Functionele Stabiliteit van Biopolymeren

Functionele Stabiliteit van Biopolymeren

Functionele Stabiliteit van Biopolymeren 6 september 2011

polymeer



granulaat / halffabrikaat



product

Een praktijkgerichte onderzoekssamenwerking tussen hogescholen, kennisinstellingen en MKB bedrijven op het expertisevlak van biopolymeren. De samenwerkende partners zijn AVANS, lectoraat Bio-based product development, Fontys hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen, lectoraat Thin Films & Functional Materials en Wageningen UR Food & Bio-based Research. De nu aangesloten beroepspraktijk bestaat uit de MKB-bedrijven Bato, Desch-plantpak, Imperial Ventures, Oerlemans Plastics, Optimum Bioplastics, Rodenburg en Synbra Technology en Innovatiecentrum Syntens.

RAAK-PRO aanvraag

i

6 september 2011


Inhoud 1.

Inleiding..................................................................................................................................... 1

2.

Vraagarticulatie, initiële vraagstelling, (onderzoek-)thema’s, doelstellingen............................... 3

3.

Netwerkvorming ........................................................................................................................ 5

4.

Onderzoeksplan ......................................................................................................................... 7

5.

Implementatieplan voor de beroepspraktijk ............................................................................ 12

6.

Implementatieplan voor de onderwijspraktijk .......................................................................... 14

7.

Duurzaamheid beoogde toepassingen ..................................................................................... 16

8.

Disseminatie van de resultaten van onderzoek ........................................................................ 18

9.

Monitoring en Evaluatie........................................................................................................... 19

10.

Projectorganisatie en Management ..................................................................................... 20

Bijlage I

Curriculum Vitaes ......................................................................................................... 22

Bijlage II

Omschrijving MKB-bedrijven ........................................................................................ 24

Bijlage III

Begrippenlijst biopolymeren......................................................................................... 26

Bijlage IV

Voorbeeld uitwerking deelonderzoek ........................................................................... 27

Bijlage V

Tijdsplanning activiteiten en milestones ....................................................................... 28

Bijlage VI

Aanvraagformulier RAAK-PRO ...................................................................................... 29

Bijlage VII Begroting RAAK-PRO .................................................................................................... 31

RAAK-PRO aanvraag

ii

6 september 2011


Samenvatting Aanleiding Biopolymeren staan steeds meer in de belangstelling voor toepassing in producten met een korte termijn gebruiksduur zoals plantenpotten, trays en verpakkingsmateriaal en in producten met een lange gebruiksduur, zoals isolatieschuim, mobiele telefoons en dashboards. Behalve biostabiliteit zijn daarbij ook thermische-, UVen chemische stabiliteit van belang. De uitdaging van elk bedrijf dat biopolymeren produceert of toepast is het reguleren van de functionele stabiliteit van deze polymeren. Tot op heden is aan (fundamenteel) onderzoek op dit gebied (inter)nationaal weinig aandacht besteed. De enige manier daartoe is het opbouwen van meer gedetailleerde kennis over de stabiliteit van een biopolymeermateriaal. Deze stabiliteit is het resultaat van de intrinsieke eigenschappen van het biopolymeer en van het effect van externe factoren - zoals (UV) licht, temperatuur(schommelingen), vocht, chemicaliën (zuren, basen of andere stoffen), micro-organismen en reologische parameters (afschuifspanning, druk) - op de fysische en chemische interacties in het product. Doelstelling en beoogde resultaten Centrale onderzoeksvraag is: hoe kan optimale regie worden verkregen op de functionele stabiliteit van biopolymeren in de productketen? Binnen dit RAAK-PRO project wordt op drie niveaus onderzoek gedaan aan parameters die de functionele stabiliteit beïnvloeden; polymeer, halffabrikaat en product. Deze vraag is vertaald in 6 deelvragen, direct afkomstig uit de beroepspraktijk (met name het MKB), welke zich richten op: 1. Begripsvorming stabiliteit van biopolymeren; 2. Verbeteren van de fysische-reologische stabiliteit; 3. Effect van vulstoffen op de biologische en thermische stabiliteit; 4. Effect van kristalliniteit op de biologische afbraak; 5. Vertragen van de UV gevoeligheid (minder vergeling en verbrossing); 6. Het verkrijgen van optimale productdesign combinaties van biopolyesters en zetmeel. De opgebouwde kennis wordt gebruikt om de productstabiliteit te voorspellen, producten te verbeteren of beter te fine-tunen. Kennis en vaardigheden in het onderwijs op de hogescholen en in de MKB-beroepspraktijk worden aanzienlijk vergroot. Het implementatieplan voor de beroepspraktijk bestaat o.a. uit stage/afstudeerplaatsen, biobased onderwijs-modules, kortlopende opdrachten en minoren, facility sharing van diverse laboratoria, ontwikkeling en uitwerking van 6 tot 10 nieuwe biopolymeerproducten, organisatie van symposia, mobiliseren van MKB en clustervorming voor onderzoeksvragen. Het implementatieplan voor de onderwijs-praktijk bestaat o.a. uit wetenschappelijke publicaties, patenten, een biopolymeren-database, diverse colloquia en gastcolleges, aanpassing van onderwijsmodules en een promotieplek. Daarnaast vindt brede kennisdisseminatie plaats. Consortium en netwerk Het consortium bestaat uit onderzoek, onderwijs en beroepspraktijk: penvoerder AVANS Hogeschool (lectoraat Biobased Product Development), Fontys Hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen, Wageningen UR Food & Biobased Research, MKB-ers Rodenburg Biopolymers en Optimum Bioplastics, en MKB-intermediair Syntens. Ook zijn MKB-producenten van grondstoffen en converters betrokken: Bato, Desch, Imperial Ventures, Oerlemans en Synbra Technology. In het onderzoek worden verder eindgebruikers direct aangesloten (o.a. agrofoodsector, bouw, ziekenhuizen en consumenten). Het project draagt in belangrijke mate bij aan het bestaande robuuste Biobased Economy ‘ecosysteem’ in de regio Zuidwest-Nederland. Netwerkvorming wordt verankerd door samenwerking met o.a. het Centre for Open Chemical Innovation te Bergen op Zoom (COCI), het initiatief Biobased Innovations, het programma Biobased Performance Materials, het Dutch Polymer Institute en het European Polysaccharide Network of Excellence. Looptijd project en projectbegroting Startdatum van het project is 1 april 2012 en einddatum is 31 maart 2016. De totale projectbegroting bedraagt € 1.056,510,- en gevraagde subsidie € 699.545,25. De eigen bijdrage van de projectpartners is 37%.

RAAK-PRO aanvraag

iii

6 september 2011


1. Inleiding Aanleiding en projectdoelstelling Biopolymeren staan steeds meer in de belangstelling door afnemende beschikbaarheid van aardolie, stijgende olieprijzen, strategische keuzes ten aanzien van afhankelijkheid van olieproducerende landen en de grote kansen die agroproducten bieden. Vanzelfsprekend is daarbij ook het ‘groene label’ voor producten, geproduceerd met ‘groene’ grondstoffen marketingtechnisch interessant voor het bedrijfsleven, want ook de 1 consument wordt kritischer ten aanzien van duurzaamheidsaspecten . De toepassing van biopolymeren in Europa spitst zich momenteel vooral toe op ontwikkeling van producten met een beperkte gebruiksduur en een relatief korte afbreektijd. Voorbeelden van producten, die onder deze noemer vallen, zijn plantenpotten, trays, clips, landbouwfolie, folie voor substraatteelt (de landen tuinbouw) en verpakkingsmateriaal (de verpakkingsindustrie). Het gedrag in de afvalfase wordt beoordeeld aan de hand van de composteerbaarheid. Het keurmerk ‘composteerbaarheid’ is hier een voorbeeld van2. Er komt echter meer aandacht voor het gebruik van biopolymeren in duurzame toepassingen, in termen van lange gebruiksduur, zoals in de bouw, in elektronica applicaties (mobiele telefoons) en in de automobielindustrie (dashboards, deurpanelen). Behalve de bio-stabiliteit van het materiaal zijn hier ook thermische-, UV- en chemische stabiliteit van belang. Tot op heden is aan dit (fundamenteel) onderzoeksgebied nationaal en internationaal weinig aandacht besteed. Onderzoek naar de mogelijkheden voor biopolymeren was ook onderwerp van het in juni 2011 afgeronde RAAK-project “Biopolymeren”. Dit project werd door Fontys Hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen (penvoerder), AVANS en Syntens als consortium vorm gegeven met daarnaast een aantal regionale MKBbedrijven. De projectdoelstellingen zijn meer dan gehaald. Het project heeft geresulteerd in een netwerk met verscheidene nieuwe samenwerkingsverbanden tussen onderwijsinstellingen onderling, tussen onderwijsinstellingen en MKB bedrijven en verbanden tussen MKB bedrijven onderling. De volgende twee belangrijke conclusies konden uit het desbetreffend RAAK-project worden getrokken: 1. Het ontstane netwerk wordt als zeer waardevol ervaren om biopolymeren een prominentere plaats in de markt te geven. Onderzoek en samenwerking dienen derhalve gecontinueerd en uitgebouwd te worden. 2. De enige manier om de toepasbaarheid van biopolymeren te verhogen is het ontwikkelen van meer fundamentele kennis over de stabiliteit van biopolymeren. Deze conclusies zijn de directe aanleiding geweest voor de opzet van praktijkgericht onderzoek ingebed in deze RAAK-PRO aanvraag. Onderzoeksvraag, onderzoeksplan, nieuwe kennis, inzichten en resultaten voor het beroepenveld Centrale onderzoeksvraag in dit RAAK-PRO project is: Hoe kan optimale regie worden verkregen op de functionele stabiliteit van biopolymeren in de productketen (verwerking van polymeer via granulaat naar eindproduct)? De centrale onderzoeksvraag is in het onderzoeksplan vertaald in initieel 6 deelonderzoeken, welke zich richten op de conceptontwikkeling van stabiliteitsmechanismen, op concrete proces- en productontwikkeling en op toetsing van geproduceerde biopolymeren op eigenschappen bij (eind)gebruikers. 1

Policy paper on Bio-based Economy in the EU, Level Playing Field for Bio-based Chemistry and Materials, Michael Carus (Nova-Institute) e.a., April 2011. 2 Product overview and market projection of emerging bio-based plastics, PRO-BIP 2009, Final report June 2009, Li Shen, Juliane Haufe, Martin K. Patel, Group Science, Technology and Society (STS) Copernicus Institute for Sustainable Development and Innovation, Utrecht University, commissioned by European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE, www.epnoe.eu) and European Bioplastics (www.europeanbioplastics.org).

RAAK-PRO aanvraag

1

6 september 2011


Het praktijkgericht onderzoek zal plaatsvinden met de volgende consortiumpartners: AVANS (penvoerder); Fontys Hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen; Wageningen UR Food & Biobased Research (kennisinstelling); Rodenburg Biopolymers (MKB); Optimum Bioplastics (MKB); Syntens Innovatiecentrum: Innovatiecentrum MKB-bedrijven (hierna Syntens). De geformuleerde onderzoeksvragen zijn direct afkomstig van de MKB-bedrijven. In aanvang gaat het om de grondstofproducenten Optimum Bioplastics, Rodenburg en Synbra en de grondstof/halffabrikaatverwerkers Bato, Desch-plantpak, Imperial Ventures, Oerlemans, Optimum Bioplastics en Synbra Technology. In het onderzoek worden de eindgebruikers direct bij diverse ontwikkelingen betrokken (bedrijfsleven, agrofoodsector, ziekenhuizen, bouw, evenementenorganisaties, consumenten). Hierin speelt het MKB-bedrijf Millvision een coördinerende rol. Syntens treedt op ten behoeve van kennisdissiminatie en -valorisatie en fungeert als intermediair tussen MKB en kennisleveranciers. Syntens clustert individuele kennisvragen en integreert deze i.s.m. kennisleveranciers in één van de themagebieden. Daarnaast wordt gebruik gemaakt van het ontstane MKB-platform (circa 40 MKB-bedrijven) uit het eerdere RAAK MKB project Biopolymeren. In de loop van het traject is de verwachting, dat een groot aantal nieuwe bedrijven betrokken raakt. Uitvoering van het onderzoeksplan zal uiteindelijk leiden tot: Categorisatie en begripsvorming over de stabiliteit van biopolymeren met nadruk op biopolyesters; Fundamentele én praktische kennisvermeerdering in de thermische stabiliteit, getriggerde degradatie, fysisch reologische stabiliteit en UV-gevoeligheid van specifieke biopolymeren, die centraal staan in de biopolymeer-productontwikkeling bij betrokken MKB-bedrijven; Inzicht in de toepassing van nieuwe combinaties van biopolyesters en zetmeel / meel; Flexibele ontwerpregels voor de functionele sturing in afbreekprocessen van biopolymeren; Vertaling van de beroepspraktijk in nieuwe biopolymeer-theorieën ten behoeve van verbeterde en nieuwe lesmethoden, lesmodules en curricula binnen de bio-based onderwijspraktijk van AVANS- en Fontys Hogescholen. Strategische kennispositie van de hogeschool en relatie met het programma RAAK-PRO AVANS- en Fontys hogescholen ontberen voldoende kennis en faciliteiten bij het oplossen van fundamentele vragen rond de functionele stabiliteit en daarmee de toepasbaarheid van biopolymeren om adequaat in te spelen op vragen uit het werkveld. Hét kennisinstituut op het gebied van biopolymeren, Wageningen UR, Food & Biobased Research (FBR) wordt in dit praktijkgericht onderzoek betrokken om daarmee het kennisniveau van de hogescholen te verhogen en de wetenschappelijke kwaliteit van het onderwijs en de adviezen aan de beroepspraktijk te verbeteren. Wageningen UR FBR ziet AVANS als beoogd partner binnen het door het ministerie van EL&I geïnitieerde plan om een netwerk van regionale expertise centra bio-based economy te realiseren onder de paraplu van Wageningen UR in de rol van Centre of Excellence. Daarnaast krijgen AVANS- en Fontys hogescholen met dit RAAK-PRO project de kans om praktijkgericht onderzoek uit te voeren ter vernieuwing, verbetering en uitbreiding van het bio-based onderwijs. Verder wordt de relatie met de MKB-beroepspraktijk verdiept en breed verankerd in het onderwijs. Ten slotte biedt het project een uitmuntende aanvulling op de regionale bio-based ambities in Zuidwest-Nederland waaronder het op te richten COCI in Bergen op Zoom (Centre for Open Chemical Innovation), het Centre of Expertise Biobased Economy van AVANS en in de uitvoering van het regionale businessplan ‘Bio-based Economy ZuidwestNederland, where Agro meets Chemistry’.

