1 / 40

VOORBE

VOORBE. HANDELING. Lignocellulos. e rijke biomassa. Han Vervaeren. Bart Ryckaert. Voorbehandeling. Inleiding Enkele Technieken Besluit. Inleiding. + - Opslag Kostprijs Transport Energie inhoud Betere conversie Anaerobe vergisting  sneller + vollediger. Wat gebeurt er?.

goro
Download Presentation

VOORBE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. VOORBE HANDELING Lignocellulos e rijke biomassa Han Vervaeren Bart Ryckaert

  2. Voorbehandeling • Inleiding • Enkele Technieken • Besluit

  3. Inleiding • +- Opslag Kostprijs Transport Energie inhoud Betere conversie Anaerobe vergisting  sneller + vollediger

  4. Wat gebeurt er? Biodegradatievsbiobeschikbaar Specifiek opp Porositeit depolymerisatiegraad

  5. Hoe evalueren?

  6. Indeling…in literatuur en in praktijk • Literatuur • 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. CO2 -CH3CHOHCOOH -CO2 • -CH3CHOHCOOH • CH3COOH • CH3CH2OH • CO2 Homoferm Clostridium Gisten, schimmelsEnterobac Heteroferm Enzymatische behandeling Biologische behandeling  wit-rot schimmels (Wan & LI, 2012)

  17. Verhoogt silage de methaan opbrengst? Rond de 3- 7 % meerwaarde • 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

  18. Kunnen we met silage additieven dit verhogen? (Vervaeren et al., 2010) Mogelijks…. doch verder onderzoek nodig

  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 pilootvergisterInagro 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)

  25. Extruder Hjorth et. Al, 2011

  26. Extruder – elektrische efficiëntie Hjorth et. Al, 2011

  27. Voor- en nadelen Voordelen Geen chemische additieven Simpele techniek Sterke mechanisatie mogelijk Nadelen Energie-efficientie: grote verschillen Effect sterk afhankelijk type biomassa Investeringskost

  28. Pre-hygiënisatie : thermisch

  29. Pre-hygiënisatie Voor vergisting een hygiëniseringsstap doorvoeren 60 minuten aan 70°C Thermische voorbehandeling

  30. Hygiënisatie voor vergisting Test op mengsel mest + groentenafval Prehygiënisatie Ultrasone behandeling Geen behandeling Onbehandelde mest (Luste et al., 2011)

  31. Chemisch

  32. ZUREN • 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)

  33. Alkalisch • 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

  34. Wijze van toediening : NaOH bij maïs Vernevelen : 30 % (350 ml/kg VM), weken : 4 % (2,6 L/kg VM) 18 % Onderzoek Enbichem– Inagro- 2009

  35. Thermochemisch (Lopez et al., tobesubmitted) Onderzoek Enbichem 2012 Grote toename mogelijk (> 200 % (bv. rijsstro) ), maar optimalisatie noodzakelijk! Ook sterke reductie in HRT mogelijk.

  36. Thermochemisch (Monlau et al., 2012) 10 % 4 % Vb. op zonnebloemsteel (invloed van temperatuur)

  37. 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

  38. Andere…the list goes on.. • Vries-dooi • Sonicatie • Microgolven • Superkrtisch water/CO2 • Verkoling, torrefecatie, pyrolyse,.. • etc

  39. 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

More Related