Door overheidsbeleid en zorgen over milieubehoud en uitputting van grondstoffen, is er ineens veel meer vraag naar biobased oplosmiddelen, en is er druk om innovatieve groene middelen te ontwikkelen. Deze oplosmiddelen, waaronder bio-aceton en bio-ethanol, vormen een goed en betaalbaar alternatief voor de nu gebruikte oplosmiddelen.
Oplosmiddelen vormen een essentieel onderdeel van chemische producten en processen. Ze worden gebruikt in veel industriële toepassingen waaronder landbouwchemicaliën, verven en coatings, huishoudelijke en industriële schoonmaakmiddelen, en medicijnen. Tegenwoordig kiezen consumenten oplosmiddelen niet alleen op basis van hun fysische eigenschappen maar ook vanwege hun milieueffect. Veel consumenten hebben nu liever milieuvriendelijke oplosmiddelen dan gewone producten, zij denken aan het milieu en aan de veiligheid van de arbeiders. De industrie gaat nu de tijd in van milieubewustzijn, en aangezien biobased oplosmiddelen prima presteren, zowel economisch als ecologisch, worden ze zeer belangrijk in de komende tijd.
Meer waardering voor biobased oplosmiddelen
De meeste biobased oplosmiddelen worden gemaakt uit suiker, maïs of bieten. Zij kunnen stoffen gemaakt uit olie vervangen en zijn net zo goed als de traditionele middelen. Bovendien komen bij het maken van groene oplosmiddelen geen giftige bijproducten vrij, of vluchtige organische stoffen. Zij hebben een hoog kookpunt, zijn vrijwel niet giftig, en slecht mengbaar, en daardoor zijn veel groene oplosmiddelen de laatste jaren populair geworden. Ze worden vooral gebruikt in coatings, verven, printerinkt, persoonlijke verzorgingsproducten, cosmetica, kitten en medicijnen, en de vraag ernaar groeit snel. Allied Market Research verwacht een groei van de markt van groene en biobased oplosmiddelen van 4,3% per jaar in de periode 2014-2020. Veel bedrijven zoeken daarom nu naar nieuwe manieren om nieuwe oplosmiddelen te ontwikkelen.
Kort geleden heeft de Circa Groep, een bedrijf dat methoden ontwikkelt om biomassa-afval om te zetten in geavanceerde biochemicaliën, een nieuw biobased en polair aprotisch oplosmiddel op de markt gebracht onder de naam cyrene; dit is een alternatief voor dimethylformamide (DMF) en N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), gemaakt uit aardolie. Het belangrijkste voordeel komt voort uit de chemische structuur van cyrene, dat een polariteit heeft ongeveer gelijk aan die van NMP maar geen amidegroep bezit, die toxisch is. De dichtheid is 1,25 g/ml en de stof bevat geen chloor, stikstof of zwavel. Cyrene is een stabiel biobased oplosmiddel en bij biologische afbraak of verbranding ontstaat alleen water en kooldioxide. Daarom is cyrene een groene vervanging in veel industrieel belangrijke processen als koolstofkoppelingsreacties en het maken van grafeen.
Biobased alternatieven voor traditionele oplosmiddelen
Volgens een rapport van Wageningen Food & Bio-based Research kan een aantal groene oplosmiddelen een vervanging zijn voor controversiële aprotische oplosmiddelen als NMP, DMF en DMAc. Het onderzoek had tot doel substituten te vinden voor deze polair aprotische oplosmiddelen vanwege de vruchtbaarheidsproblemen die deze veroorzaken bij vrouwen. Het onderzoek kwam tot de conclusie dat nieuwe materialen met bijzondere chemische formules beschikbaar zijn. Bovendien zijn deze nieuwe materialen goed toepasbaar. De biobased grondstoffen waaruit ze gemaakt worden zijn ruim voorradig, zodat ze in grote hoeveelheden kunnen worden gemaakt. Daan van Es, leider van het Wageningse onderzoek, zei: ‘De ontwikkeling van nieuwe stoffen met unieke chemische structuren en eigenschappen kan een belangrijke oplossing bieden voor vervanging van omstreden polair aprotische oplosmiddelen, zoals DMAc en NMP. Het is dan wel belangrijk om inzicht te hebben in zaken als technische haalbaarheid, beschikbaarheid van grondstoffen en of er al commerciële productie mogelijk is. Dit hebben we in deze studie overzichtelijk gepresenteerd.’
Maar sommige oplosmiddelen zijn zó nuttig en gemakkelijk dat men geen aandacht besteedt aan hun neveneffecten. Oplosmiddelen gebruikt in dry cleaning bijvoorbeeld. Schadelijke afvalproducten hiervan zijn bijvoorbeeld koolstof, kleurstoffen, vet en filtermaterialen. Maar Green Biologics heeft SOLVONK4 ontwikkeld, een biobased oplosmiddel voor dry cleaning gemaakt uit maïs. SOLVONK4 is een zeer zuiver groen oplosmiddel dat beter schoonmaakt dan de gebruikelijke oplosmiddelen, zonder milieu- of gezondheidsschade. Het is het eerste en enige groene oplosmiddel in de dry cleaning. Verkoopdirecteur van Green Biologics Peter O’Loughlin zei dat het bedrijf samen heeft gewerkt met Kreussler, het textielchemiebedrijf, bij het ontwikkelen van SYSTEMK4, de biobased oplossing voor dry cleaning. ‘Dit geeft perfect aan hoe wij door samenwerking met marktleiders ons duurzame speciale product op de markt kunnen zetten in unieke toepassingen ten bate van de klant,’ zei hij.
Groene oplosmiddelen ten bate van het milieu
Om een oplosmiddel ‘groen’ te noemen moet er aan een aantal voorwaarden zijn voldaan. Het moet gemaakt zijn uit groene grondstoffen, geen vluchtige organische stoffen uitstoten, niet giftig zijn, biologisch afbreekbaar, en recyclebaar. Ethanol is het oudste en meest succesvolle biobased oplosmiddel gebruikt bij allerlei producten. Zoals schoonmaakmiddelen, cosmetica, lotions, shampoos, zepen en andere consumentenartikelen. Ook aceton wordt veel gebruikt. Bio-aceton is in grote hoeveelheden op de markt, en het is een bestanddeel van enkele vruchten en groenten. De vraag naar bioglycerol is sterk toegenomen de laatste jaren. Glycerol is nooit in grote hoeveelheden gebruikt als oplosmiddel, maar volgens recent onderzoek is het heel geschikt om een aantal oplosmiddelen te vervangen. Bovendien is bioglycerol een nevenproduct van het maken van biodiesel, en het is vrij goedkoop. Zelfs als we kosten in rekening brengen als omzettingskosten, bedrijfskosten en de kosten van vergunningen bij overschakelen op een nieuw oplosmiddel, blijken biobased oplosmiddelen vaak effectief in de nabije toekomst. Groene oplosmiddelen gaan een rol spelen in het veilig stellen van een groenere toekomst.
Interessant? Lees dan ook:
Cyrene, een groen oplosmiddel ter vervanging van giftige stoffen
Trend: groene cosmetica
Zuivering van bio-based chemicaliën op industriële schaal