RAAK-PRO aanvraag

2

6 september 2011


2. Vraagarticulatie, initiële vraagstelling, (onderzoek-)thema’s, doelstellingen Huidige situatie beroepspraktijk en redenen waarom onderzoek en innovaties noodzakelijk zijn De uitdaging van elk bedrijf dat biopolymeren produceert of toepast is het reguleren van de functionele stabiliteit van deze polymeren. Polymeren en producten, gemaakt uit hernieuwbare grondstoffen zijn hoofdzakelijk polyesters en hebben meestal beperktere stabiliteit dan polyolefinen zoals PE en PP, wat kan resulteren in een kortere levensduur en toepassing (die soms wel en soms juist niet gewenst is). Ook tijdens de verwerking hebben (bio)polyesters vaak hun beperkingen door lagere stabiliteit. Voorbeelden van artikelen die vanwege hun beoogde functionele stabiliteit nog vrijwel uitsluitend op basis van synthetische polymeren worden gemaakt zijn te vinden in sectoren zoals ziekenhuizen en bejaardenhuizen (kunststof wegwerpartikelen), de bouw (isolatieschuim), evenementensector (rijplaten), landen tuinbouw, elektronica etc. De enige manier om de toepasbaarheid van biopolymeren te verhogen, is het opbouwen van meer gedetailleerde kennis over de stabiliteit. De stabiliteit van een biopolymeermateriaal is het resultaat van enerzijds de intrinsieke eigenschappen van het biopolymeer zoals type polymeer en structuuropbouw en anderzijds het effect van externe factoren op de fysische en chemische interacties in het product. Tijdens gebruik en verwerking staan (bio)polymeren bloot aan externe factoren zoals (UV-) licht, temperatuur (schommelingen), vocht, chemicaliën (zuren, basen of andere aanwezige stoffen), micro-organismen, reologische parameters (afschuifspanning, druk), etc. De kennis die in dit praktijkgericht onderzoek op wordt opgebouwd levert informatie op, die gebruikt gaat worden om doelgerichter producten te ontwikkelen met een bepaalde gewenste functionaliteit. De opgebouwde kennis wordt dan gebruikt om de stabiliteit op voorhand te voorspellen, producten te verbeteren of beter te fine-tunen. Vertaling van beroepspraktijkvraag naar onderzoeksvraag en deelvragen De vragen uit de beroepspraktijk zijn vertaald in de volgende centrale onderzoeksvraag: Hoe kan optimale regie worden verkregen op de functionele stabiliteit van biopolymeren in de productketen (verwerking van polymeer via granulaat naar eindproduct)? Het praktijkgericht onderzoek bij deze vraag kan op basis van expertise, faciliteiten en benodigde materialen en technieken worden ingedeeld in drie niveaus: polymeer, granulaat en product (zie onderstaande figuur).

polymeer



halffabrikaat /granulaat



product

A. Op polymeer (of moleculair) niveau wordt uitgezocht wat het effect van de chemische structuur is. Hieronder wordt verstaan type binding (bijvoorbeeld ester vs. amide vs. glycosidisch), blokgrootte en type, vertakkingsgraad en type vertakking, eindgroepen en kristalliniteit. Op dit niveau zal er vooral geïnventariseerd worden welke chemische bindingen, molecuulstructuren etc. welke effecten hebben op de stabiliteit van een biopolymeer. Het zal hier vooral gaan om een literatuuronderzoek. Aan de hand van de gegevens zal er een indeling in categorieën worden gemaakt die gaat dienen voor keuzes in het verdere onderzoek. Methodieken als molecular modelling kunnen in dit deel van het onderzoek een goede

RAAK-PRO aanvraag

3

6 september 2011


ondersteuning bieden. De expertise in deze fase van het onderzoek ligt vooral bij Wageningen UR FBR. Uitvoerend zullen de hogescholen hierin een belangrijke rol spelen. B. Het tweede niveau richt zich op het granulaat (of halffabrikaat). Op moleculair niveau worden de intrinsieke eigenschappen van een polymeer vastgelegd. Door diverse polymeren te combineren (blenden) kan het stabiliteit spectrum worden geoptimaliseerd. Door het toevoegen van additieven zoals anti-oxidanten, vloeiverbeteraars, weekmakers, vezels, kiemvormers, vernetters en vulmiddelen kan de specifieke stabiliteit worden verbeterd. Mengsels worden verder verwerkt door middel van compounding (bv. dubbelschroefsextrusie technologie). Het gebruik van verschillende typen additieven en het effect hiervan op verschillende vormen van stabiliteit zal in kaart worden gebracht. Relaties die worden gevonden geven het bedrijfsleven ideeën en mogelijkheden voor het verkrijgen van producten met bepaalde gewenste functionaliteiten. Beschikbare kennis over waarnemingen tussen stabiliteit en halffabricaat of verwerking van halffabricaat wordt meegenomen in dit onderzoek. Op dit niveau zal veel interactie zijn tussen bedrijven en hogescholen. Een aantal voorbeelden is: Aanwezigheid van onzuiverheden als zuren en basen hebben veel impact op de thermische stabiliteit tijdens de processing van het halffabrikaat. Dit is te verbeteren door te werken met zuivere producten of scavengers. Verder worden additieven gebruikt om de afschuifspanning laag te houden. UV stabiliteit wordt veelal bepaald door het ontstaan van vrije radicalen in het polymeer. Dit wordt ondervangen door het gebruik van radicaalvangers en antioxidanten, echter ander negatieve effecten zoals verkleuring en verbrossing kunnen een gevolg zijn. Biologische stabiliteit is afhankelijk van intrinsieke factoren. Gebruik van additieven zoals natuurlijke biocides vertraagt de biologische afbraak en gebruik van additieven zoals radicalen of schimmelsporen versnelt het afbraakproces. De toegankelijkheid voor bio-organismen kan vergroot worden door het gebruik van natuurvezels of vulmiddelen waardoor ook het afbraakproces sneller verloopt. Afhankelijk van gewenste functionaliteit en levensduur van het product is sturing mogelijk. C. Het derde niveau is het niveau product. Dit niveau richt zich op productdesign en slimme vormgeving. Om producten met een bredere functionaliteit en stabiliteit te verkrijgen kan een combinatie van materialen in een slim design de oplossing bieden. Een voorbeeld hiervan is een meerlaags afdekfolie in de landen tuinbouw, een folie met een laag voor goede UV-stabiliteit gecombineerd met een hydrolytisch afbreekbare laag. Een andere optie is het aanbrengen van coatings of het maken van gestructureerde blends (gebruik makend van co-continue, disperse of gelaagde fasen). Technieken hierbij zijn: meerlaagsextrusie, folie gieten en blazen, en extrusie compounderen (gestructureerde blends). Ook hier zullen MKB en hogescholen de spil in het onderzoek zijn. Vraagsturing en feedback uit beroepspraktijk bij het onderzoek en op tussentijdse resultaten Vraagsturing en feedback uit de beroepspraktijk is geborgd door structurele elementen in het onderzoeksplan: - De onderzoeksvragen zijn direct afkomstig van bedrijven die onderdeel vormen van de biopolymeerketen. Het gaat om grondstofproducenten, halffabrikaatverwerkers en eindgebruikers. Hieronder vallen ook de circa 40 MKB-bedrijven betrokken in het voorloper RAAK-MKB-project. - Alle projectpartners (hogescholen, WUR FBR en MKB-bedrijven) zijn direct betrokken bij de uitvoering van het onderzoek. Twee maal per jaar presenteren zij integraal elkaar de voortgang van de deelonderzoeken. In de deelonderzoeken zelf is uiteraard zeer frequent contact tussen betrokken partijen. Zo ontstaat de borging dat resultaten breed terecht komen bij de beroepspraktijk en dat de beroepspraktijk de mogelijkheid heeft feedback te geven aan de hogescholen en kennisinstelling. - Als innovatiecentrum voor MKB komen bij Syntens met grote regelmaat vragen binnen van bedrijven op het gebied van biopolymeren. Syntens selecteert en clustert deze vragen en brengt die vervolgens in bij het consortium. Syntens is binnen het consortium daarmee de bindende kracht tussen het consortium en MKB en bewaakt in die hoedanigheid de kwaliteit en de voortgang van het onderzoek. Syntens is daarmee de ideale sparringsorganisatie voor vraagsturing door de MKB-beroepspraktijk. - Vraagsturing wordt eveneens bewerkstelligd door input vanuit o.a. het NRK Biobased cluster (Rubberen Kunststofbranche), BCPN (Belangenvereniging composteerbare producten NL) en relaties met het DPI-Value Centre (Dutch Polymer Institute), het netwerk Biobased Innovations en Universiteit Gent.

RAAK-PRO aanvraag

4

6 september 2011


3. Netwerkvorming Samenstelling, ambitie, belangen, kennisniveau van het consortium en andere deelnemers Bij de samenstelling van het consortium is bewust gekozen voor een gelijke verdeling van de drie disciplines onderzoek, onderwijs en beroepspraktijk (MKB-bedrijven). Het consortium (lichtgroen), overige deelnemende MKB-bedrijven (donkergroen) en het omliggend ecosysteem (geel, oranje, rood) zijn in onderstaande figuur schematisch weergegeven.

De consortiumpartners zijn: Penvoerder AVANS (AVANS): Biobased en daarbinnen het onderwerp Biopolymeren is voor AVANS een belangrijk thema in hun onderwijs. Binnen de hogeschool wordt daartoe intensief samengewerkt tussen collega-opleidingen op disciplines als organische chemie, polymeerchemie, chemische technologie en werktuigbouwkunde. AVANS beschikt over laboratoriumfaciliteiten en verwerkings-mogelijkheden als compounderen, extrusie, spuitgieten en thermovormen naast diverse chemische en fysische analyseapparatuur voor grondstof, halffabrikaat en eindproductanalyse. AVANS stimuleert en ondersteunt praktijkgericht onderzoek met het MKB. Het netwerk tussen bedrijven en vakdocenten is van het niveau dat zij “makkelijk bij elkaar binnen lopen”. AVANS heeft een onderscheidende kennispositie in de regio West-Brabant. Samen met haar directe partners (bedrijven en kennisinstellingen) zal AVANS een Centre of Expertise Bio-based Economy opstarten. Eind 2010 is een business plan opgesteld om hieraan inhoud en richting te geven. AVANS participeert eveneens in de uitvoering van het Businessplan "Bio-based Economy Zuidwest-Nederland, where Agro meets Chemistry" en heeft zitting in de governance structuur (o.a. regiegroep) om gezamenlijke ambities te realiseren. Vanuit het College van Bestuur, de Academie ATGM en het Expertisecentrum Duurzame Innovatie wordt momenteel gewerkt aan nieuwe groene lesmodules en bio-based minoren. Ook staat een ‘Doorlopende Leerlijn’ (MBO-HBO) Bio-based Economy en een

