5 peringkat awal, permulaan berasaskan bio untuk diperhatikan

Direkodkan oleh:

Ditulis oleh:

Pengarah Penyelidikan Bersekutu

Terdapat beberapa pembangun teknologi dalam industri bahan berasaskan bio dan kimia. Segelintir telah bertahan dalam keadaan pasaran yang mencabar dan berkembang dalam dekad yang lalu, seperti harga minyak yang rendah dan kos bahan suapan yang tidak menentu, belajar daripada kegagalan masa lalu dan mencari (seringkali khusus) peluang pasaran. Peserta yang lebih baru, sebaliknya, sedang mengikuti jejak perintis terdahulu ini serta gelombang minat baharu dalam penyelesaian berasaskan bio untuk potensi mereka dalam industri penyahkarbonan dan penyahfosilan. Seperti pada masa lalu, kebanyakan pembangun ini, terutamanya syarikat pemula, akan berjuang untuk skala memandangkan kekurangan insentif dasar - seperti subsidi atau kredit cukai - untuk menjadikan proses mereka berdaya saing dari segi ekonomi. Yang lain akan menghasilkan bahan yang terlepas markah dari segi prestasi — gagal untuk memadankan spesifikasi untuk aplikasi tertentu atau mengenal pasti kesesuaian bahan-produk yang betul. Walau bagaimanapun, beberapa pembangun yang menjanjikan sedang muncul, menawarkan penyelesaian untuk meningkatkan hasil dan menurunkan kos, membuka kunci keuntungan prestasi, atau mengambil kesempatan daripada faktor luaran lain (cth, keperluan untuk mengelakkan/menggantikan bahan yang membimbangkan) yang mungkin mendorong penerimaan. 

Di sini, Lux menyenaraikan lima permulaan peringkat awal (diasaskan selepas 2020) dalam industri berasaskan bio yang menonjol sebagai syarikat untuk mengetahui. 

#1 OzoneBio (Ditubuhkan: 2021 — Negara: Kanada — Produk: asid adipik)

OzoneBio sedang membangunkan laluan biokatalitik untuk menghasilkan asid adipik daripada biojisim lignoselulosa. Pengeluaran asid adipik konvensional membawa kepada pembebasan nitrus oksida - gas rumah hijau dan bahan pencemar yang lebih kuat daripada CO 2 . Gas pergi ke lapisan atas atmosfera, di mana ia mengikat dan memusnahkan ozon - oleh itu, nama syarikat OzoneBio. OzoneBio mendakwa produknya akan menjadi asid adipik bebas pelepasan pertama di dunia.

Syarikat itu terlebih dahulu memproses lignin menggunakan pirolisis haba rendah, mengubah pecahan berat lignin menjadi biochar. Syarikat itu kemudiannya menyuapkan pecahan ringan lignin ke dalam reaktor yang mengandungi biomangkinnya. OzoneBio merujuk kepada biomangkinnya sebagai "sel zombie" — sel yang tidak hidup tetapi menstabilkan enzim yang melakukan tindak balas. Oleh kerana sel berada dalam keadaan pertengahan, ia kurang sensitif berbanding sel hidup terhadap bahan mentah toksik. Tidak seperti laluan berasaskan bio lain kepada asid adipik, laluan syarikat bukan berasaskan gula mahupun penapaian, dan proses tersebut menghasilkan gred asid adipik ketulenan tinggi (>99%) yang boleh dipolimerkan dengan mudah. Syarikat itu baru-baru ini menyiapkan reaktor 50-L dan menghasilkan kilogram bahan untuk dihantar kepada bakal pelanggan. Syarikat itu telah menguji nilon yang dihasilkan menggunakan asid adipiknya dan mendakwa ia mempunyai prestasi yang sama seperti nilon lain di pasaran yang diperoleh daripada asid adipik berasaskan fosil (cth, berat molekul dan suhu lebur yang sama).

#2 Låkril Technologies (Diasaskan: 2021 — Negara: AS — Produk: asid akrilik)

Låkril sedang membangunkan platform untuk asid akrilik dan akrilat berkarbon rendah berasaskan bio yang merupakan pengganti drop-in untuk cat dan polimer superabsorben untuk lampin dan produk kebersihan diri. Kemeruapan huluan dalam pasaran asid akrilik dan permintaan hiliran untuk produk mampan terus mendorong minat terhadap asid akrilik berasaskan bio. Menukar secara langsung asid laktik kepada asid akrilik adalah sukar, memandangkan kedudukan kumpulan hidroksil. Walau bagaimanapun, Låkril mendakwa pemangkinnya menghasilkan hasil yang mencukupi untuk menjadikan proses itu menjimatkan. 

Teknologi teras Låkril melibatkan pemangkin yang menyahhidrat asid alfa-hidroksi dengan berkesan. Pemangkinnya terdiri daripada zeolit jenis faujasit, yang merupakan bahan yang disintesis secara meluas, diresapi dengan diamina pelbagai fungsi. Teknologi syarikat adalah berdasarkan kerja terdahulu di University of Minnesota, yang pengasas bersama bertukar menjadi entiti komersial pada tahun 2021. Pasukan ini telah melakukan kerja yang sangat baik untuk menanda aras cara pemangkinnya dibandingkan dengan penyelesaian bersaing (termasuk proses Procter & Gamble yang Cargill sedang berusaha untuk mengkomersialkan). Syarikat itu masih di peringkat pembangunan awal tetapi patut dipantau kerana ia berfungsi untuk mengukur dan mengesahkan prosesnya.

Relemen #3 (Ditubuhkan: 2020 — Negara: Belanda — Produk: aromatik)

Relement telah membangunkan proses termokimia untuk menghasilkan bioaromatik, pada mulanya, 3-methylphthalic anhydride (MPA) yang diperoleh daripada furfural. MPA ialah alternatif kepada anhidrida phthalic berasaskan fosil, aromatik yang digunakan dalam cat alkyd, pelekat dan busa penebat. MPA telah meningkatkan sifat prestasi seperti kelikatan yang lebih rendah, kebolehtebaran yang lebih baik, kestabilan terma yang lebih tinggi, jangka hayat yang meningkat (apabila digunakan sebagai salutan, ia kekal pada permukaan) dan kekerasan yang lebih baik. Memandangkan syarikat menggunakan bahan mentah boleh diperbaharui dan mengendalikan proses pada suhu rendah (tidak melebihi 100 °C) dan tekanan, proses itu juga boleh menawarkan pengurangan dalam pelepasan CO 2

Proses termokimia untuk menghasilkan MPA menggunakan 2-metilfuran yang diperoleh daripada penyahkarbonilasi anhidrida maleik berasaskan furfural dan fosil. Tindak balas berlaku dalam proses dua langkah menggunakan tindak balas Diels-Alder di bawah suhu dan tekanan rendah. Syarikat itu telah memilih pengeluar kontrak Eropah untuk menghasilkan sampel produk, yang merupakan langkah pertama yang penting dalam menjamin pelanggan dan mengesahkan prestasi bahan — ia akan menghasilkan MPA pada skala tan metrik pada 2024. Syarikat itu telah menunjukkan lapisan industri dengan Worlée -Chemie dan Baril Coatings dan baru-baru ini mengumumkan perkongsian dengan AkzoNobel untuk menguji penggunaan MPA dalam lapisan.

#4 Matereal (Ditubuhkan: 2020 — Negara: AS — Produk: poliuretana bukan isosianat)

Matereal menghasilkan poliuretana bukan isosianat (NIPU) baharu dengan sifat prestasi boleh melaras untuk menggantikan poliuretana (PU) terbitan isosianat konvensional. Secara konvensional, amina atau garam amina bertindak balas dengan fosgen toksik untuk menghasilkan isosianat, dan kebimbangan tentang implikasi kesihatan negatif telah mendorong minat terhadap PU tanpa isosianat. Proses Matereal pertama kali melibatkan epoksidasi asid lemak tak tepu. Daripada membuka cincin epoksida untuk membentuk poliol, kumpulan epoksida bertindak balas dengan CO 2 untuk membentuk karbonat kitaran, yang kemudiannya bertindak balas dengan amina (bukan isosianat) untuk membentuk hidroksipoliuretana. Syarikat menggunakan minyak biji rami sebagai bahan mentahnya.

