Biosolutions

1. Teknologisk Institut samler sine pilotanlæg i et
nyt fødevaregodkendt Biosolution Technology
center
November 2022

2. Biosolutions er defineret som:
A biotechnological solutions to challenges in the food
and agriculture sector.
Biosolutions control, apply or utilize biological
processes or bio-based components for the benefit of
agriculture or in food or feed production. Examples
include: the use of enzymes, proteins, biological plant
protection products, biofertilizers, microbes, bacteria,
functional food ingredients, fermentation technology
or equipment for any of the processes

3. Kilde: Biosolutions Innovations in Denmark and the US, Teknologisk Institut, okt. 2022
Top ten areas of global biosolutions innovations:

4. Formål:
Centeret skal hjælpe virksomheder eller andre
organisationer med at få udviklet og skaleret
innovative forarbejdningsteknologier indenfor
alle typer af biomaterialer

5. Fermentering kan
bidrage til at løfte
en biomasse
højere op i den
bioøkonomiske
værdikæde.
Via fermentering
kan det
undersøges om
sidestrømme fra
nuværende
produktion kan
udnyttes bedre.
Future
farming

6. Det nye fermenteringsanlæg er en del
af fyrtårnsprojektet Biosolution Zealand
- Her finansieres til indkøb af dele af udstyr til en værdi af ca. 7 mio.
- Teknologisk Institut finansierer selv med ca. 20 mio.

7. Hvem er med i Biosolutions Zealand?

8. Formål med projektet er at:
- Imødekomme det vækstpotentiale beskrevet i IRIS Groups ”Biosolutions i Danmark (2021)
- Arbejde på at Biosolutions Zealand om 10 år er et internationalt
erhvervsfyrtårn for bæredygtige løsninger på globale udfordringer. Fyrtårnet har epicenter på
Sjælland og øerne og vil bestå af velfungerende partnerskaber mellem små og store
virksomheder i alle 17 kommuner, uddannelses- og vidensinstitutioner og nye
innovationsparate SMV’er og spin-outs/scaleups fra hele landet.

9. Konsortiet i Biosolution Zealand
Erhvervshus Sjælland (operatør,
lead)
Food & Bio Cluster Denmark (co-
lead)
Knowledge Hub Zealand
Kalundborg Symbiose
Guldborgsund Kommune
CORO Co-lab
Business LF
Roskilde Kommune
DTU
KU Food
Roskilde Universitet
Absalon
Zealand
Maskinmesterskolen i Kbh.
CELF
Teknologisk Institut
Dansk Erhverv, Alliancen for
biosolutions
Dansk Industri
Landbrug & Fødevarer
Food Nation
State of Green
FermHub Zealand
21st.BIO
SiccaDania
Nordic Sugar
Crispy Food
Dansk Biokemi
Chr. Hansen
Novozymes
CP Kelco
Naturem
AtSpiro
IntuBio
BioLean
m.fl.
REACT-EU midler
Totalbudget ~60 mio. kr.
Projektperiode forår 2022-31.08.23

10. Fysiske faciliteter baseret på biofermenterings- og bioraffineringsteknologier
• Fermenteringsenhed med dataopsamling på DTU
• Pilotanlæg på Teknologisk Institut
• Pilot/Demoanlæg på FermHub i Gørlev
• Produktions- og testanlæg på 21st Bio
• Laboratorium til SMV- og datadrevet vidensopbygning,
OpenBioLab
• Demonstrationsanlæg hos SiccaDania, DaniaBioProcess
• Opskalerings- og produktionsanlæg i Guldborgsund,
Baltic Plant Solution
Projektets tre søjler

11. Laboratorie faciliteter
Pilot -
Demo -
Fuldskala -
Kommercielt anlæg
Biosolutions Zealand
Bioraffinerings- og fermenterings-faciliteter

12. Laboratorie faciliteter
Pilot -
Demo -
Fuldskala -
Kommercielt anlæg
Bioraffinerings- og fermenterings-faciliteter
Biosolutions Zealand

13. Laboratorie faciliteter
Pilot -
Demo -
Fuldskala -
Kommercielt anlæg
Bioraffinerings-faciliteter
DTU RUC
DTU
TI
Dania Bio
Process
DTU
Baltic Plant
Solution
Virksomhed XX
TI
Biosolutions Zealand

14. Laboratorie faciliteter
Pilot -
Demo -
Fuldskala -
Kommercielt anlæg
Fermenterings faciliteter
DTU RUC
TI
TI
21stBio
FermHub
FermHub
Virksomhed XX
DTU
Biosolutions Zealand
DTU og RUCs testfaciliteter skal
være etableret og ibrugtaget
inden august 2023.

