Nieuw wetenschappelijk onderzoek laat zien hoe plantenresten kunnen bijdragen aan duurzame energie en grondstoffen
Op 3 april 2025 verscheen in het wetenschappelijke tijdschrift Scientific Reports een baanbrekend onderzoek over agrarisch afval, uitgevoerd door onderzoekers Mihai Brebu, Daniela Ioniță en Elena Stoleru. Het artikel, getiteld “Thermal behavior and conversion of agriculture biomass residues by torrefaction and pyrolysis”, onderzoekt hoe reststromen uit de landbouw gebruikt kunnen worden om energie en grondstoffen te winnen.
Agrarische reststromen zijn de overblijfselen van planten na de oogst. Denk hierbij aan stengels, schillen, doppen en pitten die vaak als afval worden beschouwd. In plaats van dit afval simpelweg te composteren of te verbranden, kunnen deze restproducten met de juiste verwerking worden omgezet in waardevolle producten, zoals biobrandstoffen of chemische stoffen.
Twee verwerkingsmethoden: torrefactie en pyrolyse
De onderzoekers onderzochten twee verwerkingsmethoden: torrefactie en pyrolyse.
- Torrefactie is een proces waarbij biomassa verhit wordt tot ongeveer 250 graden Celsius in een zuurstofarme omgeving. Dit zorgt ervoor dat het materiaal uitdroogt en minder vocht bevat, waardoor de energie-inhoud per kilo toeneemt. Dit proces is ideaal om vaste brandstoffen te produceren die veel energie bevatten.
- Pyrolyse is een intensiever proces waarbij biomassa wordt verhit tot 550 graden Celsius zonder zuurstof. Hierdoor wordt het materiaal afgebroken in vaste resten (biochar), vloeibare oliën en gassen. De biochar kan dienen als brandstof, terwijl de oliën gebruikt kunnen worden in de chemische industrie.
Welke reststromen zijn het meest geschikt?
Het onderzoek laat zien dat niet alle agrarische reststromen dezelfde eigenschappen hebben. Schillen blijken bijvoorbeeld erg homogeen, wat betekent dat ze een constante samenstelling hebben en dus voorspelbaar gedrag vertonen bij verhitting. Stengels daarentegen zijn veel variabeler, waardoor de verwerkingsresultaten minder constant zijn.
Daarnaast bevatten doppen vaak thermisch gevoelige stoffen die sneller ontleden, terwijl pitten rijk zijn aan oliën. Door deze verschillen is het belangrijk om vooraf goed te bepalen welke reststroom voor welke verwerkingstechniek geschikt is.
Wat leveren de processen op?
- Torrefactie: Bij een temperatuur van 250 graden Celsius blijft vrijwel alle energie behouden in de vaste stof, wat betekent dat er nauwelijks energieverlies is. Dit maakt torrefactie interessant voor het maken van efficiënte biobrandstoffen.
- Pyrolyse: Bij 550 graden Celsius ontstaan biochar, olie en gas. De olie die uit schillen komt bevat veel fenolische stoffen, die bruikbaar zijn in de productie van lijmen en harsen. Doppen leveren aromatische stoffen op, die in parfums of als chemische bouwstenen gebruikt kunnen worden. Stengels produceren verbindingen zoals furans en ketonen, terwijl pitten oliën opleveren die rijk zijn aan vetzuren.
Dit onderzoek laat zien dat agrarisch afval geen waardeloos restproduct hoeft te zijn. Door slimme verwerking kunnen deze resten juist bijdragen aan duurzame energieoplossingen en de productie van waardevolle chemische stoffen.
Door de specifieke eigenschappen van elk type afval te kennen, kunnen boeren en industrieën efficiënter omgaan met agrarische reststromen. Zo dragen we bij aan een circulaire economie en verminderen we afval.
Meer informatie over het onderzoek is te vinden op nature.com.
