Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Skörd2.0 – Utvinning av nya biomaterial genom förädling av restprodukter från jordbruk

Status: Avslutat
Projektnummer: O-17-22-943
Kategori: Focus area | Energy & biomass
Branschområden: Energi & biomassa
Ansökningsår: 2017
Datum för slutrapport: 30 juni 2021
Huvudsökande: Per-Olof Syrén
Organisation: Per-Olof Syrén
E-postadress: per-olof.syren@biotech.kth.se
Telefon: 08-7906508
Medsökande: Eva Malmström Jonsson
Medsökande: Sverker Danielsson
Beviljade medel: 2 850 000 SEK

The main purpose of this interdisciplinary project is to generate renewable advanced materials from biomass through green technologies. Harvest2.0 focuses on valorizing furans extracted from agricultural by-products in combination with polymer technologies based on incorporation of the climate gas CO2. This green upcycling will yield valuable, advanced and “climate smart” materials. To reach these goals, the project integrates chemistry, biotechnology and material science within an international collaboration between academia (KTH/SciLifeLab), research institutes (RISE and VTT), raw material suppliers (Lantmännen) and Swedish basal industry represented by Perstorp. Harvest2.0 thus addresses the whole value chain in the emerging bioeconomy – from side-streams to renewable product. The project has a high potential to enhance the competitiveness of Swedish farmers by enabling green synthesis of novel sustainable polymers from biomass, which would reduce climate impact and emission of CO2.

Huvudsyftet med detta interdisciplinära projekt är att generera förnybara avancerade material från biomassa genom gröna teknologier. Skörd2.0 fokuserar på att utvinna och vidareförädla furaner från vall, kombinerat med polymerisationsteknologi baserat på inkorporering av klimatgasen CO2, vilket kommer att resultera i avancerade och ”klimatsmarta” gröna material med högt förädlingsvärde. För att uppnå dessa mål integrerar projektet kemi, bioteknik och materialvetenskap i en internationell gränsöverskridande samverkan mellan akademi (KTH/SciLifeLab), forskningsinstitut (RISE och VTT), råvaruproducenter (Lantmännen) och svensk basindustri representerat av Perstorp. Projektet adresserar således hela värdekedjan i den snabbt växande bioekonomin - från sidoströmmar från lantbruk till förnybar produkt. Skörd2.0 har en stor potential att öka det svenska lantbrukets konkurrenskraft genom grön syntes av förnybara polymerer från biomassa vilket skulle minska klimatpåverkan och utsläpp av CO2.

Detta projekt har etablerat 2-furonsyra från hemicellulosa som en mångsidig grön byggsten. Mot detta mål visade vi att autohydrolys är en kemikaliefri, effektiv och miljövänlig extraktionsmetod för xylaner. Konstruerade jäststammar innehållande ytterligare enzymer användes för att framställa xylonsyra, med utgångspunkt från fraktionerad xylan med ursprung från vetehalm. Projektet identifierade vidare ett biokatalytiskt system för effektiv valorisering av 2-furonsyra, genererad från xylonsyra, till 2,5-furandikarboxylsyra genom enzymatisk koldioxidinbindning under milda förhållanden. Detta gröna kemiska steg gav en nyckellänk mellan C5-furaner och funktionaliserade C6-monomerenheter lämpliga för polymersyntes. Projektet resulterade i tre nya biomaterial som härstammar från hemicellulosa, alla vilka hade koldioxid inbyggt i ryggraden. Sammantaget har detta projekt cementerat betydelsen av jordbruksbiprodukter vid framställning av 2-furonsyra som en grön plattformskemikalie.

Huvudsyftet med detta projekt var att generera förnybara avancerade material från biomassa genom gröna teknologier. Att adressera detta ämne är av avgörande betydelse för att nå de globala hållbarhetsmålen för en bättre värld 2030, eftersom den nuvarande materialekonomin, som är av grundläggande betydelse för vår vardag och vårt samhälle, endast består av 2% förnybara polymerer. Idag används ca 350 megaton fossila byggstenar varje år för att framställa syntetiska material som utgör en del av produkter av hög relevans för industri och samhälle. Att initiera ett cirkulärt systemskifte är av yttersta vikt då marknaden för polymer- och kemi- industrin förväntas dubbleras inom ett par decennier. Den snabbt växande fossilberoende kemiindustrin är idag associerad med stora årliga utsläpp motsvarande mer än 1 miljard ton CO2 ekvivalenter. För att ta itu med dessa stora utmaningar fokuserade Skörd2.0 på att utvinna och vidareförädla furaner från vetehalm och vall, kombinerat med polymerisationsteknologi baserat på inkorporering av klimatgasen CO2.

Vetehalm och vall är viktiga potentiella råvaror för kemi- och material- industrin då de innehåller hemicellulosa rika på xylaner (femkolssocker). Tidigare arbeten fokuserade på att generera C6 hydroxymetylfurfural som byggsten från cellulosa, samt dess vidare oxidation till den kommersialiserade monomeren furandikarboxylsyra (FDCA). Projektet har inom en internationell gränsöverskridande samverkan mellan akademi (KTH/SciLifeLab), forskningsinstitut (RISE och VTT) och råvaruproducenter (Lantmännen) etablerat C5 2-furonsyra som en förnybar plattformskemikalie för framställning av avancerade och ”klimatsmarta” gröna material. Projektet integrerade kemi, bioteknik och materialvetenskap för att adressera hela värdekedjan i den snabbt växande bioekonomin - från sidoströmmar från lantbruk till förnybar produkt. Vi kunde framgångsrikt påvisa ett bioraffinaderi i labbskala (gram) enligt projektets strategi: från jordbruksbiprodukt hela vägen till biopolymerer. Projektet resulterade i tre stycken nya biomaterial med intressanta egenskaper i form av smältpunkt och glasövergångstemperatur.