15. Nye værdikæder baseret på lokalt producerede ressourcer:
• Sidestrømme fra primærproduktion og fødevareindustri
• Græs (grøn biomasse, lucerne, kløver, sukkerroeblade)
• Bælgplanter (ærter, bønner osv.)
• Upcycling af organisk affald f.eks. via mikroalger
• Blå biomasse (søstjerner, mikro- og makroalger)
• Hamp og cannabis
• Insekter

16. Bioraffinering hos TI – eksempler
Eksempler på
biomasse:
• Malt fra ølbrygning
• Sukkerroetoppe
• Larver
• Hvedestrå
• Skaldyr
• Græs
• Havreklid
• Hvedeklid
• Tang
• Quinoaklid
• Rapsmel
• Æblerester
• Osv.
Eksempler på
produkter:
• Krill protein
(lyskrebs)
• Svinelungeprotein
• Havre arabinoxylan
• Rapsfrøprotein
• Cellulosefibermasse
• Sukkerroerubisco
• Saponin
• Chitin
• Lignin
• Osv.

18. Vi hjælper din virksomhed
eller dit forskningsprojekt
med at udvikle nye processer og produkter
• Du kan være start-up eller du kan være en etableret virksomhed
• Du kan have en idé eller et produkt du ønsker testet
• Vi kan bistå med udvikling og optimering af hele eller dele af
processerne
• Du får mulighed for aktiv deltagelse i processen – hvis du ønsker det
• Vi har in-house kompetencer til test af produktegenskaber, til udvikling af
din forretningsmodel eller til at bistå fundingproces eller jura
• Du får en let tilgængelig samarbejdspartner
 Vi kan deltage som: Koordinator/ Partner/Underleverandør

19. Hvorfor et
Bioraffinaderi i
pilotskala?
Fordi der er behov for opskalering af laboratorieprocesser.
Nystartede virksomheder har brug for opskaleringsmuligheder
før fuld skala
Større virksomheder kan spare investeringer ved at outsource
denne proces
Vi tilbyder:
 Proof of concept
 Product prototype for testing
 Grundlag og hjælp til at udarbejde business case eller LCA
 Forbedring af TRL (teknologisk beredskabsniveau)
 Fleksibelt/generisk pilotanlæg

20. Hvorfor
pilotopskalering?
Billigere:
- Intet behov for egen virksomhedsinvestering
- Ingen interne driftomkostninger (Opex)
Hurtigere:
- Erfarne videnskabsmænd med bioløsninger som
- Ingen byggefase
Bedre:
- Adgang til ekspertise fra 1000 eksperter
- Analyser, forbrugertest og markant evaluering
Vi tilbyder også hjælp til funding og jura eller
forretningsmodel.

21. Fra ide til produkt: End-to-end service
Teknisk- og
økonomisk
potentialevurdering
Proof of principle
Procesudvikling og
test i laboratoriet
Proof of concept
Validering,
dokumentation og
optimering i
pilotskala
Prototype
Skalering for
kommercielle
prøvevolumener
Produkt til
applikation og
forbrugertest
TRL 2-3 TRL 3-4 TRL 4-5 TRL 5-6

22. o Malt fra ølbrygning
o Sukkerroetoppe
o Larver
o Hvedestrå
o Mikroalger
o Makroalger
o Marine biomasse
o Græs
o Hamp
o Klid
o Rapsmel
o Æblerester
o Osv.
Vådfræsning
Sterilisering
Ekstrudering
Spraytørring
Centrifugering
Nanofiltrering
Hydrolyse
Ultrafiltrering
Mikrofiltrering
Globalt
Netværk
Ekspert-
rådgivning
Fundraising
o Proteiner
o Ensileret foder
o Organiske syrer
o Fermenterede
fødevarer
o Præ- og probiotika
o Bioethanol
o Buthanol
o Bioplastik
o Bakteriofager
o Osv.
GMO
Flydende
Fed-Batch
Anaerobt
Produkter
Fermentering
(working volume)
Forarbejdnin
g
Biomasse
Analyse-
pakke
Screening
10-1.000 µL
Lab skala
0,4 – 0,7 liter
Pilot skala
8 - 2200 L
TRL2-
4
TRL5
TRL6
pH CO
2
O2 OD
°C
Upstream &
Downstream
Roadmap for Biosolution Technology Center (June 2023)

