Validating Lactic Acid production by Mixed Culture Fermentation at Pilot scale, with Raw Sugar Beet

Aanleiding

After extensive research on the development of productive and energy-efficient fermentation with lactic acid bacteria, a new method for the production of lactic acid has been developed by Nature's Principles and its partners, using raw feedstock.

Deze methode kan de binnenlandse (NL) en potentieel EU-brede marktweerbaarheid versterken. Het resulterende product heeft potentieel gebruik in een verscheidenheid aan toepassingen als chemisch ingrediënt, waaronder industriële en huishoudelijke schoonmaakmiddelen en ontkalkingsmiddelen.

Door vereenvoudiging van de upstream- en downstreamverwerking, streeft Nature's Principles ernaar een proces op te schalen met een lagere koolstof- en waterfootprint, wat een duurzamere productie van melkzuur op de markt brengt.

Ons proces maakt gebruik van Mixed Culture Fermentation (MCF), dat, zoals in het laboratorium is geverifieerd, efficiënter is, omdat het direct Rauwe Suikerbieten Sap (RSBJ) kan fermenteren en de raffinage van de grondstof omzeilt (zie Figuur 1).

Nature's Principles proces verlaagt de CO2-uitstoot met 40-45% in vergelijking met fermentatieprocessen op basis van pure culturen. Daarnaast heeft de teelt en het gebruik van suikerbieten in plaats van suikerriet (dat momenteel veel wordt gebruikt) een 4x lagere koolstoffootprint.

Doelstelling

Nature's Principles BV. aims to commercialize this energy-efficient fermentation technology and the downstream processing of the broth for production of a 50-80% w/w Lactic Acid solution.

Deze verfijnde melkzuuroplossing is ons minimum viable product (MVP) met een markt-entry strategie gericht op industriële en huishoudelijke schoonmaakgrade melkzuur (als chemisch ingrediënt).

Het doel van dit pilotproject is om van TRL 4 naar TRL 6 te gaan, waarbij de opgeschaalde prestaties (1000x lab-schaal) van het Novel Fermentation proces voor de verwerking van Rauwe Suikerbieten Sap naar Melkzuur, IP nr: 2023113, worden gevalideerd, en van TRL 3 naar TRL 5 in de downstream verwerking (zie Appendix 3 voor TRL 3 resultaten).

Bij de verwerking van 10 ton suikerbieten is deze pilot gericht op R&D voor de opgeschaalde productie en verwerking van hoog melkzuur bevattende broth en leveringsproduct dat kan worden toegepast.

Korte omschrijving

The pilot project will run from 5th of May 2022 until 18th of October 2023 and will be split into 3 phases:

1. Design & Engineering (USP/ Fermentation / DSP)
2. Pilot Operations; USP / Fermentation / DSP
3. Product trials / Process improvement

Resultaat

The pilot project will deliver a better understanding of the production process at scale, needed to yield production and processing of sugar beets for a more eco-friendly and less energy-intensive lactic acid product that makes use of an underutilized domestic agricultural feedstock, the 'sugar beet'.

This result will allow Nature's Principles BV. to move forward towards commercialization, starting with an exploitable DEMO facility producing 0.5 kton/yr.

Validation of the pilot production-line for Lactic Acid from sugar beets will need to include:

• Validation of fermentation process at scale
• Validation of downstream processing design at scale
• Product application testing and improvement