RAAK-PRO aanvraag

5

6 september 2011


compleet nieuwe opleiding Bio-based Economy in de steigers. Middelen zijn vrijgemaakt voor nieuwe lectoraten en kenniskringen op het gebied van ‘Bio-based product development’ en ‘Bio-energie’’. Fontys Hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen (Fontys TNW): Fontys TNW voert het keurmerk ‘duurzaamheid’ met drie sterren en draagt daarmee het belang uit dat huidige en toekomstige studenten bewust moeten omgaan met materiaal en energie. Duurzaam ondernemen, ook in onderzoek, is een belangrijk facet. Biopolymeren spelen hierin een belangrijke rol. Vandaar dat er in 2009 gestart werd met een RAAK MKB traject op gebied van Biopolymeren, mede aangestuurd door het lectoraat Thin films & Functional Materials (voorheen lectoraat Functionele Polymeren). In alle fasen van de opleiding Applied Science van Fontys speelt de samenwerking met het werkveld een centrale en cruciale rol. Fontys heeft een groot netwerk van bedrijven waar veel mee wordt samengewerkt. Vanaf het eerste studiejaar krijgen de studenten opdrachten vanuit het bedrijfsleven. Opdrachten op het terrein van biopolymeren worden ook meer en meer door de studenten gewenst. Er is binnen Fontys TNW apparatuur aanwezig om polymeren en kunststoffen te analyseren (zoals thermisch, fysisch, mechanisch als ook microscopen en verouderingstesten). Verder wordt door samenwerking met een aantal bedrijven in de omgeving van Eindhoven en het Mikrocentrum Eindhoven materialen verwerkt. Het lectoraat Thin Films & Functional Materials zal rechtstreeks betrokken zijn bij onderhavig RAAK-PRO praktijkgericht onderzoek. Wageningen UR-Food & Biobased Research (FBR): Het onderzoeksinstituut FBR is onderdeel van kennisinstelling Wageningen UR. FBR doet al sinds 1990 fundamenteel en toegepast onderzoek op het gebied van biologisch afbreekbare en/of biobased materialen en behoort op dit gebied tot de top-drie onderzoeksgroepen van Europa. FBR was betrokken bij de ontwikkeling van de eerste generaties bioplastics op basis van zetmeel, poly-melkzuur (PLA) en poly-hydroxy alkanoaten (PHAs), maar ook bijvoorbeeld bij de regelgeving/normering van biopolymeren. Activiteiten variëren van de ontwikkeling van nieuwe materialen, van additieven en van producten op basis van bioplastics. Hiervoor heeft FBR de beschikking over een goed uitgerust laboratorium met een groot scala aan analyse- en polymeerverwerkingsapparatuur zoals extruders en spuitgietmachines. Omdat FBR onderdeel is van Wageningen University & Reseach biedt dit direct toegang tot andere universitaire vakgroepen en kennisinstituten. Alle bedrijven aangesloten bij deze aanvraag hebben nu of in het verleden al samengewerkt met FBR op project- of adviesbasis. Voorbeelden zijn product-ontwikkelingen op basis van Solanyl voor Rodenburg en de ontwikkeling van Biofoam (piepschuim op basis van PLA) voor Synbra Technology. Voor het Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie coördineert FBR het BPM (biobased performance materials) programma. Binnen dit programma werken diverse kennisinstellingen en bedrijven aan de ontwikkeling van hoogwaardige toepassingen voor biopolymeren. 3 Optimum Bioplastics en Rodenburg: De bedrijven aangesloten bij dit onderzoek worden onderverdeeld in grondstoffenproducenten, compounders en converters. De MKB-bedrijven Optimum Bioplastics (Rotterdam) en Rodenburg (Oosterhout) zijn allebei compounders. Vanuit deze twee bedrijven zijn senior onderzoekers (PhD, MSc) afgevaardigd in het consortium. Beide bedrijven hebben expertise om granulaat uit biopolymeren te maken en om deze te testen op conversie en verwerking. Als compounders zijn ze op een directe manier verbonden met de converters en de eindgebruikers. Syntens: MKB-intermediair Syntens is betrokken als onafhankelijk partner voor de valorisatie en disseminatie van kennis. De rol van Syntens is gericht op de interdisciplinaire uitwisseling van relevante kennis tussen onderzoeksinstituten en het MKB. Syntens stimuleert innovaties door het kennisniveau van biopolymeren bij de verschillende ketenspelers van de kunststofindustrie te verhogen. Het gaat daarbij om grondstofproducenten, compoundeurs, verwerkers, eindgebruikers (agro, retail, automotive, bouw, etc.), productontwikkelaars en afvalverwerkers. Syntens mobiliseert actief MKB-ers uit deze toepassingsgebieden en creëert aldus breed draagvlak en bevordert transsectorale samenwerking. Andere deelnemende MKB-bedrijven Naast genoemde MKB consortiumpartners zijn ook andere deelnemende MKB-bedrijven betrokken. Deze bedrijven houden zich bezig met de productie van grondstoffen, het verwerken hiervan tot tussen- of eindproduct (de zogenaamde converters). Het betreft op dit moment de bedrijven Bato te Zevenbergen, Desch 3

Voor meer info zie www.biobasedperformancematerials.nl.

RAAK-PRO aanvraag

6

6 september 2011


te Waalwijk en Beuningen, Imperial Ventures te Bergen op Zoom, Oerlemans te Genderen en Synbra Technology te Etten-Leur. Een korte beschrijving van deze MKB-bedrijven is opgenomen in bijlage II. Duurzaamheid van de netwerkvorming Juist in de regio Zuidwest-Nederland ontstaat een optimaal ‘ecosysteem’ op het gebied van de Bio-based Economy. De regio kent veel agro productie- en verwerkingsbedrijven (Cargill, Cosun, Suiker Unie, Lamb Weston), een sterke chemische industrie (Sabic, Shell, Nuplex, DOW), een optimale infrastructuur met twee wereldhavens (Rotterdam, Antwerpen) en ontsluitende snelwegen. Er is verder een goede kennisinfrastructuur met universiteiten (Delft, Eindhoven, Wageningen, Gent, Leuven) en hogescholen (Zeeland, AVANS, Fontys, HAS). De bio-based ambities van de regio zijn vertaald in het businessplan "Bio-based Economy Zuidwest-Nederland, where Agro meets Chemistry". Dit businessplan, mede opgesteld in kader van de investeringsagenda Energie van de provincie Noord-Brabant, onderscheidt vijf bakens, te weten het delen van faciliteiten, gezamenlijke R&D, onderwijs & kennis, regiopromotie en financieringsinstrumenten. Dit RAAKPRO project raakt direct aan de eerste drie bakens en geeft zo mede invulling aan de robuustheid en de ambities van Zuidwest-Nederland. In de eerdere figuur is het omliggend netwerk waar het consortium relaties mee heeft, niet uitputtend, weergegeven.

4. Onderzoeksplan Huidige (inter)nationale theorie en praktijk (state-of-the-art) en benodigde nieuwe kennis Op de verschillende deelgebieden betreffende de verwerking en toepassing van biopolymeren worden in de huidige wetenschappelijke literatuur vooral waargenomen effecten beschreven (zie bijlage III voor een begrippenlijst)4. De effecten worden echter niet fundamenteel doorgrond en structureel vastgelegd. Voorbeelden hiervan zijn: De thermische stabiliteit van biopolymeren wordt vaak onderzocht in combinatie met de watergevoeligheid van een polymeer. In vergelijking met bijvoorbeeld synthetische polyolefinen (i.e. PE en PP) is deze watergevoeligheid in combinatie met warmte één van de belangrijkste horden te nemen voor (bio)polyesters. Er is echter weinig bekend over het fundamentele effect en de praktijkgerichte gevolgen van onzuiverheden, zoals bijvoorbeeld het effect van resten katalysatoren en monomeren na productie. Van biopolyesters (zoals PLA) is bekend dat vooral de kristalliniteit een rol speelt in de biologische (en thermische) stabiliteit. Wanneer biopolyesters worden vergeleken met zetmeelpolymeren is bekend dat bij kamertemperatuur glycosidische bindingen minder stabiel zijn dan esterbindingen. PHA’s blijken gevoeliger voor water en breken gemakkelijk af bij lagere temperatuur (snellere composteerbaarheid) dan bijvoorbeeld polyesters zoals PBAT, PBS en PLA. Het lijkt erop dat de verschillen in bouwblokken (de monomeren) hierin een belangrijk rol spelen (zoals melkzuur, adipinezuur, teraftaalzuur en barnsteenzuur). Hierover bestaat echter nog veel fundamentele en praktijkgerichte onduidelijkheid. Er is nauwelijks iets bekend over het effect hoe bepaalde additieven de stabiliteit beïnvloeden. Op dit gebied is veel winst te behalen. In product design wordt op dit moment voornamelijk gekeken naar meerlaagssystemen. Dit wordt via trial-and-error beschreven. Er is slechts een beperkt aantal goede voorbeelden bekend. Details over interacties tussen de materialen (oppervlaktespanning), juiste diktes, blend fase structuur, effect van doorlaatbaarheden gassen en vloeistoffen op de stabiliteit zijn nauwelijks beschikbaar. 4

Literatuur o.a.: Product overview and market projection of emerging bio-based plastics, PRO-BIP 2009, Final report June 2009, Li Shen, Juliane Haufe, Martin K. Patel, Group Science, Technology and Society (STS) Copernicus Institute for Sustainable Development and Innovation, Utrecht University, commissioned by European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE, www.epnoe.eu) and European Bioplastics (www.europeanbioplastics.org) - Processing of poly(lactic acid): Characterization of chemical structure, thermal stability and mechanical properties, F. Carrasco, P. Pagès, J. Gámez-Pérez, O.O. Santana, M.L. Maspoch, Polymer Degradation and Stability 95 (2010) 116-125 - Review - Biodegradable Polymers, I. Vroman, L. Tighzert, Materials 2009, 2, 307-344 - Review - Poly(butylene succinate) and its copolymers: Research, development and industrialization, Jun Xu, Bao-Hua Guo, Biotechnol. J. 2010, 5, 1149–1163

RAAK-PRO aanvraag

7

6 september 2011


De literatuur en beroepspraktijk leren ons dat het opbouwen van meer fundamentele en gestructureerde kennis over deze stabiliteit van biopolymeren noodzakelijk is om de toepasbaarheid te verhogen. Zo kan elk bedrijf dat biopolymeren produceert, recycleert of toepast de uitdaging aan om stevig grip te krijgen op de functionele stabiliteit van de polymeren. Want de stabiliteit van een polymeer bepaalt immers in welke toepassingen/functionaliteiten het polymeer gebruikt kan worden. In dit onderzoek ligt de initiële focus op de polyesters, al dan niet gecombineerd met koolhydraten (zetmeel of bloem), omdat biopolyesters de grootste familie binnen de biopolymeren zijn, de grootste marktpotentie bezitten en het fundament zijn van de biopolymeren die voorkomen in het portfolio van de deelnemende MKB. Polymeren waar het hier omgaat zijn polylacticacid (PLA), polyhydroxybutyrate (PHB) en zetmeel of bloem polyester blends. Voor de fundamentele begripsvorming m.b.t. stabiliteit zullen tijdens het onderzoek indien nodig ook andere polymeren dan polyesters worden meegenomen. Elk van de genoemde biopolymeren heeft een specifiek gedrag t.a.v. stabiliteit en ook per klasse zijn verschillen te onderscheiden. De uiteindelijke stabiliteit van een biopolymeermateriaal is het resultaat van enerzijds de intrinsieke eigenschappen van het biopolymeer zoals type polymeer en structuuropbouw en anderzijds het effect van externe factoren op de fysische en chemische interacties in het product. Centrale onderzoeksvraag, deelvragen, onderzoeksaanpak en -materiaal In onderstaand schema zijn de centrale onderzoeksvraag, deelonderzoeken en aanpak samengevat.

Centrale onderzoeksvraag in dit RAAK-PRO project is: Hoe kan optimale regie worden verkregen op de functionele stabiliteit van biopolymeren in de productketen (verwerking van polymeer via granulaat naar eindproduct)? Vanuit onderzoekservaring naar biopolymeren bij de deelnemende hogescholen, kennisinstelling en MKBbedrijven, IS uit deze centrale onderzoeksvraag initieel een zestal deelonderzoeken benoemd. De deelonderzoeken hebben alle betrekking op de drie niveaus, zoals beschreven in hoofdstuk 3: polymeer (A),

RAAK-PRO aanvraag

8

6 september 2011


granulaat (B) en product (C). Binnen niveau A is met name van belang het beter begrijpen van het effect van verschillende bouwblokken in een polymeer (deelonderzoek 1). De ontwikkelde kennis kan direct ingezet worden als basis voor niveaus B en C (deelonderzoek 2 t/m 6), waarbij wordt ingaan op het creëren van de vereiste functionele stabiliteit tijdens verwerking (thermisch en fysisch) en gebruik (thermisch, biologisch, UV). De zes deelonderzoeken zijn: 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Begripsvorming stabiliteit van biopolymeren met initiële focus op biopolyesters (thermisch, hydrolytisch, rheologisch, UV): Aan de hand van een database met gegevens over bouwblokken en additieven kan bijvoorbeeld bepaald worden welk polyester geschikt is om een thermisch stabiel biopolymeer te krijgen. Hierbij moet o.a. helder naar voren komen wat het verschil is van bouwblokken zoals tereftaalzuuradipinezuur-barnsteenzuur-melkzuur (T-A-S-L) op de thermische stabiliteit van polyesters. De gebruikte onderzoeksmethode is de zogenaamde molecular modelling approach. Resultaat  Aanzienlijk vergroot inzicht in effect van bouwblokken (T-A-S-L) op de chemische stabiliteit van polymeren. Verbeteren van de fysische-reologische stabiliteit van biopolyesters: Verwerkbaarheid van diverse typen biopolyesters wordt sterk benadeeld door de snelle viscositeitsverandering in het materiaal en de lage smeltsterkte van het materiaal tijdens verwerking. Verbeteren van de kristallisatie en/of de smeltsterkte verhogen de diverse applicatiemogelijkheden (PLA, PBS, PHB). Resultaat  Kennisvermeerdering over de belangrijkste parameters relevant voor de stabiliteit van biopolyesters tijdens verwerking. Verdubbeling van de verwerkingssnelheid zonder verlies van eigenschappen. Effect van vulstoffen op de biologische en thermische stabiliteit van biopolyesters: Toevoeging van vulstoffen is een goedkope en effectieve manier om de eigenschappen van biopolymeren te beïnvloeden. Vulstoffen kunnen de biologische afbraak van (kristallijne) biopolyesters versnellen (PLA, PBS) en kunnen de stijfheid van biopolymeren verhogen en daarmee de maximale gebruikstemperatuur (PBS, PBSA, PBAT). Tenslotte kunnen kleine hoeveelheden van specifieke vulstoffen de kristallisatiesnelheid verhogen en daarmee producten meer kristallijn maken. Dit verhoogt de gebruikstemperatuur en vertraagt de biologische afbraak (PHB, PLA). Resultaat  Kennisvermeerdering over effect van verschillende vulmiddelen op biologische en warmtestabiliteit polyesters. Verhoging van de buigmodulus met minimaal 30%. Verhoging van HDT met minimaal 10°C. Effect van kristalliniteit op de biologische afbraak van biopolymeren: Sommige polyesters breken na gebruik te snel af en anderen te langzaam. Een voorbeeld is PLA dat slechts langzaam afbreekt wanneer het materiaal hoogkristallijn is en snel wanneer het materiaal amorf is. Door de juiste samenstelling en verwerkingsomstandigheden te kiezen tijdens het maken van een halffabrikaat is het mogelijk om getriggerde afbraak te creëren. Vragen die beantwoord moeten worden zijn: Wat is het effect van de kristalliniteit (stereocomplex) op de biologische afbraaksnelheid? Kan deze voor lage temperaturen worden versneld? Zijn er additieven die een rol spelen? Resultaat  Inzicht in effect molecuulstructuur op biologisch afbraaksnelheid. Verlaging lag time biologisch afbraak met 30%. Vertragen van de UV gevoeligheid (minder vergeling en verbrossing): Onder invloed van UV licht breken polyesters af en kleuren geel en worden brosser tijdens gebruik. Vertragen van dit proces wordt onderzocht door gebruik van o.a. scavangers of zuiverder uitgangsmateriaal. Een voorbeeld is een polyester afdekfilm voor de landbouw. Resultaat  Inzicht effect scavangers of onzuiverheden op UV stabiliteit folie polyesters zoals PBAT en PBS en zetmeelblends. Verlaging verbrossing van een folie met een factor 1,5 over een periode van 6 maanden. Reductie in vergeling van een afdekfolie met een factor 2 over een periode van 6 maanden. Het verkrijgen van optimale productdesign combinaties van biopolyesters en zetmeel: Gezocht wordt naar combinaties van zetmeel en biopolyesters waarbij optimaal gebruik gemaakt wordt van de functionele eigenschappen van beide type materialen in combinatie met prijs. Zetmeel heeft een unieke gasdoorlaatbaarheid t.o.v. polyolefinen. Zetmeel en zetmeelproducten zoals bloem zijn goedkoop. Puur zetmeel is te gevoelig voor vocht. Combineren met biopolyesters die hierin beter functioneren kan oplossing bieden. Een oplossing is het maken van een meerlaagssysteem, waarbij de buitenlaag bestaat uit een waterongevoelige polyester en de binnenlaag uit een zetmeelproduct met goede gasdoorlaatbaarheid.

