Tilbake til søkeresultatene

BIONÆR-Bionæringsprogram

Decision support system on optimized waste collection by vacuum technology with simultaneous production of bioenergy from wastes

Tildelt: kr 1,9 mill.

Prosjektet har vært koordinert av Fraunhofer Umsicht i Tyskland og har hatt partnere fra Norge (NTNU), Polen (Institute for Ecology of Industrial Areas) samt to industripartnere i Tyskland (Bilfinger Water Technologies ? nå Aqseptence group og Ingenieurbüro für Wasserwirtschaft und Ressourcenmanagement GmbH). Hovedmålet med Biosuckprosjektet var å etablere et beslutningsstøttesystem som fremmer optimalisering av både innsamling og utnyttelse av avfallsstrømmer i næringsmiddelindustrien. Dette skal gjøres ved bruk av vakuumteknologi ?for å redusere vannforbruk og dermed oppkonsentrere avfallsstrømmene. De konsentrerte avfallstrømmene kan da brukes f.eks til bioenergi (biogass, bioetanol, hydrotermisk karbonisering) eller for resirkulering av næringsstoffer. Vakuumteknologien er utviklet av Bilfinger/Aqseptence for bruk i bla kommunale avløpssystemer, men mer kunnskap om industrielle sidestrømmer var nødvendig for å kunne tilpasse og ta i bruk systemet til næringsmiddelindustri. NTNUs del av prosjektet har vært å karakterisere avfallsstrømmene, både med konvensjonelle kjemiske metoder (fett, protein, etc.) samt analyse av forurensningsparametre slik som kjemisk oksygenforbruk, totalt organisk karbon, totalt nitrogen og total fosfor. I tillegg har prøvene blitt karakterisert med NMR (kjernemagnetisk resonans). Dette er en metode som kan bestemme en rekke ulike stoffer eller metabolitter i avløpsvannet. I prosjektet er det laget en oversikt over hvilke metoder som brukes i dag for analyse av avløpsvann og fordeler og ulemper med disse metodene. I løpet av prosjektet har avløpsvann fra fiskeindustri samt restråstoff fra ulike fiskeslag blitt analysert. Det er også laget et modellsystem for å se på mulige endringer i sammensetning av avløpsvann ved bruk av vakuumteknologi. Ved bruk av vakuumteknologi kan vannforbruket reduseres, kanskje med opptil 60%, noe som kan føre til at det blir mulig å isolere eventuelle verdifulle komponenter fra avløpsvannet. Dataene som er generert i det norske delen av prosjektet skal inngå som grunnlag i et beslutningsstøttesystem som kan brukes av industrien til å bestemme hva det vil lønne seg å anvende ulike sidestrømmer og avløpsvann til. Bærekraftaspektet ved ulike scenarioer er vurdert av den polske partneren. For å sende prøver fra ulik industri til NTNU var det nødvendig å fryse prøver som ble tatt ut. Sammenligning av ferskt generert avløpsvann og fryselagrede prøver av samme vann viste at frysing påvirker verdiene for forurensingsparameterne kjemisk oksygenforbruk, totalt nitrogen, totalt fosfor og total organisk karbon. I hvor stor grad verdiene ble påvirket av frysing og tining var avhengig både av typen prøve og hvilken parameter som ble målt. Effekten av frysing bør derfor undersøkes nærmere. I siste del av prosjektet ble prøver fra to anlegg i Tyskland, en proteinprodusent samt et meieri, analysert og for å få disse prøvene måtte likevel fryses for å kunne sendes. Prøvene var hentet fra ulike steder i produksjonsprosessen. Resultatene fra disse vil bli brukt til å se hvordan vann fra ulike deler i produksjonsprosessene kan utnyttes bedre. Vann med lavt innhold av næringsstoffer og lave verdier for forurensningsparametere kan f.eks. brukes i andre deler av prosessen eller kan blandes med vann som er mer forurenset for å nå spesifikk krav/utslippsgrenser. Avløpsvann med ulik pH kan også blandes for å redusere miljøeffekter ved utslipp samt hindre korrosjon i tanker mm. Bruk av standard kyvettetester for å bestemme forurensningsparametre fungerte godt med unntak av bestemmelse av biologisk oksygenforbruk som vil kreve at bruk av tilpassede bakteriekulturer for hvert enkelt avløpsvann. Disse testene er relativt enkle å gjennomføre, er standardiserte med instruksjoner og utstyr som gjør det enkelt å gjøre disse målingene også ute i industrien. NMR har vist seg å være et meget godt verktøy i karakterisering av metabolitter i avløpsvann ? dette kan brukes både til å bestemme konsentrasjon av ulike metabolitter som f.eks aminosyrer, men også til å bestemme metabolitter som kan gi informasjon om ferskhet på råstoff og bruk av detergenter osv. To studentoppgaver har blitt gjennomført knyttet til prosjektet.

The project BioSuck aims at establishing a decision support system (DSS) that forces a redesign of the food processing industry with regard to an optimized waste collection system. This shall work via vacuum lines and subsequent processing of concentrated waste into bioenergy or recycling of nutrients. The redesign will save a significant quantity of water, because it requires considerably less water for cleaning purposes when waste is sucked off. This will accordingly decrease the disposed wastewater and thus reduce costs. The concentrated waste (high organic load fraction) can further be used for a self supply with nutrients (fertilizer, food or feeding purposes) and/or bioenergy generated by subsequent processes (biogas, bioethanol, hydrothermal carbon ization). The DSS will need sufficient input data to enhance the combination of solutions for the opitmal redesign within the different sectors of the food processing industry (beverage, dairy, meat, seafood?). Therefore, various waste streams will be cha racterized by conventional and innovative spectral measurements to find new efficient solutions for waste categorization (e.g. bioactive compounds). Additionally, a summary of waste compositions will be made by literature research. The resulting database will supplementary contain the kind of waste accumulation and relevant characteristics of the food sector where it accumulates (possibility for nutrient recycling, etc.). A sustainability analysis of the technologies and processes will be carried out by a n LCA and an environmental impact assessment. A conducted case study will reveal real life data to integrate this data into the DSS. Therefore a small test pilot system for concentrating waste via vacuum lines will be designed and built. The project outco me will be an MS-Excel® based decision support system with a complementary guideline for the redesign of the food processing industry and for closing loops regarding energy and nutrient supply.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

BIONÆR-Bionæringsprogram