23. University development
Universiteter Dansk Teknologisk Institut Siccadania Baltic Plane Solution
Universiteter Dansk Teknologisk Institut Ferm Hub Zealand 21stBio
Bioraffinering
Biokonvertering

24. Projektstatus
- Udstyr til pilotanlæg indenfor fermentering til en værdi af 6.6 mio. kr. er
indkøbt
- Vi køber selv ekstra udstyr til en værdi af 20 mio. kroner (genvindingsanlæg &
downstream process og utilities)
- Vi holder tidsplanen med midlertidigt anlæg klart juni 2023. Vi gør klar til
kunder pr. årsskiftet og går i gang med byggeri af ny bygning med forventelig
klar 2026.
- Vi er i gang med at kommunikere og gøre de kommende ydelser synlige:
https://www.teknologisk.dk/7-biosolution-technology-center-btc/44297
- Ønsker du løbende nyt vedr. det nye anlæg kan du skrive til Lise-Lotte Schmidt-
Kallesøe, lisc@teknologisk.dk

25. For mere information besøg
• Generisk pilotanlæg til bioraffinering - Laboratorier - Teknologisk
Institut
• Biosolution Technology Center, BTC - Teknologisk Institut
• REACT-EU - Danmarks Erhvervsfremmebestyrelse (ritzau.dk)

26. Mere information?
Lise-Lotte Schmidt-Kallesøe
Forretningsleder, Bioressourcer
Mobil: +45 7220 2168
Kontakt: lisc@dti.dk

27. Udstyr og ekspertise specifikationer

28. Pilotanlæg og udstyr (fødevaregodkendt)
Flere procesenheder tilgængelige på ét sted
Alle enheder kan tilpasses til en tilpasset proces
Certificeret til fødevareproduktion
Procesudviklet og –tilpasset enhver biomasse
Minimalt spild
Varmeveksler
Vådmølle
Spraytørrer
Vibrerende si
Dekanter centrifuge
Omrørte tanke
Clarifier centrifuge
Tørfraktioneringsenhed
Membranfiltrering
SANI membran
Søjlekromatografi

29. • 100-800 L kapacitet
• 8-98 °C
• 0-50 RPM omrøringshastighed
To reaktortanke med op til 800 L kapacitet hver.
Mulighed for opvarming og kølning.
Omrøring velegnet til bade væsker og viskøse suspensioner.
pH overvågning og justering.
Vejecelle til vejning af indhold.
Omrørte tanke

30. To typer af omrøring
Omrørte tanke

31. • 800 L/h kapacitet
• Kolloid mølle MZ-100, pratikelstørrelse> 100µm
• Perforeret skivemølle ML-150, forskellige sigter
800 L/h
Vådmølle
Kolloid- og skivemøller er tilgængelige til formaling
og suspension af faste stoffer.
Kan anvendes i kombination med reaktortanke til
kontinuerlig behandling

32. • Faststof og væske adskillelse
• Op til 4.500 rpm (3500 ×G)
• 305 Diameter
• 1000 L/t kapacitet
Faststof-væske adskilles ved densitet.
Hurtig drift med høj kapacitet.
Variabel hastighed til optimering af udbytte.
Dekanter centrifuge

33. • Adskillelse af fine partikler
• Max. 12.500 rpm (22700 ×G)
• 300 L/t
Clarifier centrifuge
Faststof-væske adskillelse med høj kapacitet ved
densitet.
Variabel hastighed til optimering af udbytte.
Bedre separationseffektivitet end dekantercentrifuge.
Indsamling af mindre faste mængder.