RAAK-PRO aanvraag

9

6 september 2011


Van belang is het zoeken naar juiste diktes van de verschillende lagen en het creëren van interacties die nodig zijn om verschillende lagen aan elkaar te hechten (compatibiliserende lagen). Resultaat  Nieuwe kennis over de verwerking van combinaties van polyester en thermoplastische zetmeel in meerlaagsfolies. Verpakkingsfolie met voldoende eigenschappen en verbeterde gasdoorlaatbaarheid in vergelijking met huidige folies op basis van PVOH-PE folies. Uitgaande van de onderzoeksvraag zijn relevante stabiliteitsaspecten gedefinieerd die tot uiting komen op drie onderzoeksniveaus (A,B,C) met ieder hun eigen structuur niveau karakteristieken (primair, secundair en tertiair, zie paragraaf 3). De relatie tussen type stabiliteit van biopolymeren, de drie onderzoekniveaus en structuurniveaus is weergegeven in onderstaand schema. De relatie met de 6 deelonderzoeken is daarin eveneens aangegeven.

De uitkomsten uit de zes deelonderzoeken moeten leiden tot (cor-)relaties tussen de waargenomen stabiliteit en de materiaaleigenschappen, de polymeerstructuur, de samenstelling, het proces en het productdesign. De zes deelonderzoeken zijn in overleg met breed scala aan MKB-partijen opgesteld en zullen tijdens het onderzoekstraject door overleg verder verfijnd worden naar de actuele situatie. De eerste keer vindt dit plaats tijdens de startbijeenkomst van consortium en deelnemende bedrijven. Dit wordt gecombineerd met afzonderlijke vraag gestuurde startinterviews. De hoofdonderzoeker van AVANS is verantwoordelijk voor bundeling en vertaling naar de fundamenteel onderliggende stabiliteitscategorieën. Een voorbeeld van de nadere uitwerking van een deelonderzoek is terug te vinden in bijlagen III. Onderzoeksmethoden, analysemethoden, validiteit en kwaliteitsborging van het onderzoek Dit project leidt tot meer inzicht in het effect van intrinsieke eigenschappen van het biopolymeer en in externe factoren op de fysische en chemische interacties in het product. Uiteindelijk wordt de stabiliteit van een biopolymeer daardoor beter begrepen en wordt de regie gekregen om een functioneel product te creëren. Om dit te bereiken worden parallel 6 deelonderzoeken bestudeert. De deelonderzoeken kennen elk hun eigen specifieke onderzoeks- en analysemethoden. Eén voorbeeld is uitgewerkt in bijlage IV. Er zijn desalniettemin grote overeenkomsten in de onderzoeksopzet. Vooraf moet altijd een grondig literatuuronderzoek worden verricht, wat gedurende het onderzoek regelmatig wordt geactualiseerd. Andere vaste onderdelen zijn een gedegen proefopzet, experimenteel onderzoek inclusief materiaal analyse en interactie met de probleemeigenaar. Veel typen van analyses en proeven vertonen overeenkomsten. Afhankelijk van het type

RAAK-PRO aanvraag

10

6 september 2011


onderwerp (moleculair, halffabrikaat, productontwerp) vinden verificatieproeven en modificaties op de diverse laboratoria van de projectpartners plaats, worden kwaliteitstesten gedaan op diverse schaalniveaus, productdesigns ontwikkeld, productieruns gedraaid en diverse prototypes vervaardigd. Naar gelang het productstadium concreter in beeld komt, wordt de betrokkenheid van de beroepspraktijk groter. Onderstaande figuur schetst een overzicht van de te gebruiken onderzoeksmethoden. De geschetste cyclus hoeft niet voor elk deelonderzoek geheel te worden doorlopen.

Proeven waarbij diverse parameters worden onderzocht en gevarieerd worden opgezet volgens het concept "Design of Experiment" (het slim variëren van parameters). Daarnaast worden analyses en kwaliteitstesten voor het meten van de stabiliteit van de gemaakte materialen (UV, thermisch, hardheid, shear etc.) uitgevoerd volgens geaccrediteerde "standard operating procedures" (SOP's). Deze zijn door beroepspraktijk en kennisinstellingen veelal zelf ontwikkeld, al dan niet volgens een bestaande ISO-normering en in gebruik genomen. De hoofdonderzoeker van AVANS zorgt voor de algehele kwaliteitsborging van het onderzoek. Hij zal daartoe alle projecten initiëren en beheren. Studenten vallen onder supervisie van de diverse lectoraten en krijgen daarnaast begeleiding van experts uit MKB (vaak MSc of PhD geschoold) en Wageningen UR. Van de studenten wordt verwacht dat ze voor aanvang een aantal basiscompetenties beheren. Daarnaast kunnen ze pas een project starten indien een onderzoeksprotocol is geschreven en is beoordeeld door de begeleidende docent, hoofdonderzoeker en eventueel begeleider van WUR of MKB. Gedurende een onderzoekstraject wordt 2- wekelijks overlegd met betrokken begeleider en lector. Na afloop wordt van elke project een veslag geschreven en gepresenteerd voor mede-studenten, begeleider, lector en ander betrokkenen uit bedrijfsleven en kennisintellingen. De hoofdonderzoeker plaatst alle resultaten in het bredere kader van de deelonderzoeken en uiteindelijk van de fundamenteel achtergrondkennis. Toetsing hiervan vindt plaats binnen consortium, lectoraat en WUR onderzoekers en uiteindelijk extern in de vorm van enkele wetenschappelijke publicaties of deelname aan symposia dmv poster of presentatie. Activiteiten in een tijdsplanning per (deel)project, milestones en (deel)resultaten Wageningen UR-FBR, AVANS en Fontys zijn vooral betrokken bij de invulling van onderzoeksniveau A (moleculair). Rodenburg, Optimum en de hogescholen zullen naast Wageningen UR-FBR belangrijke extra input leveren op niveaus B (halffabrikaat) en C. De MKB’s spelen een belangrijke rol op niveau C (product). Een planning van de activiteiten binnen het RAAK PRO project en een ruwe onderlinge rolverdeling van de projectpartners is terug te vinden in bijlage V. Ook zijn daarin belangrijke milestones en (deel)resultaten aangegeven.

RAAK-PRO aanvraag

11

6 september 2011


Taakverdeling van de onderzoekers in % fte. Het voorgestelde onderzoek is een complexe samenwerking tussen diverse kennisinstellingen en bedrijven. Vooral de vertaling van bedrijfsvragen naar betere adviezen door gedegen onderliggende begripsvorming over biopolymeren vergt een strakke aansturing. Om die reden heeft penvoerder AVANS één hoofdonderzoeker aangewezen die als spin in het web bij alle lopende deelonderzoeken betrokken is en zelf ook onderzoek uitvoert. Deze hoofdonderzoeker is werkzaam binnen het lectoraat Bio-based product development van AVANS en werkt 4-jaar lang voor circa 1,6 dag per week (0,36 fte) aan het onderzoek. Deze persoon onderhoudt de communicatie en voortgang tussen de personen en partijen die op dat moment bij het onderzoek betrokken zijn of belang hebben bij de resultaten en bewaakt de voortgang. Het gaat om toegevoegde onderzoekers/docenten en lector van AVANS (0,26 fte/jaar), onderzoekers/docenten en lector van Fontys (0,3 fte/jaar), wetenschappelijke en assistent onderzoekers bij Wageningen UR (0,22 fte/jaar) en van professionals uit het bedrijfsleven en van Syntens (gezamenlijk 0,33 fte/jaar). De hoofdonderzoeker heeft contact met alle studenten welke opdrachten uitvoeren binnen dit project en is buiten lectoraatwerkzaamheden werkzaam als senior docent (0,64 fte) aan AVANS en fungeert naar studenten toe als één van de gezichten binnen het biopolymeren onderwijs.

5. Implementatieplan voor de beroepspraktijk Aanpak: werkwijze, activiteiten, bemanning, expertise en organisatie. De onderzoeksvragen komen primair vanuit de deelnemende MKB bedrijven. Ten behoeve van een adequate verbinding tussen beroepspraktijk en achterliggende fundamentele kennis wordt deze aanpak in het inhoudelijk perspectief geplaatst van de drie niveaus polymeer, granulaat en product. Het implementatieplan voor de beroepspraktijk bestaat uit (voor schematische planning zie bijlage V): Elk jaar 6 stage- of afstudeerplaatsen van studenten (AVANS 4x en Fontys 2x); Mogelijkheid voor personeel en onderzoekers van deelnemende RAAK-PRO deelnemende MKB, om bio-based onderwijsmodules te volgen bij AVANS en Wageningen UR-FBR, om kennis te vergroten; Kortlopende opdrachten kunnen in het zogenaamde ASIA (Applied Science Ingenieurs- en Adviesbureau, 2e leerjaar) of in de minor DAS (Disciplines Applied Science, 3 e leerjaar) van Fontys hogeschool geplaatst worden (circa 2 tot 3 per jaar) of 5 tot 6 opdrachten in de 6-maands projectenminor biopolymeren van Avans (3e jaars); Facility sharing van de diverse laboratorium en equipmentfaciliteiten binnen het onderwijs en kennisinstellingen voor de MKB-bedrijven en vice versa ten behoeve van het onderzoek; Kennisvermeerdering van de beroepspraktijk op het gebied van degradatieprocessen, ontwikkeling van stabiliseringsmechanismen en van concrete proces- en productontwikkeling van biopolymeren; Toetsing van eigenschappen van geproduceerde producten op basis van biopolymeren bij potentiële (eind)gebruikers; Ontwikkeling en uitwerking van circa 6 tot 10 effectieve nieuwe producten, granulaten, toepassingen en/of productdesigns op basis van biopolymeren; Organisatie van een beroepspraktijk-symposium één maal per 2 jaar. Het eerste symposium heeft een lerend karakter. Het tweede symposium worden de belangrijkste resultaten en successen voor de beroepspraktijk van het RAAK-PRO project uitgedragen; Organisatie van bedrijfsbezoeken in binnen- en bij meerwaarde in buitenland (met hulp van Syntens); MKB-bedrijfsleven mobiliseren voor praktijkgerichte onderzoeksvragen en omzetten van kennisvragen in projectvoorstellen (Syntens). Verwacht wordt dat circa 30 additionele bedrijven kunnen worden geïnteresseerd in het onderwerp functionele stabiliteit van biopolymeren; Opzetten van MKB-clusters rondom specifieke biopolymeer-applicaties (met hulp van Syntens).

RAAK-PRO aanvraag

12

6 september 2011


Interactie plan van onderzoek met beroepenveld Tijdens het project wordt twee maal per jaar een bijeenkomst georganiseerd met alle deelnemers en geïnteresseerden. Onder leiding van de hoofdonderzoeker wordt de voortgang door de consortiumleden gepresenteerd naar de hele groep, waarbij ook de niet consortiumleden betrokken zijn. Tevens wordt gepresenteerd welk onderzoek wordt aangepakt in het aanstaande half jaar. Bedrijven hebben de mogelijkheid om op dat moment direct te worden betrokken bij een bepaald onderzoek. Deze bijdrage kan zijn op allerlei gebied, zoals bijvoorbeeld het implementeren van resultaten, het bieden van kennis, materialen en faciliteiten. Tevens kan door de onderzoeker van een betreffend traject effectief een bijdrage worden gevraagd aan de andere leden of deelnemers en/of kunnen nieuwe partners worden benaderd en uitgenodigd. De te ontwikkelen database met gegevens over biopolymeer bouwblokken en additieven wordt daarnaast breed toegankelijk gemaakt voor het aangesloten beroepenveld. Omdat binnen het project de gehele keten (van grondstof, halffabrikaat tot eindproduct) betrokken is, vindt er kruisbestuiving plaats tussen de verschillende onderzoeksvelden, expertises en kennisgebieden. Het betrokken MKB kan direct inspelen op de kennis en mogelijke verbeteringen aangeven die nodig zijn voor implementatie in de beroepspraktijk. Daarnaast worden diverse events georganiseerd waarin het beroepenveld nadrukkelijke interactie heeft met het plan van onderzoek. het gaat hierbij onder andere om de twee beroepspraktijk-symposia en diverse gastlectures, colloquia en presentaties. Op deze manier kunnen ook niet deelnemende MKB-ers indien ze geïnteresseerd raken zich aansluiten bij een van de onderzoeksprogramma’s. Soorten van implementatie van kennis en kunde richting de beroepspraktijk. Het RAAK PRO project leidt tot belangrijke kennisvermeerdering van de beroepspraktijk op het gebied van degradatieprocessen, ontwikkeling van stabiliseringsmechanismen en van concrete proces- en productontwikkeling van biopolymeren. Daarbij wordt nadrukkelijke aandacht gegeven aan belangrijke eisen die de beroepspraktijk (van grondstof tot product) in dit kader stelt: Producenten van biopolymeer-producten krijgen inzicht in de biopolymeer-formuleringen welke prijstechnisch en/of functioneel concurrerend zijn met synthetische systemen. Indien producten met betere afbreekbaarheid, meer gebruiksgemak of betere bacteriële eigenschappen worden verkregen accepteren afnemers een zekere mate van hogere prijs. De performance van de producten moet daarbij uiteraard wel voldoen aan de huidige minimale eisen van synthetische polymeren; Voor verwerkers van biopolymeren wordt het mogelijk om processen op standaard machines bij normale gangbare temperaturen en energiegebruik (bij voorkeur lager) uit te voeren door o.a. effectief gebruik te maken van additieven/masterbatches. Vaak is door de lagere verwerkingsstabiliteit het nu nog niet mogelijk op maximale capaciteit te produceren; Toepassers en ontwerpers krijgen sterk verbeterde kennis over de functionele eigenschappen en toepassingsgebieden van biopolymeren. In de zestal deelonderzoeken van dit project wordt beoordeeld of bovenstaande marktgedreven eisen gehaald worden met de huidige stand van technieken en materialen (figuur toont een standaard extruder).

RAAK-PRO aanvraag

13

6 september 2011


Groei in relaties met beroepspraktijk van de hogeschool De relaties met de beroepspraktijk zullen groeien doordat er directe interactie is met de hogescholen en de uitvoerenden (waaronder de betrokken studenten). De polymeerdocenten en polymeeronderzoekers (docenten en studenten) aangesloten bij lectoraat worden voor het bedrijfsleven een nieuwe bron van expertise waaruit zij kunnen putten. Daarnaast stromen studenten na een succesvolle afronding van hun studie direct door richting betreffend bedrijfsleven. De opgedane expertise in het werkveld zal het marktaandeel van biopolymeren vergroten en daardoor de vraag naar beter en gerichter opgeleide mensen. Betere aansluiting van de onderwijsprogramma’s binnen de hogescholen levert hieraan een belangrijke bijdrage. Vice versa leidt meer expertise in het werkveld weer tot betere producten en aldus meer vraag naar de juist gekwalificeerde mensen. Beroepspraktijk en het onderwijs hogescholen raken daardoor steeds meer met elkaar verweven raken en elkaar her- en erkennen als kennisbron.

6. Implementatieplan voor de onderwijspraktijk Aanpak: werkwijze, activiteiten, bemanning, expertise en organisatie. Het implementatieplan voor de onderwijspraktijk en gerelateerd onderzoek bestaat uit (voor schematische planning zie bijlage V): Fundamentele kennis van de 6 kennisvragen omzetten in circa 6 tot 10 effectieve nieuwe producten, granulaten, toepassingen en/of productdesigns op basis van biopolymeren; 4 wetenschappelijke publicaties of patenten; 4 semi-populaire publicaties in vakbladen en 4 krantenberichten; 1 database met gedetailleerde informatie over begripsvorming stabiliteit (bouwblokken, additieven, etc) van biopolymeren met nadruk op biopolyesters; Diverse colloquia en presentaties binnen onderwijs, beroepspraktijk en op externe symposia; Elk jaar 4 minorgroepen bij AVANS en 2 projectgroepen bij Fontys; Elk jaar 6 stage- of afstudeerplekken (AVANS 4 en Fontys 2), waarvan circa 2 stages of afstudeervakken van hogeschool studenten bij Wageningen UR-FBR; Gastcollege in de onderwijspraktijk van AVANS en Fontys door het bedrijfsleven en Wageningen UR; Aanpassing van onderwijsmodules/leerlijnen (voltijd/duaal, AVANS) binnen de bio-based curricula; Ontwikkeling kern (onderzoeksgebied) Biopolymeren in kader van de minor DAS (Disciplines Applied Science, Fontys hogeschool); 2e jaar cursus aanbieden aan studenten over biomaterialen (Fontys hogeschool); Aanstelling minimaal één promotieplek binnen lectoraat AVANS tijdens of als spin-off van het project. Interactie met het plan van onderzoek: hoe zijn studenten en docenten betrokken? Door te kiezen voor een onderzoeksopzet in drie niveaus (polymeer, granulaat en product) is een duidelijke verdeling in inhoudelijke competenties gemaakt, zoals fundamenteel onderzoek, toegepast onderzoek en product design in de verschillende domeinen. Dit biedt de mogelijkheid voor docenten/onderzoekers en studenten te werken in een onderzoeksonderdeel wat het dichtst bij haar/zijn discipline ligt. Een organisch chemicus die wil werken aan een biopolymeer onderwerp kiest voor onderwerpen die liggen op het moleculair vlak (niveau 1) en deels voor sterk moleculair gerichte of analytische gerichte onderwerpen binnen niveau 2, granulaat. Chemisch technologische onderwerpen komen meer voor in niveau 2 en productontwerp-aspecten, waarbij de samenwerking met de opleiding werktuigbouw essentieel is, in niveau 3. Op deze manier sluit het project goed aan bij diverse onderwijsgebieden en kent het project een multidisciplinaire aanpak. e

e

e

Gedurende het project worden HBO studenten in verschillende fasen van hun ontwikkeling (2 -, 3 - en 4 jaars) en van verschillende disciplines (organische chemie, analytisch chemisch, polymeerchemie, chemische technologie, engineering, materiaalkunde) betrokken bij lopende deelonderzoeken. Dit gebeurt door

RAAK-PRO aanvraag

14

6 september 2011


gemeenschappelijke colleges, maar vooral door deelname aan het onderzoek in de vorm van deelname aan kort- en langlopende projecten. Studenten kiezen uit een portfolio van projecten, aan welk (deel van het) dan lopende onderzoek zij willen meewerken. Studenten halen zo studiepunten voor de minor Biopolymeren (AVANS), ASIA en minor DAS (Fontys hogeschool) en/of tijdens stage- en afstudeeronderzoeken bij hogeschool, WUR-FBR of bedrijven. Doordat docenten betrokken worden bij het onderzoek als toegevoegd onderzoeker binnen het lectoraat Bio-based product development (AVANS) en/of Thin Films & Functional Materials (Fontys) wordt de kwaliteit van het onderwijs en adviezen aan MKB versterkt. Naast activiteiten binnen de minoren wordt ook buiten de onderwijsperiode door de hoofdonderzoeker (tevens docent) aan onderzoeken op het gebied van biopolymeren gewerkt. De hoofdonderzoeker beschikt dus zelf over onderzoekstijd. Hij communiceert de resultaten met de lector en er kan o.a. besloten worden resultaten in de vorm van wetenschappelijke artikelen te publiceren. De lector binnen de hogeschool bewaakt de projectleiding en houdt de projectplanning en de benodigde diepgang van de diverse onderzoeken nauwlettend in de gaten. Daarvoor neemt de lector enig onderzoek of begeleiding voor haar rekening. Bevordering van vakbekwaamheid van docenten voor uitvoeren van onderzoek en ontwikkeling Speciaal voor het vergroten van de vakbekwaamheid van docenten op het gebied van bio-based economy en het gericht opleiden van de studenten in dit relatief nieuwe vakgebied heeft AVANS besloten een lectoraat Biobased product development en Biobased energy op te richten. Dit biedt betrokken docenten goede ruimte om hun vakbekwaamheid voor het uitvoeren van onderzoek te vergroten. Deze vakbekwaamheid krijgt voor AVANS verder een boost door de samenwerkingsverbanden in onderhavig RAAK PRO project met Fontys NTW, Wageningen UR-FBR, Syntens en het brede scala aan betrokken MKB bedrijven. Daarnaast neemt de vakbekwaamheid toe door de multidisciplinaire samenwerking binnen de hogeschool met collega-opleidingen op de disciplines organische chemie, polymeerchemie, chemische technologie en werktuigbouwkunde. E.e.a. geldt evenzo voor Fontys Hogeschool TNW. Het lectoraat Thin Films & Functional Materials is rechtstreeks betrokken bij dit RAAK-PRO praktijkgericht onderzoek. In alle fasen van de opleiding Applied Science van Fontys speelt verder de samenwerking met het werkveld een centrale en cruciale rol. Kennisopbouw en kennisuitwisseling tussen bedrijven, researchcentra en Fontys Hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen draagt zo bij aan de vakbekwaamheid van de Fontys-docenten. Impact (vernieuwing) en het bereik (aantal afgestudeerden) van het onderzoeksprogramma op de curricula Verwacht wordt dat het aantal afgestudeerden gerelateerd aan het werkveld biopolymeren bij AVANS en Fontys zal stijgen met 40 tot 60%. Daarnaast worden de biopolymeerthema’s opgepakt in nieuwe minorgroepen bij AVANS en projectgroepen (ASIA, DAS) bij Fontys en binnen aanvullende stage- en/of afstudeerplekken. Verder leidt e.e.a. tot aanpassing van onderwijsmodules / leerlijnen voltijd en duaal binnen de bredere kaders van de bio-based curricula (AVANS) en wordt binnen Fontys hogeschool een nieuwe 2e jaar cursus aan studenten over biomaterialen aangeboden. Vanuit het College van Bestuur van AVANS, de Academie ATGM en het Expertisecentrum Duurzame Innovatie wordt momenteel gewerkt aan nieuwe groene lesmodules en bio-based minoren. Ook staat een ‘Doorlopende Leerlijn’ (MBO-HBO) Bio-based Economy en een compleet nieuwe opleiding Bio-based Economy in de steigers. Middelen zijn vrijgemaakt voor nieuwe lectoraten en kenniskringen op het gebied van ‘Bio-based product development’ en ‘Bio-energie’. In onderstaande figuur is een paar concrete voorbeelden opgenomen van de impact van het RAAK PRO onderzoek op de onderwijscurricula.

RAAK-PRO aanvraag

15

6 september 2011


7. Duurzaamheid beoogde toepassingen Verwachte inhoudelijke resultaten van het project die doorwerken in de praktijk In concrete toepassingen In het RAAK-PRO project worden circa 6 tot 10 effectieve nieuwe producten, granulaten, toepassingen en/of productdesigns op basis van biopolymeren ontwikkeld en uitgewerkt. Gerelateerd aan de zes deelonderzoeken kan dat concreet voor het beroepenveld bijvoorbeeld de volgende producten opleveren: 1. Begripsvorming stabiliteit van biopolymeren met initiële focus op bio-polyesters (thermisch, hydrolytisch, rheologisch, UV): Door de kennisvergaring in de database wordt o.a. meer inzicht verkregen in hogere verwerkingstemperaturen van biopolymeer-producten. De kennisvermeerdering draagt bij aan het goedkoper worden van de productie, aan toename van het aantal toepassingen en aan prijsdaling per eenheid. Hierdoor kan een breed scala aan synthetische polyolefine producten in bijvoorbeeld de landen tuinbouw vervangen worden, zoals potten, clips en labels. 2. Verbeteren van de fysische-reologische stabiliteit van bio-polyesters: PHA’s zijn één van de belangrijkste nieuwe groepen bioplastics voor de toekomst. Het RAAK-PRO project draagt bij aan meer controle tijdens verwerking over viscositeitsveranderingen (kristallisatie, smeltsterkte etc.). Hierdoor ontstaat een groter scala aan toepassingen, zoals (thuis) composteerbare verpakkingen en producten met voldoende stabiliteit gedurende gebruik. Voorbeelden van producten zijn maaltijdenverpakkingen, koffiebekers, champignonstrays, thermoformplantenpotten, steakers, stampbeschermers en bindstrips. 3. Effect van vulstoffen op de biologische en thermische stabiliteit van bio-polyesters: Het deelonderzoek draagt bij aan het verkrijgen van hogere stijfheid van bio-polyesters, goedkopere bioplastics en meer functionele bioplastics. Hierdoor worden de eigenschappen beter vergelijkbaar met PET en PS. Gebruik van PBS, PHB en sc-PLA materialen wordt dan mogelijk voor verpakkingsmaterialen van warm voedsel en magnetronmaaltijden. 4. Effect van kristalliniteit op de biologische afbraak van biopolymeren: Het project geeft meer inzicht in een snellere en meer getriggerde afbraak van biopolymeren voor de inzet in o.a. “home-composting” producten, bijvoorbeeld een plantpot die met de plant in de grond kan worden geplaatst en die gedurende de groei van de plant afbreekt. 5. Vertragen van de UV gevoeligheid (minder vergeling en verbrossing): Het project draagt bij aan de robuustheid van bio-polyesters tegen UV. Dit biedt meer productmogelijkheden voor gebruik van

RAAK-PRO aanvraag

16

6 september 2011


6.

transparante afdekfolies. Te denken valt aan afdekfolies in landen tuinbouw en aan consumentenverpakkingen, die transparant dienen te zijn en waarbij vergeling een kwaliteitsverlies is (zoals bij vensterverpakkingen en tijdschriftfolies). Het verkrijgen van optimale productdesign combinaties van bio-polyesters en zetmeel: Ontwikkeling van nieuwe combinaties van bio-polyesters en zetmeel in dit RAAK-PRO project kan leiden tot een multifunctioneel meerlaagsproduct, bijvoorbeeld een dubbellaagsfolie voor het verpakken van groente. De buitenlaag is voldoende vochtwerend tijdens de gebruiksfase en de binnenlaag verschaft een betere doorlaatbaarheid voor aanwezige gassen als water, zuurstof en kooldioxide.