Projektet har varit relevant för följande globala hållbarhetsmål : ”genomförande och partnerskap” (mål 17), "bekämpa klimatförändringarna” (mål 13), "rent vatten och sanitet för alla" (mål 6), "hållbar industri, innovationer och infrastruktur" (mål 9), "hållbar konsumtion och produktion" (mål 12) och "ekosystem och biologisk mångfald" (mål 15). Resultaten från projektet belyste både utmaningar inom processteg såsom löslighetsproblematik samt möjligheter, exempelvis framställandet av nya biomaterial med både en och två CO2 molekyler inbundna per repeterande enhet. Projektet har en stor potential att öka svenska lantbruks konkurrenskraft genom grön syntes av förnybara polymerer från biomassa vilket skulle minska klimatpåverkan och utsläpp av CO2.

 

Antal träffar i projektbanken: 1712

Filtermaterialets påverkan på underhållsbehov, vattenkvalitet och skörd vid täckdikning
Eva Edin, Hushållningssällskapet HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-21-83-606 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

The overall purpose of the project is to generate a base for recommendations for construction of new subsurface drainage and re-drainage of clay soils in the area Water - resource efficient management. Efficient drainage of arable land is important to increase crop production, to achieve …

Läs mer

Växtnäringseffekt hos nya gödselprodukter - Metodutveckling för kvalitetssäkring
Åsa Myrbeck, RISE, Jordbruk och Livsmedel

Projektnummer: JTI-20-83-494 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

For sustainable future development, it is essential to recirculate plant nutrients from different parts of society,
especially sewage plants, back to arable land. The aim of the proposed project is to ensure that high-quality fertiliser
products attractive for agricultural use are produced from …

Läs mer

Skötselåtgärder för ökad effektivitet genom ökad livslängd i mjölkkobesättningar
Mikaela Lindberg, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-26-131 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

In the proposed project, we will explore the benefits of increasing the longevity of dairy cows under Swedish conditions by changes in herd management. We will focus on effects on methane emissions by modelling, using existing data from the Swedish Official Milk Recording Scheme and results from an …

Läs mer

Utsädesbehandling med ThermoSeed i kombination med mikroorganismer - en framtid utan kemisk betning
Mariann Wikström, Agro Plantarum AB

Projektnummer: R-19-25-287 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

The purpose of this project is to develop new non-chemical methods for control of different seedborne-and soilborne pathogens. Aerated steam treatment (ThermoSeed) is a modern and environmentally friendly method for seedborne pathogen sanitation, mainly used on cereals. We intend to develop the …

Läs mer

Integrerad användning av genetisk resistens i Svensk matpotatisproduktion
Erik Andreasson, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-19-25-282 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Potato cultivars that are resistant to late blight and at the same time having acceptable other traits, have started to emerge. However, little of this material is used in Sweden and no organized and comparative table potato trials are done. Biological products against skin-finish diseases are …

Läs mer

Från hav till mule - alger minskar metanemissioner från mjölkkor
Rebecca Danielsson

Projektnummer: O-20-23-461 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Meat
Milk

The purpose of this project is to investigate to what extent substances in algae inhibit microbial methane formation in cows. Several substances, so-called bioactive substances, in red, green and brown algae, have a significant methane reducing effect. These are promising results but in order to …

Läs mer

Förbättrad utvärdering av officiella fältförsök genom bildanalys av drönarfoton med maskininlärning
Aakash Chawade

Projektnummer: O-20-23-462 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass

The goal of the project is to digitize the data from the Swedish official field trials through automated estimates of important traits such as germination, growth, resistance, maturity and the effect of plant protection products. The purpose is to streamline and improve scoring of both diseases but …

Läs mer

Att mäta och bedöma matens miljöpåverkan
Christel Cederberg, Chalmers Tekniska Högskola AB

Projektnummer: R-18-26-134 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Food production needs to increase in a sustainable way. This great challenge requires evaluation methods that gives information for better understanding of the impacts from agriculture and food and how to manage those impacts. The project addresses methodologies that include a broad range of …

Läs mer

Strategier för välmående kor i lönsamma företag
Helena Hansson

Projektnummer: O-18-21-152 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Mjölk

This project aims at investigating the relationship between animal health and fertility, productivity in terms of milk yield and the economic outcome of dairy farms, and to investigate the conditions under which farms can succeed in combining profitability with high animal health standards.
There …

Läs mer

Ursprungs- och artbestämning av kött – en ny snabbmetod för att upptäcka matfusk
Carl Brunius

Projektnummer: O-18-20-174 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Matfågel
Kött

A cornerstone of the Swedish Food Strategy is trust in Swedish food production. Yet each year Swedish farmers and food processors lose both money and trust due to food fraud, especially for non-Swedish meat relabelled as Swedish. Most fraud remains undetected. A recent analytical development, Rapid …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev