Exploring homogeneous catalysis for the oxidation of starch

Milieuvriendelijkere oxidatie van zetmeel

Zetmeel is een belangrijke grondstof die wereldwijd wordt geproduceerd op een gigantische schaal. Het wordt gewonnen uit natuurlijke bronnen als aardappel, rijst, mais en tarwe. De oxidatie van zetmeel is een veelgebruikt proces om de eigenschappen van natuurlijk zetmeel te verbeteren. Na oxidatie kan het bijvoorbeeld worden toegepast als geleringsmiddel in behandeld voedsel en om papier te versterken. Tegenwoordig wordt bleek gebruikt om op industriële schaal zetmeel te oxideren, wat zorgt voor zout afval en toxische bijproducten. Het doel van dit onderzoek was om een alternatief te vinden om goedkoop zetmeel te oxideren zonder de negatieve impact op het milieu. 

In zijn promotieonderzoek keek Onno Broekman naar het gebruik van waterstofperoxide en het ontwikkelen van een katalysator om de peroxide te activeren. Hij vond een katalysator met mangaan die efficiënt zetmeel kon oxideren en resulteerde in een vergelijkbaar product. Broekman vond echter kleine verschillen in de eigenschappen en de microstructuur van het zetmeel, vermoedelijk door het gebruik van een katalysator. Verder onderzoek aan de katalysator liet een complex samenspel tussen de katalysator en de zetmeelkorrel zien op microschaal. Dit leidde tot een beter begrip van zowel de katalytische oxidatie van zetmeel als van de katalysator zelf.

Het zetmeel geoxideerd met Broekmans systeem liet nieuw gedrag in water zien, waardoor het breder toepasbaar is en niet slechts voor het vervangen van bleek. Met dit nieuwe proces kan zetmeel wel geoxideerd worden zonder het afval wat gepaard gaat met de oxidatie met bleek.

Onno Broekman voerde zijn onderzoek uit bij het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG), afdeling Chemische Technologie, met financiering van Avebe, SNN en NWO. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij de Rijksuniversiteit Groningen. 

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/33e7566e-454a-41de-b784-a39e92f04bdf