34. • 70 L Minimum arbejdsvolumen
• Op til 1000 L/min
Koncentration af opløste komponenter.
Adskillelse efter partikel- eller molekylestørrelse
- Mikrofiltrering
- Ultrafiltrering
- Nanofiltrering
- Omvendt osmose
Membranfiltrering

35. • 25 L Minimum arbejdsvolumen
• Kontinuerlig drift 100 L/t
Størrelsesfraktionering og koncentration af opløste komponenter.
Lavere tendens til tilstopning på grund af rystende bevægelse.
Fås i både laboratorie- og pilotskala.
- Mikrofiltrering
- Ultrafiltrering
SANI Membranfiltrering

36. • Op til 140 °C i varmeveksler
• Op til 100 °C i reaktortankene
Væsker kan opvarmes direkte I varmeveksleren.
Indhold I reaktortanke kan opvarmes med damp fra varmeveksler.
- Pasteurisering og sterilisering
- Enzym aktivering/inaktivering
- Blegning
- Varmeudfældning
Varmeveksler

37. • UV-detektion i flere rækker
• Finere komponenter (pigmenter, phenoler, proteiner)
Søjlekromatografi
Adskillelse af opløselige komponenter ved forskellig
bindingsaffinitet til kromatografipakning (med eks. resin).

38. • 5-10 L/t
• Dyse I henhold til produktegenskaber
• Justerbar temperatur
Tørring af færdigt pulveriseret produkt fra
opløsninger.
Indvendig eller ekstern sprøjtedyse og
opvarmet luft til skånsom tørringsproces.
Andre dysesystemer (f.eks. roterende
forstøver) kan installeres
Spraytørrer

39. Båndtørring
DryingMate båndtørrer
Tørretumbleren er designet specielt til
testtørring og mindre produkter.
Tørrekammeret er udstyret med tre
inspektionssektion, hvor man kan se produktet
hele vejen igennem tørretumbleren.
• Lufttørring max 250 ℃
• Kapacitet op til 50 kg/t
• Opholdstid min/max 10/40 min

40. • Arbejde med en massekonsistens 2-8% og kontinuerligt
cirkulationskammer på 50 L.
• Diameteren er 300 mm. Afstanden mellem skiverne kan justeres mellem
0-9 mm.
Disc Refiner
Pulp raffineres homogent, mens den cirkulerer.
Alle dele I kontakt med det raffinerede materiale er
lavet af ikke-ætsende materialer, som bronze og
rustfrit stål.
Raffineringskammeret kan afkøles ved at cirkulere
koldt vand, som beskytter prøverne mod genereret
mod varme ved raffinering.

41. • Fødevareforarbejdningsteknologi, der næsten steriliserer flydende mad
ved at opvarme den til over 135º C (275º F) – den temperature, der
kræves for at dræbe mange bakterielle endosporer – I 2 til 5 sekunder.
Ultrahøj temperaturbehandling (UHT)
Minimer tilstedeværelsen af mikroorganismer, samtidig
med at de kemiske ændringer I et produkt efter
forarbejdning minimeres.
UHT-process, arbejde sammen med kunder for at sikre, at
de optimerer kvalitet, effektivitet og prduktivitet ved at
anvende den bedste løsning til en given application.

42. 500 µm
200 µm
100 µm
• Russell Compact Sieve®
• 100 µm til 500 mm tilgængelige skærme
Vibrerende sigter
Rysning giver størrelsesadskillelse for en lang række
tørre materialer.
Stabelbare sigter fås i flere størrelser.

43. Proces eksempel
Mild aqueous
extraction
(CWD enzymes)
Wet milling
Raw
material
Membrane-
filtration
(MF/UF/NF/RO/dia)
Pulp
Decanter
centrifugation
Insoluble fiber
Permeate
Liquid
Residual
liquid
Retentate
Spraytørring
Protein
concentrate in
powder form
Cake
Clarifying
centrifugation
Liquid
Column
chromatography
Liquid Eluate
Bioactive
components
(phenols,
saponins..)