Dergelijke nieuwe productvoorbeelden, granulaten, toepassingen en/of productdesigns op basis van biopolymeren gaan de markt voor de toepassing van biopolymeren (in bedrijfsleven, agrofoodsector, ziekenhuizen, bouw, evenementenorganisaties, consumenten, etc) zeer zeker positief beïnvloeden. Denk verder ook aan toepassingsmogelijkheden zoals isolatieschuim, automobiel onderdelen, gebruik in behuizingen van TV’s, computers, toetsenborden, stopcontacten, koffiezet- en scheerapparaten. Verwachte inhoudelijke resultaten in het onderwijs in relatie tot met (inter)nationale netwerken Zuidwest-Nederland is een sterke internationaal opererende biobased regio. De regio kent veel agro productie- en verwerkingsbedrijven, heeft een sterke chemische industrie, een optimale infrastructuur met twee wereldhavens, goede ontsluitende snelwegen en een goede kennisinfrastructuur met universiteiten en hogescholen in en rondom deze regio. De resultaten van het RAAK-PRO project dragen gericht bij aan verdere regionale structuurversterking van dit veelbelovende ‘ecosysteem’ op het gebied van Bio-based Economy en mogelijke internationale uitstraling. De relatie met dit ecosysteem en andere (inter)nationale netwerken en gremia wordt hier – niet uitputtend – weergegeven. Businessplan "Bio-based Economy Zuidwest-Nederland, where Agro meets Chemistry" AVANS participeert eveneens in de uitvoering van het Businessplan "Bio-based Economy Zuidwest-Nederland, where Agro meets Chemistry" en heeft zitting in de governance structuur (o.a. regiegroep) om gezamenlijke ambities te realiseren. Met het businessplan "Bio-based Economy Zuidwest-Nederland, where Agro meets Chemistry" wordt status en richting gegeven aan de ontwikkelingen en potenties die kenmerkend zijn voor West-Brabant in de bio-based economy. In het businessplan, dat is opgesteld door overheid, onderwijs en ondernemers in het kader van de investeringsagenda Energie van de provincie Noord-Brabant, worden vijf bakens onderscheiden, te weten: delen van faciliteiten, gezamenlijke R&D, onderwijs & kennis, regiopromotie en financierings-instrumenten. Bestaande initiatieven in Zuidwest-Nederland binnen het kader van de strategische biobased agenda zijn o.a.: Centre for Open Chemical Innovation (COCI) in Bergen op Zoom: opzet van een campus Groene Chemie in Bergen op Zoom met en voor biobased bedrijfsleven; Biobased Innovations: Het BioBased Innovations (BBI) programma bestaat uit organisaties die willen samenwerken op het gebied van Bio-gebaseerde innovaties. Doordat belangrijke grote en MKBorganisaties uit de chemie-, food-, farma-, cosmetica- en agrosector samenwerken met o.a. kennisinstellingen en andere bio-initiatieven komt de huidige Bio-dynamiek in een versnelling en wordt deze versterkt door de structurele samenwerking in Zuidwest-Nederland. Biobase Europe bestaat uit een proeffabriek (Gent) en een opleidingscentrum (Terneuzen). In de proeffabriek kunnen bedrijven en kennisinstellingen hun biobased producten en processen testen en optimaliseren. In het opleidingscentrum worden de procesoperators van de toekomst opgeleid. Centre of Expertise Biobased Economy AVANS heeft een onderscheidende kennispositie in de regio West-Brabant. Samen met haar directe partners (bedrijven en kennisinstellingen) zal AVANS een Centre of Expertise Bio-based Economy opstarten. Eind 2010 is een business plan opgesteld om inhoud en richting te geven aan het beoogde Centre of Expertise. Het Centre of Expertise Bio-based Economy is de dragende kracht binnen het baken Onderwijs & Kennis van de regionale

RAAK-PRO aanvraag

17

6 september 2011


agenda "Bio-based Economy Zuidwest-Nederland, where Agro meets Chemistry". Inmiddels is onder regie van AVANS een ‘Wetenschappelijke Raad’ samengesteld met een tiental hoogleraren vanuit meerdere universiteiten en diverse disciplines, bedoeld om de noodzakelijke doorbraken op het terrein van Biobased Economy te stimuleren. Het Centre of Expertise organiseert daarnaast de ideale connectie tussen de kennisbehoeften uit de markt en de aanwezige expertise binnen onderzoeks- en kennisinstellingen vanuit alle niveaus (MBO-HBO-WO) en kennisdisciplines. Als resultaat ontstaan ‘op maat’ clusters van deskundigen vanuit bedrijven en kennisinstellingen die gezamenlijk projecten uitvoeren en onderzoeken doen en vult daarmee de leemte op die bestaat tussen het onderwijs en het bedrijfsleven op vooral het terrein van het toegepaste onderzoek. In een latere fase zal het kenniscentrum in samenwerking met het lectoraat Biobased Product Development ook workshops, business meetings, innovatie-cafés en symposia organiseren. BPM, DPI en EPNOE Binnen het programma Biobased Performance Materials (BPM) werken diverse kennisinstellingen en bedrijven aan de ontwikkeling van hoogwaardige toepassingen voor biopolymeren. Voor het Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie coördineert WUR-FBR dit programma; Het Dutch Polymer Institute (DPI) is opgericht om een brug te slaan tussen kennisinstellingen en industrie. DPI concentreert zich op pre-competitief onderzoek van polymeren en hun toepassing. Het DPI-Value Centre richt zich expliciet op het MKB; Het European Polysaccharide Network of Excellence (EPNOE) is een innovatief internationaal research netwerk voor polysaccharide wetenschap. Binnen dit netwerk wordt gebouwd aan een sterke band met de industrie, ontwikkeling van nieuwe producten en verbreiding van polysaccharide kennis.

8. Disseminatie van de resultaten van onderzoek Verspreiding van kennis en ervaring in het consortium en onder de projectdeelnemers De hoofdonderzoeker vanuit AVANS is eindverantwoordelijk voor de communicatie en tijdige terugkoppeling van de deelonderzoeken met de projectpartners. Uiteraard hebben alle projectdeelnemers zelf ook de verantwoordelijkheid om kennis en ervaring onderling te verspreiden. Binnen elk deelonderzoek dat gerelateerd wordt om die reden gewerkt aan: Uitwisselen van onderlinge kennis en ervaring en fungeren als elkaars klankbord; Uitwisselen van contacten en netwerken; Signaleren en adresseren van overstijgende vraagstukken op terrein van biopolymeren; Bijdrage aan de regionale en landelijke profilering van de resultaten. Deze aspecten zijn vaste agendapunten op de regelmatige deelproject-meetings met betrokken projectdeelnemers. Alle kennis en informatie uit de deelonderzoeken zal toegankelijk zijn voor het consortium en de overige projectdeelnemers. Tijdens het project wordt daarnaast twee maal per jaar een bijeenkomst georganiseerd met alle consortium leden en overige projectdeelnemers. Onder leiding van de hoofdonderzoeker wordt de voortgang door de diverse projecttrekkers gepresenteerd naar de hele groep, waarbij ook de niet consortiumleden bij betrokken zijn. Verspreiding van kennis en ervaring in het werkveld en methodes om ervaringen vast te leggen Kennisdisseminatie via internet en publicaties: Kennis zal worden verspreid via de websites van betrokken stakeholders; Halfjaarlijks wordt de hele doelgroep uitgenodigd voor halfjaarlijkse bijeenkomst door middel van een brief met daarin samenvatting van de resultaten en voortgang; Circa 4 wetenschappelijk publicaties worden gepubliceerd in vooraanstaande vaktijdschriften; Circa 4 semi-populaire publicaties worden gepubliceerd in relevante vakbladen en/of nieuwsbladen. Kennisdisseminatie via prototypes en database:

RAAK-PRO aanvraag

18

6 september 2011


Circa 6 tot 10 prototypes van biopolymeerproducten worden gemaakt op basis van de gegeneerde kennis. Prototypes worden gepresenteerd door bedrijvenbezoek en op relevante vakbeurzen; Syntens koppelt resultaten regelmatig terug met het MKB; Datasheets worden gemaakt van ontwikkelde producten (incl. verwerkingsrichtlijnen en protocollen); De te ontwikkelen database met gegevens over biopolymeer bouwblokken en additieven wordt toegankelijk gemaakt voor het consortium en aangesloten bedrijven. Kennisdisseminatie via expertmeetings en netwerken: Diverse colloquia en presentaties worden georganiseerd binnen onderwijs en beroepspraktijk. Via openbare workshops, gekoppeld aan de expertmeetings, zullen de resultaten worden gedeeld; Organisatie van een beroepspraktijk-symposium één maal per 2 jaar. Het eerste symposium zal bescheiden van omvang zijn en een lerend karakter hebben. Het tweede symposium zal de belangrijkste resultaten van het RAAK-PRO project uitdragen aan de beroepspraktijk en andere geïnteresseerden. Het tweede symposium kan beschouwd worden als een slotconferentie; 1 internationaal symposium wordt bezocht met daarbij een poster of mondelinge presentatie; Kennisuitwisseling met andere netwerken zoals het nationale Bio-based Performance Materials (BPM) programma de NRK Bio-based cluster (NL Rubber- en Kunststofbranche), BCPN (Belangenvereniging composteerbare producten NL), DPI-Value Centre, en Bio-based Innovations en de Universiteit Gent. In onderstaande figuur zijn de kennisdisseminatie activiteiten samengevat. Alle projectinformatie is beschikbaar voor consortiumleden en direct betrokken bedrijven. Andere stakeholders worden via publicaties, lezingen en symposia geïnformeerd. Bedrijfsvertrouwelijke informatie wordt niet openbaar gemaakt.

9. Monitoring en Evaluatie Gedurende het project heeft de hoofdonderzoeker de taak om de voortgang te monitoren en te evalueren. De projectpartners in elk deelonderzoek zijn uiteraard ook zelf verantwoordelijk voor inhoudelijke en financiële procesvoortgang. Voor de start van elk onderzoek wordt een begroting gemaakt door uitvoerende onderzoeker(s) aan tijd, geld en mensinzet die hij/zij nodig heeft. Na afloop wordt de balans opgemaakt. AVANS ziet toe op deze begrotingen en bewaakt het geheel. Penvoerder AVANS zal SIA informeren over de voortgang en het effect van het onderzoek: er wordt jaarlijks gerapporteerd over de voortgang van het project inclusief de ontwikkeling van de vastgestelde prestatieindicatoren (zie onderstaande tabel). Het consortium stelt zich beschikbaar voor werkbezoeken door OCW, SIA en Auditcommisies en voor evaluaties tijdens of na afloop van het project.

RAAK-PRO aanvraag

19

6 september 2011


Prestatie-indicatoren

Omschrijving

Bij aanvang

Na afloop

Het aantal mkb-bedrijven dat actief deelneemt aan het project

8

30

Het aantal publieke instellingen dat actief deelneemt in het project

1

3

Het aantal professionals werkzaam bij publieke instellingen dat actief deelneemt in het project

3

10

Het aantal docenten dat bij het project betrokken is

6

12

Het aantal studenten dat bij het project betrokken is

0

50

Het aantal studenten dat in het kader van het project een deel van de studie bij een buitenlandse hogeschoolpartner (onderzoeksinstelling/ bedrijf/publieke instelling) volgt

0

4

Aantal docenten dat in het kader van het project een deel van het collegejaar bij een buitenlandse partner (onderzoeksinstelling/ bedrijf/instelling) aanwezig is

0

2

Aantal samenwerkingsovereenkomsten voor studenten/docenten-uitwisseling met buitenlandse hogeschoolpartners (onderzoeksinstelling/ bedrijf/publieke instelling)

0

2

Aantal onderzoeksgroepen van projectpartners (buiten de eigen hogeschool om) met actieve deelname van onderzoekers/medewerkers/studenten in het project

4

10

Aantal betrokken lectoren (binnen de eigen hogeschool)

1

3

Aantal betrokken lectoren (werkend bij een van de projectpartners)

1

2

Aantal betrokken onderzoekers (binnen eigen hogeschool)

1

3

Aantal betrokken onderzoekers (werkzaam bij projectpartners)

6

15

Beroepspraktijk (voor alle regelingen):

Onderwijs (voor alle regelingen):

Internationalisering (verplicht voor RAAK-internationaal en indien van toepassing voor de andere regelingen):

Praktijkgericht onderzoek (voor alle regelingen):

Cofinanciering (voor alle regelingen)

Bedrag (in cash+in kind) dat door hogescholen beschikbaar wordt gesteld voor de uitvoering van het project bovenop de RAAK bijdrage

€ 129.984,75

Bedrag (in cash+in kind) dat door externe partners beschikbaar wordt gesteld voor de uitvoering van het project bovenop de RAAK bijdrage

€ 226.980,-

10.

Projectorganisatie en Management

Projectmanagement (projectstructuur, projectplanning, projectadministratie). Het project wordt op hoofdlijnen aangestuurd door de Biopolymers Stuurgroep, waarin de consortiumpartners zitting hebben: de hogescholen AVANS en Fontys, kennisinstelling Wageningen UR-FBR, de MKB-bedrijven Rodenburg en Optimum Bioplastics en intermediair Syntens. De dagelijks projectleiding - in handen van AVANS - stuurt de uitvoering aan van de deelonderzoeken, die elk hun eigen trekker(s) hebben. Er wordt een actieve houding en ondernemerschap van de projecttrekkers verwacht. De hogescholen AVANS en Fontys zijn elk verantwoordelijk voor de implementatie van de onderzoeksresultaten in de eigen onderwijspraktijk. De

RAAK-PRO aanvraag

20

6 september 2011


betrokken MKB-bedrijven en Wageningen UR-FBR zijn elk verantwoordelijk voor de implementatie van de onderzoeksresultaten in de beroepspraktijk. AVANS is eindverantwoordelijk voor de interne en externe (na overleg) verspreiding van kennis uit het onderzoek. Deeltaken in de kennisverspreiding worden gedelegeerd aan de consortiumpartners. Het overall projectmanagement van het project ligt in handen van de AVANS lector Bio-based Product Development en is gedelegeerd aan de hoofdonderzoeker vanuit AVANS. De hoofdonderzoeker is verantwoordelijk voor de algehele inhoudelijke voortgang van het onderzoek. De zes deelonderzoeken worden tijdens het project daar waar mogelijk parallel uitgevoerd onder leiding en coördinatie van deze hoofdonderzoeker. De lector binnen AVANS hogeschool bewaakt de projectleiding en houdt de projectplanning en benodigde diepgang van de diverse onderzoeken nauwlettend in de gaten. Daarvoor neemt de lector enig onderzoek of begeleiding voor haar rekening. In onderstaand schema is de structuur van de projectorganisatie weergegeven.

