnen tevens de aanzet zijn van het ontwerp van compacte industriële productieprocessen (doorstroom microgolf reactoren).

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)

    Analyse van de bindmiddelen gebruikt in schilderijen door middel van een combinatie van spectroscopische en chromatografische methoden. 01/01/2008 - 31/12/2009

    Abstract

    Als bindmiddelen nodig voor de aanmaak van verven zoals gebruikt in schilderijen, werden gedurende de laatste 500 jaar diverse mengsels van verschillende natuurlijke producten zoals eiwit, plantaardige oliën, suikers en/of harsen gebruikt. Het project beoogt procedures te ontwikkelen waarmee door middel van het gecombineerde gebruik van spectroscopische en chromatografische methoden, het type en de samenstelling van het bindmiddel in verflaagmonsters kan bepaald worden, met minimale schade aan het betrokken schilderij.

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)