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: 1739

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

Verktyg för beslutsfattande och behandlingsoptimering för ammoniak-hygieniserings teknik - säker och uthållig återföring av resurser från decentraliserade sanitetssystem
Annika Nordin, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: JTI-21-83-613 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

For a sustainable food production, the plant nutrients in the food we consume need to be redirected back to agricultural land. Ammonia sanitization is rather new but simple and scalable technology to sanitize waste fractions and have been implemented for decentralized reuse of source separated …

Läs mer

LÅGT SMITTRYCK -EN FÖRUTSÄTTNING FÖR FRISKA GRISAR OCH LÅG ANTIBIOTIKAFÖRBRUKNING
Magdalena Jacobson

Projektnummer: O-21-20-626 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

Meat

In modern large-scale pig production, first-rate hygienic conditions are necessary to avoid outbreaks of diseases and promote and maintain a good biosecurity, However, evaluation of pen hygiene is highly subjective. The project aims to adapt and evaluate a new method for the standardised measure of …

Läs mer

Genomisk kartläggning som redskap för hållbart avelsarbete i inhemska nordiska hästraser
Susanne Eriksson, Swedish University of Agricultural Sciences

Projektnummer: H-21-47-653 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

The aim of the project is to characterize genomic diversity and inbreeding, within and between Nordic native horse breeds, with special focus on the Norwegian and Swedish breeds. For this we will use whole genome sequencing of individual and pooled DNA samples. Genomic characterization is an …

Läs mer

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

FeNomen: Fertilitet hos nasjonale norske hesteraser.
Ingrid H Holmøy, Norwegian University of Life Sciences, Veterinary Faculty

Projektnummer: R-21-47-575 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

Decreasing population sizes and risk of accumulation of inbreeding is a challenge for the national Norwegian horse breeds; the Dole, the Fjord and the Nordland/Lyngen. The average breed-specific reduction in covered mares is between 37% and 45%, when comparing the years 2000 to 2009 to the years …

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

Nya rotsjukdomar i korn och vete- okända hot mot svensk spannmålsodling
Lars Persson

Projektnummer: O-20-20-472 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production

Cereal production is limited by many different factors. Leaf diseases are often well known, while diseases on roots are more difficult to identify. Root diseases are often caused by oomycetes, fungus-like microorganisms that live for years in soil and on old root debris, parasitizing the roots 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

Kylning av golv till slaktgrisar - förbättrad djurvälfärd, hälsa, produktion och stallmiljö
Cecilia Lindahl, RISE Research Institutes of Sweden

Projektnummer: JTI-20-82-482 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Heat stress is expected to be of major concern in Swedish animal production systems in the future. The air temperatures in parts of Sweden are expected to correspond to today's temperatures in southern Europe, where livestock experience heat stress today. Excessive thermal load affects the welfare …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev