Fra sukker til biokemikalier til plastfremstilling

Transkript

1 Fra sukker til biokemikalier til plastfremstilling præsentation af Novozymes forskning af Astrid Boisen Bioplast seminar tirsdag d. 17 februar /02/2009

2 Introduktion til Novozymes A/S Hvorfor biopolymerer 2 Eksempler HMF / FDA 3HP Konklusion AGENDA

3 Novozymes forretningsområder Novozymes forretningsområder er enzymer og microorganismer. Enzymområdet er opdelt i tekniske, fødevarer og foder. Business area Main markets Detergent Starch, textile, fuel ethanol Baking, brewing, food specialities Animal feed Microorganisms within cleaning, plants, waste Biopharmaceutical ingredients % of total NZ sales (2007) 30% 30% 23% 10% 4% 3%

4 Novozymes produkter bidrager til reduktion af drivhusgasser ~ ca. 20 Mio t CO 2 ækvivalenter CO 2 COST PRODUCING 1KG ENZYME: PLUS : 1-10 KG MINUS 3,800 KG 3,400 KG CO 2 REDUCTION USING 1 KG ENZYME IN DIFFERENT INDUSTRIES : MINUS : 30 KG 40 KG 100 KG 150 KG 150 KG 200 KG UP TO 600 KG 1,300 KG BIOCATALYSIS CEREAL OIL & FATS PAPER ANIMAL FEED LEATHER TEXTILES BIOETHANOL DETERGENT FOOD

5 Novozymes udvikler enzymer til bioethanol industrien Starch e.g. corn Enzyme Fermentable sugars Fermentation Waste biomass Pretreatment Cellulose Enzyme

6 Den samme teknologi kan udnyttes til produktion af biokemikalier og biomaterialer Bio energy transport, energy Starch e.g. corn Enzyme Bio materials plastic, polymers Waste biomass Pretreatment Cellulose Enzyme Sugars Commodity/ Specialty chemicals New bio materials

7 Biokemikalier til biopolymerer Biokemikalier: kemikalier produceret fra biomasse Biopolymerer: polymerer produceret af biokemikalier ikke nødvendigvis bio-nedbrydeligt Dette inkluderer: Naturligt forekomne polymerer såsom cellulose, stivelse, proteiner Poly lactic acid (PLA) fra biologisk fremstillet mælkesyre Polyethylene fra ethene fremstillet ved dehydrering af bioethanol

8 Potentielle fordele ved biokemikalier Independence of volatility of crude oil and its derivatives (energy still needed) Improved carbon footprints through production and post-consumer value chain incl. reduced GHG emissions and recycling potentials Exploit waste biomass Branding of green products into the value chain Novel molecules unattainable from petrochemical sources Cost competitiveness (depends on crude oil prices and es)

9 Den eksisterende kemiske industri er meget udviklet illustrative Petroleum based chemistry Level of optimisation 1865: BASF (www. BASF.com) 1920: first ethylene plant by Union Carbide challenge 1856: Perkin purple dye from aniline 1892: Viscose 1933: PE 1933: PVC 1939: Nylon 1941: Polyester 1954: Polypropylene 1958: Polycarbonate time

10 Fremstilling af biokemikalier er relativt nystartet illustrative Petroleum based chemistry Level of optimisation challenge challenge Renewables/Biotech based chemistry Foundation Development time

11 Bioteknologien skal udvikles Eksempel : Udvikling af proteaser til brug i vaskepulver Priser i 1966: Ca. 17 DKK pr. g enzym Svarende til ca. 0,5-0,7 DKK pr vask Priser i 2001: Ca. 1,5 DKK pr. g enzym Svarende til ca. 0,0135 DKK pr vask Ifht. prisen er ydeevnen blevet 37 gange bedre

12 Biomasse leverer en række monomerer og polymerer til industrien Kommercielle eksempler Polylactic acid (PLA) 1,3-Propanediol (PDO) Polyhydroxyalkanoates Isosorbide (from sorbitol)

13 Biomasse kan levere en række monomerer og polymerer til industrien Eksempler på produkter under udvikling: Hydroxymethylfurfural (HMF) and furan di carboxylic acid (FDA) from glucose Acrylic acid from 3-hydroxypropionic acid (3HP) 1,4-Butanediol from succinic acid Isoprene Polyethylene from bioethanol

14 Biokemikalier til biopolymerer - eksempler Starch e.g. corn Enzyme Chemical reactions HMF / FDA Sugars Waste biomass Pretreatment Cellulose Enzyme Fermentation 3-HP

15 HMF / FDA

16 HMF / FDA som platform kemikalier FDA HMF

17 HMF kan oxideres til FDA H O H HO H OH H OH HO O O HO O O O OH H OH CH 2 OH HMF FDA Glucose O HO O OH PET er en termoplast der bruges bl.a. til mineralvandsflasker, emballagebakker og fiberfyld til dynejakker. En forkortelse af Polyethylenterephthalat, der er en polyester plast af ethylen og terephthalsyre. Terephthalsyre

18 Vi har produceret FDA monomeren Her mangler et billede af den portion FDA vi har fremstillet

19 Polymerer fra HMF / FDA Ref.: Lichtenthaler, Methods and Reagents for Green Chemistry, 2007, Wiley and Sons, Inc.

20 Biokemikalier til biopolymerer - eksempler Starch e.g. corn Enzyme Chemical reactions HMF / FDA Sugars Waste biomass Pretreatment Cellulose Enzyme Fermentation 3-HP

21 Cargill- Novozymes partnership on 3-hydroxypropionic acid a bio-route to acrylic acid

22 Novozymes og Cargill samarbejder om udvikling af kommerciel proces til bio-acrylsyre Current petro-route for production of Acrylic Acid: Propylene Acrylic Acid New fermentation enabled route to Acrylic Acid Starch, Biomass Glucose 3-Hydroxypropionic acid Bio-Acrylic Acid NZ Enzymatic Process NZ technology: Optimised pathways Chemical downstream

23 Der er flere led og teknologier i værdikæden Novozymes teknologier Enzymatic degradation of biomass/starch to fermentable sugars Optimized microbial fermentations Recovery and further chemical ing Polymer application development 3-Hydroxy propionic acid Acrylic acid Poly acrylates

24 3-HP som platform-kemikalie

25 Acrylsyre anvendes i en række eksisterende markeder og anvendelser - det eksisterende marked er ca. 11 mia. USD illustrative 3.1 Million tons production in 2005 Serving high end industries such as diapers, hygiene products, flocculants, coatings, dispersions and adhesives A myriad of applications Growth 4 % Superabsorbers 3-HP Acrylic Acid Fibers Coatings, Adhesives Polymers

26 Konklusion Biokemikalier reducerer udledning af drivhusgasser grønne produkter Biokemikalier reducerer afhængigheden af olie Novozymes er aktiv indenfor biokemikalier Naturlig forlængelse af teknologien til nedbrydning af biomasse til sukre (f.eks. glucose) Glucose kan efterfølgende omsættes til nye eller kendte biokemikalier via kemiske eller biokemiske er

27 27 18/02/2009 NOVOZYMES PRESENTATION Tak for opmærksomheden