De taken van de projectleiding bestaan uit: Bij aanvang van het project en bij aanvang van nieuwe deelonderzoeken: verdere uitwerking van het strategisch onderzoeksplan in uitvoeringskaders en –formats in nauw overleg met de vraagkant; Ondersteuning en vraagbaak bij de ontwikkeling van deelonderzoeken; Inhoudelijke monitoring en procesbegeleiding (op afstand) van de deelonderzoeken; Verzorgen van samenhang en afstemming van activiteiten tussen partners; Uitvoering / delegeren van geplande communicatie-activiteiten naar projectpartners (o.a. Syntens); Zorgdragen /delegeren van (inter)nationale kennisuitwisseling; Verzorgen en bewaken van projectplanning; Administratief en financieel projectbeheer en projectfinanciën; Verzorging van jaarlijkse voortgangsrapportages aan SIA (met input van projectpartners); Deelname reflectiebijeenkomsten SIA RAAK PRO. Er wordt uitgegaan van een lichte en transparante organisatiestructuur, die vraaggerichtheid als leidend principe hanteert in het onderzoek. Daarnaast wordt in de organisatiestructuur expliciet aandacht geschonken aan ketensamenwerking met alle relevante actoren en aan cross-overs binnen en buiten de keten. Onafhankelijk projectpartner Syntens zet daartoe bredere stakeholderbijeenkomsten op met deelnemers uit met name het MKB. Verder verzorgt Syntens contacten en interviews met aanpalende bedrijven, symposia, evaluaties en fungeert als klankbord voor het MKB.

RAAK-PRO aanvraag

21

6 september 2011


Bijlage I

Curriculum Vitaes

AVANS Hogeschool Hoofdonderzoeker Ir A van den Dool, docent Chemische Technologie bij de Academie voor Technologie, Gezondheid en Milieu bij Avans Hogeschool Breda Na zijn studie chemische technologie aan de TU Delft is Aart gestart bij Shell als procesontwerper bij international chemicals manufacturing (SICM) in Den Haag (88-93). Het procesontwerp werd voortgezet bij Purac, marktleider in melkzuur (93-96) en later als hoofd van de afdeling technologie en product ontwikkeling melkzuur en derivaten (96-08), gevolgd door project ontwikkelaar bij een klein innovatief ingenieursburo Bodec (08-09) en vanaf 2009 de huidige functie in onderwijs. De expertise van van den Dool is gelegen in projectacquisitie en uitvoering, procesontwerp, bioraffinage, biopolymeer technologie en duurzame energie. Speerpunt voor Aart is het onderhouden van relaties met het bedrijfsleven en de begeleiding en ontwikkeling van studenten in hun opleiding. Dit werk voert hij uit in opdracht van het lectoraat duurzame energie. Hij besteedt tijd in de PR voor de opleiding en heeft via technaplaza en technasium en profielwerkstukken contact met de middelbare school voor de directe recrutering van Havo en VWO Beta jongeren. Het is voor Aart belangrijk om betrokken te zijn bij visie, strategie van de academie en de recrutering van collega's. Het beleid in met name technologie ontwikkeling en investeringen op de Hogeschool heeft zijn focus en hij streeft een multidisciplinaire studentteam aanpak na in de uitvoering van projecten, meestal in opdracht van het bedrijfsleven. Zijn streven is om projecten zodanig vorm te geven dat de aspecten Inspiratie, uitdaging en een grensverleggende leerervaring herkenbaar zijn. Samen met Kees Kooijman vormt hij een tandem in de biopolymeer ontwikkelingen en is Aart coordinator van de minor biopolymeren met in 2011 de start van 10 projecten voor het bedrijfsleven in West Brabant. Een van de projecten betreft het opzetten van een eigen bedrijf in directe samenwerking met Starterslift, waarbij jonge technologen leren te ondernemen, te beginnen met de opzet van een succesvol businessplan met als doel marktleiderschap in duurzame "all natural" sieraden en accessoires. Beoogd Lector Biobased Product Development Dr. ir. G.C.H. (Dorien) Derksen, director, principal scientist, Rubia natural colours (Rubia nc) Dorien (1970) is in 2001 gepromoveerd als fytochemicus aan vakgroep bio-organische chemie WUR. Bij de start van Rubia nc heeft zij hier de teelt, de productiefabriek en laboratorium opgezet voor de productie van 150 ton natuurlijke kleurstof per jaar uit plantaardig materiaal. Na de marktimplementatie in 2007 heeft zij voor dit bedrijf succesvol diverse (gesubsidieerde) projectonderzoeken opgezet, waaronder in 2007 een NWOCasimir subsidie met een zeer goed op persosonlijke titel. Hierdoor heeft zij een onderzoeksgroep van 5 fte (phD, MSc en BSc) kunnen oprichten welke deels werkzaam zijn bij Rubia nc en deels aan WUR. Ir. C. Kooijman, Avans Hogeschool Academie voor Technologie van Gezondheid en Milieu (ATGM), docent Chemische Technologie Na de studie Chemische technologie aan de Rijksuniversiteit te Groningen, richting Technische scheikunde gestart bij het aardappelmeelconcern Avebe te Veendam als procestechnoloog. Een van de aandachtsgebieden was de selectie van extrusie-apparatuur en de verwerking van aardappelzetmeel (derivaten) in het extrusieproces. Na Avebe overgestapt naar Norit Activated Carbon en daar naast energieonderzoek ook onderzoek uitgevoerd naar de extrusie van actieve kool. Sinds 2003 betrokken bij het onderwijs bij Avans hogeschool als docent Chemische technologie en Milieukunde, later hogeschooldocent bij de Academie voor Technologie en Management en sinds 2006 bij ATGM. Naast hogeschooldocent, majorverantwoordelijke voor de major Procesvoering en procesoptimalisatie, mede-initiator van de implementatie van biopolymeren in het onderwijsprogramma, stage-afstudeercoordinator en projectleider voor het aanvraagtraject van het SIA RAAK PRO Biopolymerenproject. Fontys Hogeschool Drs. Marloes H.C. Eijsvogels-van Leur, Fontys Hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen, Chemie docent Na haar studie scheikunde heeft Marloes van 2000-2006 gewerkt bij DSM NeoResins in Waalwijk aan de ontwikkeling van watergebaseerde bindmiddelen voor in coatings. Zij heeft expertise opgebouwd op het gebied van synthese en applicatie van polymeren (bindmiddelen) in coatings. Vanaf 2006 is Marloes werkzaam

RAAK-PRO aanvraag

22

6 september 2011


bij Fontys Hogeschool TNW als chemiedocent. Naast “standaard” onderwijstaken als studieloopbaanbegeleider, projectbegeleider, stage- en afstudeermentor is zij projectleider geweest van twee RAAK Projecten, Smart Materials (2006-2008) en Biopolymeren (2009-2011) die beide zeer succesvol verlopen zijn. Ir. E.A.M. Smets, Fontys hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen, (kunststof)chemie docent Na zijn studie Scheikundige Technologie aan de TU Eindhoven is Guido gestart bij de hogeschool Venlo in de opleiding polymeerchemie. Bij deze opleiding was hij vooral verantwoordelijk voor de (kunststof)chemische vakken zoals organische chemie, de verwerking van kunststoffen en analysetechnieken. Doordat Hogeschool Venlo bij Fontys Hogescholen werd ondergebracht is de opleiding polymeerchemie verhuisd naar Eindhoven in 2000. Daar bleef hij verantwoordelijk voor voornamelijk de kunststofchemische onderdelen. Tevens onderhoudt hij concrete contacten met het bedrijfsleven als accountmanager. Verder begeleidt hij diverse onderzoeken (al dan niet samen met studenten) in kader van de kunststoffen. Wageningen UR-FBR Ir. Gerald G.J. Schennink, Wageningen UR Food & Bio-based Research, Senior scientist biodegradable/renewable plastics Gerald Schennink is geboren in 1967 in Nederland. Hij heeft zijn opleiding tot werktuigbouwkundige gevolgd aan de Technische Universiteit Twente en de TU Eindhoven (specialisatie Polymeer Verwerking). Hij heeft enkele jaren gewerkt bij Philips op het gebied van spuitgieten. In 1995 is hij als projectleider gaan werken binnen de business unit Bio-based Products van Wageningen UR. Belangrijkste onderwerpen in deze projecten zijn de ontwikkeling van biodegradeerbare materialen/polymeren en/of productontwikkelingen op basis van deze biopolymeren. Gerald is (co-)auteur van meer dan 15 publicaties en patenten. Ir. Karin Molenveld- Wageningen UR-Food & Biobased Research Karin Molenveld is chemisch technoloog en is in 1994 afgestudeerd op het onderwerp polyester synthese via gecombineerde ring-opening polycondensatie reacties. Sinds 1994 is zij werkzaam bij FBR op het gebied van biopolymeren. Naast projectleider van diverse projecten is Karin binnen FBR inhoudelijk verantwoordelijk voor de werkzaamheden op het gebied van bioplastics. Sinds 2009 wordt Karin daarnaast ingehuurd door het DPI Value Centre als consultant op het gebied van bioplastics. Optimum Bioplastics Dr. Jeroen van Soest, Optimum Bioplastics, Innovatie manager Na zijn studie scheikunde heeft Jeroen in 1996 zijn promotieonderzoek bij Universiteit van Utrecht op het gebied van zetmeel bioplastics afgerond. Vervolgens heeft Jeroen zijn expertise op dit vlak verder uitgewerkt in diverse functies bij o.a. AT0-DLO, Wageningen UR, CPKelco en Meneba en diverse producten co-ontwikkeld zoals Solanyl, Optinyl, FlourPlast, FlourBond en CereBond-T. Hij heeft twee maal de Europese onderzoeksprijs “Prix Cerealier” gewonnen. Hij is op dit moment werkzaam als innovatiemanager bij Optimum Bioplastics. Jeroen is auteur van meer dan 70 wetenschappelijke publicaties en patenten. Rodenburg Biopolymers Aaik Rodenburg is directeur, oprichter en eigenaar van Rodenburg Biopolymers. Aaik beschikt over een enorme hoeveelheid kennis over gebruik van polymeren in toepassingen op basis van hernieuwbare grondstoffen zoals producten in papier, oliewinning en bioplastics. Jaap van Heemst is R&D manager Bioplastics bij Rodenburg Bioplastics. Jaap studeerde aan de Technische universiteit van Delft. Werkte o.a. bij A&F in Wageningen aan de ontwikkeling van bioplastics en is expert in de verwerking en ontwikkeling van zetmeel bioplastics. Jaap is (co-)auteur van meerdere publicaties en patenten. Syntens Alain Dirven Syntens, Innovatie adviseur Na zijn studie Industrieel Ontwerpen aan de TU Delft is Alain werkzaam geweest bij verschillende kunststofverwerkende MKB bedrijven. In 1994 rondde hij de post HBO opleiding Kunststoftechnologie af. Als productontwikkelaar bij o.a. Ubbink, Wisa, Curver en Polynorm van Niftrik heeft hij een brede ervaring opgebouwd op het gebied van uitéénlopende kunststoftoepassingen en -verwerkingstechnieken zoals spuitgieten, thermovormen, blaasvormen, schuimen en profielextrusie. Sinds 5 jaar is Alain werkzaam bij Syntens als innovatie adviseur voor de maakindustrie.

RAAK-PRO aanvraag

23

6 september 2011


Bijlage II

Omschrijving MKB-bedrijven

Bato Bato plastics is een internationale leverancier van kunststof spuitgietproducten. Met een modern machinepark werkt Bato vanuit 3 specialistische divisies: Kunststof producten voor de tuinbouw, Custom moulding en Verpakkingen. De divisie Tuinbouwproducten richt zich specifiek op de moderne tuinder. Met de in eigen huis ontwikkelde matrijzen worden binnen de divisie Custom Moulding tailor-made producten ontworpen en vervaardigd. De ontwikkeling, productie en distributie van kunststof verpakkingen ten behoeve van de voedingsindustrie is geconcentreerd binnen de divisie Verpakkingen. Desch Plantpak Desch Plantpak produceert thermovorm potten en containers, transporttrays, zaaitrays, verspeentrays en perkgoed packs voor de professionele tuinbouw. Samen met de kweker komt Desch Plantpak tot klantgerichte en inventieve oplossingen waarmee bedrijfsprocessen kunnen worden vereenvoudigd of automatiseringsprocessen kunnen worden verbeterd. Alle activiteiten en innovaties zijn erop gericht om de productieresultaten van de kweker te verbeteren en rendementen te optimaliseren. Desch Plantpak opereert voor de mondiale tuinbouw. Naast thermovorm producten beschikt Desch Plantpak ook over een range spuitgiet sierpotten, hangpotten, schalen en toebehoren, bekend onder de naam E-PLA range. De producten van Desch Plantpak worden gemaakt van PP (polypropyleen),PS (polystyreen), PET (Poly-ester) of biopolymeren. Daarnaast heeft men een product lijn op basis van het afbreekbare en hernieuwbare PLA (Dgrade). Met zeven productielocaties in vier landen (op twee continenten) en dealerbedrijven en klanten in zo'n zestig landen is Desch Plantpak een echte wereldspeler. Imperial Ventures Imperial Ventures, onder leiding van Harry Keijzer, uit Halsteren is een jong bedrijf, dat zich bezighoudt met het concretiseren van allerlei innovaties. Dit doen ze voornamelijk in opdracht van derden. Het ontwikkelde prijswinnende (Design pressure cooker) concept, ABulbC, staat echter op hun eigen naam. Het product bestaat uit drie tulpenbollen in een verpakking van biopolymeren. Het doel is om deze op basis van volledig afbreekbaar materiaal te maken waardoor de bloembollen tegelijk met de verpakking de grond in kunnen. Oerlemans Oerlemans Plastics B.V. is een moderne onderneming met ruim 200 medewerkers gespecialiseerd in de productie van hoogwaardige, flexibele kunststofverpakkingen en folie. Oerlemans Plastics levert in 30 landen aan de sectoren landen tuinbouw, industrie en verpakkingsgroothandel. Oerlemans heeft sinds 1966 ervaring met kunststofproductie Oerlemans beschikt over 34 mono en co-extruders en vervaardigt materialen als LDPE, LLDPE, MDPE, HDPE, Metallocenen en vele zeer succesvolle blends. Verder specialisatie in beroepsgroepen als bodemlassers, zijlassers, cutters, lapsealers, wicketters, stansunits, ponslijnen. Optimum Bioplastics Optimum is een jong bedrijf uit Rotterdam. Optimum biedt een product portfolio die het mogelijk maakt je eigen eindcompound te formuleren en te bouwen. Hierdoor is het mogelijk om met een beperkt aantal uitgangsmaterialen plastic compounds te maken geschikt voor zowel spuitgieten, thermoformen, filmblazen, gieten als schuimen. Het modulaire systeem van Optimum maakt het mogelijk deels dure biopolyesters te vervangen en zetmeel in zijn geheel in bioplastics. FlourPlast is hierdoor een uniek biopolymeerproduct en kan verwerkt worden in reguliere verwerkingsprocessen. FlourPlast verbetert functionaliteit en reduceert de kosten. Het FlourPlast modulaire product portfolio biedt compounders en converters flexibiliteit in aanpassingen van hun producten in termen van vereiste eindfunctionaliteit. Optimum FlourPlast is een direct inzetbaar systeem.