44. Evaluering af resultater
–DTI Kompetencer
• Fysisk-kemiske egenskaber
• Funktionelle egenskaber
• Sensorisk benchmarking
• Potentielle applikationsevalueringer
• Næringsværdi
• Markedsindsigt
• Applikationstest

45. New processes,
e.g. 3D printing and
fermentation
Food ingredients
Development of
prototypes in our
FoodtureLab
HACCP
Food Safety Culture
Food fraud prevention
Hygiene and
microbiology
Food labelling &
regulation
Novel Food
Food allergens
Texture, structure and
consistency
Chemical analyses
Shelf life studies
Application tests
Extrusion
Pelleting
Testing enzymes and
ingredients
Consumer acceptance
testing
Product comparisons
New product
prototype tests
Product
development
Food safety Characterisation Consumer tests
Food Technology
Pilot production

46. Kompetencer plantebaserede produkter
• Ingående kendskab til planteproteiner og ekstrudering/tekstur af planteproteiner.
• Produkt- og opskriftsudvikling
• Ingrediens- og produktkarakterisering – kemisk, fysisk, teksturel, sensorik, holdbarhed
• Indsigt I fødevaresikkerhed og regulering, mærkning
• Ny indsigt I fødevareregulering
• Markedsindsigt I plantebaserede trends – Innova Market Insight
• Pilotskalaudstyr inden for kødanaloger

47. DTI Faciliteter for ingredienser
Sensorisk
laboratorium til
forbrugeraccept
Sensorisk profilering
MeatLab : Test af
kødanaloger i
pilotskala
Avancerede
fysiske, kemiske
analyser
Produkt- og
applikationsudvikling
Analytiske
faciliteter
Pilotskala
Ingrediensudvikling og
test
Teksturering af
planteproteiner i
pilotskala
Udvikling af opskrifter
og test af ingredienser i
FoodtureLab
Sensorisk test

48. Laboratorie analyse:
Fødevarers funktionelle
egenskaber
• Vand- og oliebinding
• Emulgering (kapacitet, stabilitet, aktivitetsindeks EAI)
• Fedt/oliebinding eller absorptionskapacitet (OAC)
• Skumdannelse (kapacitet, stabilitet)
• Vandaktivitet (Aw)
• Opløselighed
• Proteinopløselighed
• Opvarmningsstabilitet
• Viskositet
• Gelering
• Partikelstørrlsesfordeling
• Morfologi
• Farve (pulver eller opløsning)
• Massefylde
• m.m.

49. Applikationstest
Vi dækker en bred vifte af plantebaserede kategorier
• Kødanaloger; frikadeller og pølser
• Plantebaseret mælk
• Andre plantebaserede mejeriprodukter; ost,
yoghurt
• Andre kategorier
• Plantebaserede æg, mousse, dressinger, tofu
m.m.

50. • Udviklingskøkken til udvikling af fødevarer
• Indeholder kogeplader, industriovne og specialudstyr som 3D fødevareprintere,
vakuumpakning osv.
• Adgang til analytiske laboratorier, sensoriske laboratorier og fødevareteknologer
• Anvendelsestest med udvalgte plantebaserede opskrifter med ekstruderede
produkter fra pilotanlægsforsøgene.
FoodtureLab

51. Ekstursion af ingredienser i pilotskala i
fødevarekvalitet
Produktionsfaciliteter I Sdr. Stenderup

52. Mixing
Vandret båndblander
Farshakke

53. Ekstrudering
Coperion ZsK, 27 mm dobbeltskruet ekstruder
 Produktion af tekstureret vegetabilsk
protein
 Produktion af udvidede snacks og korn
 Tør og våd ekstrudering
 Dobbeltskrueekstruder – kapacitet 40
kg/t

54. Ekstruderet madlavning med høj
fugtighed
 Højt proteinindhold (70% DM)
 Vand% (50-70%)
 Termomekanisk bearbejdning
 Struktur lavet I kølematrice
Vådt tekstureret planteprotein
- Kødlignende fibre/ kødanaloger

55. Belægning
 Overtræk af snacks og
korn
 Opvarmning af
belægningskammer

56. De udfordringer vi hjælper med at løse
• Udvikling, test og fejlfinding
• Optimeret smag, fjernelse eller maskering af bismag
• Forbedret tekstur
• Bedre udseende, farve
• Holdbarhed
• Forbruger accept
• Ernæringsmæssige egenskaber
• Fejlfinding
• Adgang til speciallaboratorier og pilotanlæg