Sintesis NIPU menggunakan karbonat dan amina kitaran, seperti penyelesaian Matereal, telah mendapat populariti. Walau bagaimanapun, laluan sedemikian telah dianggap sukar untuk dikomersialkan disebabkan oleh cabaran teknikal seperti sifat prestasi yang diubah berbanding PU konvensional dan tindak balas yang tidak stabil. Matereal, bagaimanapun, telah menunjukkan bahawa ia dapat menyesuaikan formulasinya dan telah mencipta sampel salutan, pelekat dan buih menggunakan NIPUnya. Pada 2020, Fashion for Good memilih Matereal untuk program pemecutnya, dan pada 2021, syarikat itu merupakan salah satu daripada 11 syarikat pemula yang dipilih untuk menyertai program pemecut baharu yang dikendalikan oleh Venture For ClimateTech. Syarikat itu kini sedang mencari untuk membina kemudahan pengeluaran di Colorado dan menjangka kemudahan itu akan mula beroperasi pada pertengahan 2024 dengan kapasiti pengeluaran 3,000 tan/y.

#5 Kelpi (Ditubuhkan: 2020 — Negara: UK — Produk: salutan penghalang)

Kelpi membangunkan bahan berasaskan bio yang diperoleh daripada rumpai laut untuk salutan kertas. Salutannya menawarkan prestasi penghalang air dan wap air yang tinggi sambil menyediakan halangan oksigen, gris dan minyak mineral yang sederhana serta sifat tahan asid. Formulasinya bebas daripada bahan per dan polifluoroalkil (PFAS) sambil memastikan kebolehkitar semula dan kebolehkomposan pembungkusan kertas. Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, minat telah meningkat dengan ketara dalam menggunakan bahan berasaskan rumpai laut sebagai pengganti pembungkusan plastik dan formulasi untuk salutan. Bahan-bahan ini telah mendapat populariti kerana ia menyediakan penghalang gas yang baik dan penghalang yang hebat terhadap gris dan minyak mineral, menawarkan alternatif berasaskan bio kepada formulasi PFAS. Walau bagaimanapun, bahan berasaskan rumpai laut cenderung mempunyai halangan yang lemah terhadap air dan wap air, menjadikannya hanya sesuai untuk aplikasi yang tidak memerlukan jangka hayat yang panjang. Berbeza dengan banyak syarikat yang membangunkan alternatif berasaskan rumpai laut, Kelpi boleh menyediakan penyelesaian penghalang wap air dan air untuk produk pulpa dan kertas serta memastikan jangka hayat selama 12 bulan.

Kelpi sumber karbohidrat berasaskan rumpai laut yang diperoleh daripada kilang penapisan luaran dan berfungsi dengan minyak sayuran untuk menyesuaikan sifat bahan akhir. Formulasi untuk salutan boleh digunakan dengan penyemperitan atau laminasi pada kertas dan kadbod. Kelpi juga sedang membangunkan laluan aplikasi yang berbeza, termasuk salutan semburan dan celup untuk produk acuan 3D.

Untuk maklumat lanjut atau untuk mengetahui tentang syarikat menarik lain yang membangunkan penyelesaian berasaskan bio, sila pastikan untuk menghubungi

Sertai Kami!

Forum Lux ialah peluang utama bagi pembuat keputusan inovasi untuk mengetahui lebih lanjut tentang cerapan pengguna, sains dan teknologi yang diperlukan untuk membolehkan inovasi berpaksikan manusia.

Apa yang anda mahucari semula hari ini?