RAAK-PRO aanvraag

24

6 september 2011


Rodenburg Biopolymers Rodenburg Biopolymers is een familiebedrijf en heeft een lange achtergrond in biopolymeerverwerking en kennis met een breed netwerk. Het hoofdkantoor is gevestigd in Oosterhout (Noord-Brabant), maar Rodenburg biedt services en producten wereldwijd aan via hun internationale verkoopkanaal. Daarnaast heeft Rodenburg een aantal buitenlandse samenwerkingspartners en productiemogelijkheden. Rodenburg zoekt continu naar nieuwe kansen en mogelijkheden. De productlijnen Solanyl® eindcompounds en Optinyl masterbatches maken deel uit van hun bioplastic portfolio. Syntens Syntens Innovatiecentrum laat de Nederlandse economie groeien door het versterken van innovatie in het midden- en kleinbedrijf. Syntens maakt u als ondernemer bewust van de mogelijkheden die u heeft om te innoveren en helpt ondernemers concreet om daarin stappen te zetten die leiden tot resultaat voor de onderneming. Het grote en persoonlijke netwerk van Syntens zoals kennispartners, ondernemers en brancheorganisaties strekt zich uit over de belangrijkste sectoren van de Nederlandse economie en is regionaal beschikbaar en toegankelijk. Door nieuwe verbindingen binnen dit netwerk te leggen, bijvoorbeeld tussen ondernemers onderling en tussen ondernemers en kennisinstellingen, ontstaan innovaties die resulteren in nieuwe business. Zo dragen de activiteiten van Syntens Innovatiecentrum indirect bij aan een extra omzet bij het Nederlandse bedrijfsleven van enkele honderden miljoenen euro’s per jaar. Jaarlijks adviseert Syntens circa 6.000 ondernemers bij de eerste stappen in het innovatieproces en worden zo’n 10.000 innovatieaanvragen per jaar beantwoord. Syntens opereert vanuit 15 vestigingen door heel Nederland dichtbij de ondernemer in de regio en heeft 250 innovatieadviseurs in dienst met een groot persoonlijk netwerk. Circa 2.000 personen die werkzaam zijn bij kennisinstellingen, brancheorganisaties en overheden zitten in het netwerk van innovatieadviseurs en 25 grotere brancheorganisaties werken nauw samen met Syntens. Millvision (onderaannemer Avans Hogeschool) Core business van Millvision is het geven van support bij optimalisatie, innovatie en verankering van business en technisch management processen van onze opdrachtgevers; vaak in samenwerking met derden. Onze opdrachtgevers ontwikkelen, beheren, bedrijven en onderhouden meestal complexe productiesystemen, Installaties en onroerend goed, variërend van de procesindustrie tot de dienstverlening. De Millvision competentie is het combineren van haar kennis en ervaring van business processen met de kennis en ervaring van de klant. Dit door toepassing van methoden en tools met als doel een positief rendement. Millvision werkt aan een heldere en duurzame relatie met de klant waardoor we flexibel en adequaat kunnen opereren. Activiteiten. Millvision is gespecialiseerd in de twee marktsegmenten Papier en Kartonindustrie en Milieutechniek & Infrastructuur.

RAAK-PRO aanvraag

25

6 september 2011


Bijlage III

Begrippenlijst biopolymeren

Biopolymeren: PLA : PolyLacticAcid PHA : PolyHydroxyAlkanoaten PHB : PolyHydroxyButyraat Synthetische polymeren: PE : PolyEthyleen PP : PolyPropyleen PBAT : PolyButyleenAdipaatTereftalaat PBS : PolyButyleenSuccinaat PET : PolyEthyleenTereftalaat PS : PolyStyreen Analysemethoden: DSC : Differential Scanning Calorimetry DMTA : Dynamic Mechanical Thermal Analysis NMR : Nuclear Magnetic Resonance GPC : GelPermeatieChromatografie

RAAK-PRO aanvraag

26

6 september 2011


Bijlage IV

Voorbeeld uitwerking deelonderzoek

Voorbeeld nadere uitwerking deelvraag uit deelonderzoek 2: Fysische-reologische stabiliteit van biopolyesters: PHA’s PHA’s worden gezien als één van de belangrijkste groepen bioplastics voor de toekomst. Belangrijke redenen daarvoor zijn o.a. dat PHA’s in veel milieus goed afbreekbaar zijn (waaronder bijvoorbeeld zeewater) en een relatief hoge maximale gebruikstemperatuur hebben. PHA’s worden geproduceerd door micro-organismen. Door aanpassing van “de voeding” van deze micro-organismen kunnen PHA’s worden gemaakt met een brede range aan eigenschappen van flexibel tot stijf. Recentelijk zijn diverse nieuwe PHA’s op de markt gebracht. Daarbij is veel geïnvesteerd in nieuwe productiefaciliteiten. Om de toepasbaarheid van PHA’s te vergroten is het noodzakelijk onderzoek te doen naar geschikte additieven voor PHA’s. Hierbij wordt specifiek gedacht aan chain extenders, branching agents en nucleating agents. PHA’s hebben een zeer lage smeltsterkte. Wanneer PHA’s smelten treedt er een grote en snelle viscositeitsverandering van hoog visceus naar waterdun op. Dit beperkt de toepasbaarheid van PHA’s in diverse applicaties zoals thermovormen en folieblazen. Via reactieve extrusie kunnen chain extenders en/of branching agents worden toegevoegd om de smeltsterkte te verhogen (moleculair niveau). Daarnaast kan op het granulaat niveau de smeltsterkte worden beïnvloedt door het creëren van blends en Inter Penetrating Networks (IPN’s). Een milestone voor het MKB is de beschikbaarheid van temperatuurbestendige granualaat voor folieproductie. Concrete werkzaamheden binnen deze opdracht kunnen zijn: - Korte literatuurstudie en selectie van PHA’s en additieven - Vertaling in deelopdrachten voor studenten van AVANS of Fontys hogeschool - Compounderen van additieven in PHA’s via reactieve extrusie/kneden - Verwerken van PHA’s met behulp van spuitgieten - Mechanische analyse zoals treksterkte, modulus, impact eigenschappen - Analyse van thermische eigenschappen via DSC, DMTA - Analyse van de reologische eigenschappen - Analyse van de structuur via NMR en GPC - Bundeling en verwerking resultaten en plaatsen in een groter kader van begripsvorming

RAAK-PRO aanvraag

27

6 september 2011


Bijlage V

Tijdsplanning activiteiten en milestones

Tijdsplanning RAAK-PRO project "Functionele stabiliteit van Biopolymeren" Inzet projectpartners Fase Jaargang project Jaartal Kwartaal

Fase I Jaar 1 2012 apr-jun

Fase II Jaar 3

Jaar 2 jul-sep

okt-dec

2013 jan-mrt

apr-jun

jul-sep

okt-dec

2014 jan-mrt

apr-jun

Jaar 4 jul-sep

okt-dec

2015 jan-mrt

apr-jun

jul-sep

okt-dec

2016 jan-mrt

Avans

Fontys WUR-FBR

MKB

Planning Onderzoeksplan Deelonderzoek 1 Begripsvorming Deelonderzoek 2 Fysisch reologische stabiliteit Deelonderzoek 3 Effect vulstoffen Deelonderzoek 4 Biologische afbraak Deelonderzoek 5 UV-gevoeligheid Deelonderzoek 6 Bio-polyesters en zetmeel

Planning Onderwijsplan Minoren / projectgroepen Stages /afstudeerplekken gastlectures bedrijfsleven Aanpassing onderwijsmodules Biobased / DAS Colloquia en presentaties Aanstelling promotieplek lectoraat Avans

Planning Beroepspraktijk MKB-onderwijsdeelname MKB-stageplaatsen / korte opdrachten Facility Sharing tussen projectpartners en MKB Kennisvermeerdering MKB Beroepspraktijk symposia Opzet thematische MKB-clusters Kennisuitwisseling gremia

Programmamanagement Brede consortiameetings Monitoring en procesbegeleiding Ondersteuning deelonderzoeken Communicatie (website, nieuwsbrief, boek, etc) Administratief projectbeheer Voortgangsrapportages RAAK-PRO Milestones

Kennisdatabase en updates

Evaluatiemomenten

Milestone communicatie

Inzet

=

groot

Prototype biopolymeerproduct

Aanstelling promotieplek

Aangepaste onderwijsmodules hogescholen

Inzet

=

redelijk

Artikel (wetenschappelijk, vakblad)

Symposia doelgroep

Kick-off en eindmeeting

Inzet

=

matig

Startplan deelonderzoek, minoren, stage / afstudeerplekken

RAAK-PRO aanvraag

28

6 september 2011

Syntens


Bijlage VI

Aanvraagformulier RAAK-PRO

A. Verplichte gegevens van het consortium: de penvoerende hogeschool

-

AVANS, lectoraat Bio-based product development

A. Verplichte gegevens van het consortium: de vertegenwoordiging uit de beroepspraktijk

-

Syntens MKB-intermediair

B. Overige consortiumleden (indien aanwezig) In te vullen voor iedere consortiumlid zijnde een kennisinstelling, intermediair, brancheorganisatie e.d.

-

Fontys hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen, lectoraat Thin Films & Functional Materials Wageningen UR Food & Bio-based Research

In te vullen voor iedere consortiumlid zijnde een individueel bedrijf of publieke instelling

-

Optimum Bioplastics Rodenburg

C. Beoogde overige deelnemende bedrijven/organisaties maar geen consortiumlid In te vullen voor iedere deelnemend partij zijnde een kennisinstelling, intermediair, brancheorganisatie e.d.

-

Bato Desch-plantpak Imperial Ventures Oerlemans Plastics Synbra Technology

RAAK-PRO aanvraag

29

6 september 2011


D: Gegevens project Algemene gegevens Titel voorstel


Sector/Domein (bv. maakindustrie of zorg en ICT of creatieve industrie)

Biobased Economy

Managementsamenvatting voorstel (Aanleiding voor voorstel/vraag van deelnemende ondernemers, globale opzet programma: concrete kennisthema’s en projecten)

Onderzoeksvraag: hoe kan optimale regie worden verkregen op de functionele stabiliteit van biopolymeren in de productketen (verwerking van polymeer via granulaat naar eindproduct)? Het consortium bestaat uit AVANS Hogeschool (lectoraat Biobased Product Development), Fontys Hogeschool Toegepaste Natuurwetenschappen, Wageningen UR Food & Biobased Research, MKB-ers Rodenburg Biopolymers en Optimum Bioplastics, en Syntens. Verder zijn MKB-ers betrokken: Bato, Desch, Imperial Ventures, Oerlemans en Synbra Technology. Het implementatieplan voor de beroepspraktijk bestaat o.a. uit stage/afstudeerplaatsen, biobased onderwijs-modules, kortlopende opdrachten en minoren, facility sharing van diverse laboratoria, ontwikkeling en uitwerking van 6 tot 10 nieuwe biopolymeerproducten, organisatie van symposia, het mobiliseren van het MKB en clustervorming voor onderzoeksvragen. Het implementatieplan voor de onderwijspraktijk bestaat o.a. uit wetenschappelijke publicaties, patenten, een biopolymerendatabase, diverse colloquia en gastcolleges, aanpassing van onderwijsmodules en een promotieplek. Daarnaast vindt brede kennisdisseminatie plaats.

Looptijd programma en subsidieperiode Looptijd van het programma

Startdatum: 1 april 2012

Einddatum: 1 april 2016

Periode waarvoor subsidie wordt aangevraagd

Startdatum: 1 april 2012

Einddatum: 1 april 2016

E: Financiering van het project Totale kosten van het innovatieproject; dit bedrag moet overeenstemmen met de opgave die is gedaan in de totaalstaat van de begroting

Gevraagde toekenningsgelden op grond van RAAK; dit bedrag moet overeenstemmen met de opgave die is gedaan in de totaalstaat van de begroting

RAAK-PRO aanvraag

30

€

1.056.510,00

€

699.545,25

6 september 2011


Bijlage VII

Begroting RAAK-PRO

Begroting conform format RAAK-PRO. De begroting betreft een periode van maximaal 4 jaar verdeeld over fase 1 (1e en 2e jaar) en fase 2 (3e en 4e jaar). De begroting gaat uit van vier deelplannen te weten: programma management; plan van onderzoek; plan voor de beroepspraktijk en plan voor onderwijspraktijk.

RAAK-PRO aanvraag

31

6 september 2011

Functionele Stabiliteit van Biopolymeren

Recommend Documents