Download de presentatie
GepubliceerdLeopold Dekker Laatst gewijzigd meer dan 9 jaar geleden
1
VOORBE HANDELING Lignocellulos e rijke biomassa Han Vervaeren
Bart Ryckaert
2
Voorbehandeling Inleiding Enkele Technieken Besluit
3
Inleiding + - Opslag Kostprijs Transport Energie inhoud
Opslag Kostprijs Transport Energie inhoud Betere conversie Anaerobe vergisting sneller + vollediger
4
Wat gebeurt er? Biodegradatie vs biobeschikbaar Specifiek opp
Porositeit depolymerisatiegraad
5
Hoe evalueren?
6
Indeling…in literatuur en in praktijk
Mechanisch en/of fysisch Chemisch en/of fysico-chemisch Biologisch Praktijk Conventioneel Mechanisch Silage (biologisch) Thermo-(mechanisch) Niet-conventioneel Chemisch Ultrasoon Thermisch Enzymatisch/biologisch Microgolven, etc.
7
Mechanische voorbehandelingen
8
Mechanische voorbehandeling
Effect op biomassa Verkleinen partikelgrootte Vergroten aandeel VS Vrijstellen celinhoud Verlagen polymerisatiegraad
9
Mechanische voorbehandeling
Effect tijdens vergistingsproces Vergroten contactoppervlak Versnellen vergistingsproces door snellere hydrolyse Verbetert toegankelijkheid biomassa voor micro-organismen
10
Mix aardappelen – appels - wortelen:
stukken van 2 cm vermalen Vlees: stukken van 2 cm vermalen 0 c. Zonnebloemkernen: kern zonder schaal 5 mm vermalen d. Hooi: stukken van 1.5 cm vermalen Denneloof: stukken van 2 cm vermalen
11
Effect op partikelgrootte en VS-aandeel in gras
(Linkmark et al.,2012)
12
Effect op vergistingsproces
(Linkmark et al.,2012)
13
Mechanische voorbehandeling
Hydrolysatiegraad verhoogt: 5-25% Verhoging biogasopbrengst: 5-50% HRT verkort: 23%-59% Elektrische efficiëntie Gaand 8 keer meer output dan input tot negatief Hendriks et al., 2008, Lindmark et al., 2012
14
Mechanische voorbehandeling
Inclusief homogeniseren en mengen Quickmix (vogelsang)
15
SILAGE
16
Gisten, schimmels Enterobac
CO2 -CH3CHOHCOOH -CO2 -CH3CHOHCOOH CH3COOH CH3CH2OH CO2 Homoferm Clostridium Gisten, schimmels Enterobac Heteroferm Enzymatische behandeling Biologische behandeling wit-rot schimmels (Wan & LI, 2012)
17
Verhoogt silage de methaan opbrengst?
Van 11 – 17 % (Hermann et al., 2012, Vervaeren et al., 2010) (op mais, gierst, tarwe, rijst) in batch maar compensatie nodig voor : ODM verliezen Wijziging samenstelling ODM na ensilering Rond de 3- 7 % meerwaarde
18
Kunnen we met silage additieven dit verhogen?
Mogelijks…. doch verder onderzoek nodig (Vervaeren et al., 2010)
19
Biologisch + Goedkoop + Eenvoudig + weinig risico op inhibitoren
- Lage meeropbrengst - Lange tot zeer lange tijden nodig - Werking niet altijd gegarandeerd - Selectiviteit niet gegarandeerd
20
Silageadditieven – test praktijkvergister
21
Test inkuiladditieven pilootvergister Inagro
Inkuilen maïs met en zonder inkuiladditief Basis periode van 40 dagen, testperiode van 40 dagen
22
Test pilootvergister
23
Thermo-mechanische voorbehandelingen
24
Types Extruder Mbv vijzels wisselende drukken en temperaturen creëren
Verkleine partikelgrootte Scheuren cellen Toegankelijker maken ligno-cellulose door depolymerisatie Stoomexplosie Injectie stoom onder hoge druk gevolgd door een snelle drukval Lyseren cellen Toegankelijker maken ligno-cellulose (Hjorth et. Al, 2011, Horn et. Al, 2011)
26
Extruder Hjorth et. Al, 2011
27
Extruder – elektrische efficiëntie
Hjorth et. Al, 2011
28
Voor- en nadelen Voordelen Geen chemische additieven Simpele techniek
Sterke mechanisatie mogelijk Nadelen Energie-efficientie: grote verschillen Effect sterk afhankelijk type biomassa Investeringskost
29
Pre-hygiënisatie : thermisch
30
Pre-hygiënisatie Voor vergisting een hygiëniseringsstap doorvoeren
60 minuten aan 70°C Thermische voorbehandeling
31
Hygiënisatie voor vergisting
Test op mengsel mest + groentenafval Prehygiënisatie Ultrasone behandeling Geen behandeling Onbehandelde mest X cattle slurry Ruitje: niets behandeld Vierkantje: ultrasoon Driehoekje: gehygiëniseerd (Luste et al., 2011)
32
Chemisch
33
ZUREN Zuren Voordelen Nadelen H2SO4, HCL, HNO3 en H3PO4
Geconcentreerde (30 – 70 %) of verdunde (0,5 – 2 %) ! vorming H2S en NH3 alsmede aromatische aldehyden (furfural/HMF) Vnl ingrijpend op hemicellulose (Monlau et al. 2012) Zuren Voordelen Nadelen Geconcentreerd Lage temperaturen Hoge suikeropbrengsten Hoog zuurverbruik Corrosie Moeilijke terugwinning Toxisch Condensatie en precipitatie lignine Ongewenste bijproducten (adaptatie) neutralisatie achteraf Verdund Laag zuurverbruik Hoge temperaturen Adaptatie voor bijproducten
34
Alkalisch Oxidatief Bij alle drie
NaOH > KOH > Mg(OH)2 > Ca(OH)2 > NH4OH (Chandra et al., 2012) Verzeping van zure suikergroepen toegankelijker Oplossen hemicellulose en (minder) lignine Herbruikbaar Biomassa verbruikt vrije alkaliën voor neutralisatie (+/- 3 % zonder meerwaarde) Oxidatief Toedienen van H2O2 (Fe 2+), CH3COOOH (van 1 tot > 20 %), Cl2, O3, O2 Zal naast cellulose vooral lignine aanvallen (inhibitie door oplossen aromaten) Minder geschikt wegens ook cellulose oplossend en niet selectief Bij alle drie verhoogd watergebruik uitspoeling opgeloste koolstof mogelijk Vervluchtiging mogelijk van koolstof neutralisatie nodig (zuren) Alkalisch meestal betere resultaten Haalbaarheid? praktische problemen ! Kristalliniteit van cellulose niet aangepakt
35
Wijze van toediening : NaOH bij maïs
Vernevelen : 30 % (350 ml/kg VM), weken : 4 % (2,6 L/kg VM) 18 % Onderzoek Enbichem – Inagro
36
Thermochemisch Grote toename mogelijk (> 200 % (bv. rijsstro) ), maar optimalisatie noodzakelijk! Ook sterke reductie in HRT mogelijk. (Lopez et al., to be submitted) Onderzoek Enbichem 2012
37
Thermochemisch (Monlau et al., 2012)
Vb. op zonnebloemsteel (invloed van temperatuur) 10 % 4 %
38
Solventen en ionische vloeistoffen
Organosolvents (OS) of ionische vloeistoffen (IV) OS : Methanol, ethanol, ethylene glycol, etc. + herbruikbaar, efficient (50 – 80 % delignificatie) + selectief cellulose//lignine//hemicellulose + goed stuurbaar - noodzaak voor recovery (via E/C, water, alcoholen) - (zeer toxisch), hygroscopisch - in combinatie met hoge temperaturen - zeer dure vloeistoffen, uitgebreide apparatuur, experimenteel - Bio-ethanol industrie, bio - refenery
39
Andere…the list goes on..
Vries-dooi Sonicatie Microgolven Superkrtisch water/CO2 Verkoling, torrefecatie, pyrolyse,.. etc
40
Conclusies Soms groot potentieel , andere veel minder Trade-off
Veel nog experimenteel Complex gegeven Opschaling weinig bekend Belangrijkst: m³ CH4/ton vers Bv. toevoeging van grote hoeveelheden water? Opschaling: haalbaarheid, kost, onderhoudskost, investeringskost,.. Bv. toevoeging van grote hoeveelheden NaOH Energie-input <-> energie-output Bv. Hoge dosissen ultrasone trillingen
Verwante presentaties
© 2024 SlidePlayer.nl Inc.
All rights reserved.